RU2293691C2 - Method for forming payload separation system - Google Patents

Method for forming payload separation system Download PDF

Info

Publication number
RU2293691C2
RU2293691C2 RU2004113888/11A RU2004113888A RU2293691C2 RU 2293691 C2 RU2293691 C2 RU 2293691C2 RU 2004113888/11 A RU2004113888/11 A RU 2004113888/11A RU 2004113888 A RU2004113888 A RU 2004113888A RU 2293691 C2 RU2293691 C2 RU 2293691C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pushers
mass
payload
center
pusher
Prior art date
Application number
RU2004113888/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004113888A (en
Inventor
Анатолий Иванович Кирилюк (RU)
Анатолий Иванович Кирилюк
Валерий Николаевич Подзоров (RU)
Валерий Николаевич Подзоров
Владимир Семёнович Дрожжин (RU)
Владимир Семёнович Дрожжин
Original Assignee
Фгуп Производственное Объединение "Полет" (Фгуп По "Полет")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фгуп Производственное Объединение "Полет" (Фгуп По "Полет") filed Critical Фгуп Производственное Объединение "Полет" (Фгуп По "Полет")
Priority to RU2004113888/11A priority Critical patent/RU2293691C2/en
Publication of RU2004113888A publication Critical patent/RU2004113888A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2293691C2 publication Critical patent/RU2293691C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: coupling of space payloads having unbalance in mass in transversal direction and separation from launch vehicles.
SUBSTANCE: proposed method includes determination of initial forces of operation of each spring-loaded pusher by calculation method ; spring-loaded pushers are mounted on payload separation system. Pushers are mounted in pairs and are located along lateral axes of payload. Pusher forces are so selected that their total static moment relative to any lateral axis passing through projection of actual position of payload mass is equal to zero. Forces of pushers located along one of lateral axes depend on shift of payload center of mass along this axis and do not depend on shift of payload center of mass along other axis.
EFFECT: reduction of angular disturbance of item relative to its lateral axes at separation from launch vehicle; avoidance of collision of separated item with last stage of launch vehicle.
2 dwg

Description

Изобретение относится к системам сброса или отделения объектов, преимущественно космических аппаратов (КА) и других полезных нагрузок (ПН), от несущих конструкций (адаптеров или приборных отсеков) ракет-носителей (РН) при их выводе на расчетную орбиту и может быть использовано в области ракетно-космической техники. Особенностью способа формирования системы отделения (СО) является его применение для отделения ПН с большим дисбалансом массы в поперечном направлении.The invention relates to systems for dumping or separating objects, mainly spacecraft (SC) and other payloads (PN), from supporting structures (adapters or instrument compartments) of launch vehicles (LV) when they are put into the calculated orbit and can be used in the field rocket and space technology. A feature of the method of forming a separation system (CO) is its use for separating monitors with a large mass imbalance in the transverse direction.

В результате анализа патентной и научно-технической литературы в качестве прототипа заявленного способа принято техническое решение по патенту RU 2151086 С1 от 20.06.2000 г., регистрационный номер заявки 99114863/28 от 07.07.1999 г. «Устройство для транспортировки и отделения ПН от космического объектам», в котором представлены устройство отделения ПН и реализуемый им способ формирования СО ПН.As a result of the analysis of patent and scientific and technical literature, as a prototype of the claimed method, a technical solution was made according to patent RU 2151086 C1 of 06/20/2000, registration number of the application 99114863/28 of 07/07/1999, "Device for transporting and separating PN from space objects ”, which presents the device for separation of monitors and the method of formation of monolithic monitors implemented by him.

Известный способ формирования СО заключается в установке механизма фиксации (удерживающего устройства) ПН и средств отделения ПН - пружинных толкателей между ПН и несущей конструкцией. Механизм фиксации выполнен в виде поворотных крюков, взаимодействующих с ПН, привода их раскрытия и пирозамка. Каждый из пружинных толкателей выполнен в виде штока, размещенного в корпусе, и пружины с регулировочным винтом. Толкатели устанавливают симметрично относительно продольной оси ПН, проходящей через ее геометрический центр. При установке продольные оси пружинных толкателей располагают параллельно продольной оси отделяемой ПН. При этом в момент отделения ПН пирозамком и пружинным приводом раскрытия обеспечивают одновременное срабатывание поворотных крюков механизма фиксации ПН с последующим включением в работу средств отделения (пружинных толкателей).A known method for the formation of CO is to install the fixing mechanism (holding device) of the load cell and means for separating the load cell - spring pushers between the load cell and the supporting structure. The locking mechanism is made in the form of rotary hooks interacting with the PN, the drive of their disclosure and pirozamka. Each of the spring pushers is made in the form of a rod placed in the housing, and a spring with an adjusting screw. Pushers are installed symmetrically with respect to the longitudinal axis of the PN passing through its geometric center. When installing the longitudinal axis of the spring pushers are parallel to the longitudinal axis of the detachable PN. At the same time, at the moment of separation of the PN with a pyro lock and a spring-loaded opening drive, the rotary hooks of the PN fixing mechanism are simultaneously triggered and the separation means (spring pushers) are included in the operation.

На этапе начальной подготовки и стыковки ПН с СО (перед закреплением ПН с помощью механизма фиксации) осуществляют тарирование (настройку толкателей на расчетные усилия, необходимые для отделения ПН с заданной скоростью) усилий штоков пружинных толкателей и при установке ПН осуществляют одновременное сжатие пружин толкателей посредством штоков. Такая регулировка усилий штоков толкателей и настройка их на расчетные усилия (номинальные в пределах допуска для каждого толкателя) обеспечивает после срабатывания механизма фиксации ПН незначительную расчетную начальную линейную скорость в пределах от 0,02 до 0,1 м/с, но не исключает угловые скорости вращения относительно поперечных осей, которые составляют 0,5 град/с, т.к. тарирование усилий штоков пружинных толкателей осуществляется без учета фактического смещения положения центра масс ПН и конкретного места положения толкателей по отношению к этому смещению. В результате происходит вращение (закручивание) ПН относительно поперечных осей при ее отделении от несущей конструкции.At the stage of initial preparation and docking of the PN with the SO (before fixing the PN using the locking mechanism), calibration (setting of the pushers to the calculated forces necessary to separate the PN at a given speed) of the efforts of the rods of the spring pushers and, during the installation of the PN, simultaneously compress the pusher springs by the rods . Such adjustment of the forces of the pusher rods and their adjustment to the calculated forces (nominal within the tolerance for each pusher) provides, after the MON fixing mechanism is activated, an insignificant calculated initial linear velocity ranging from 0.02 to 0.1 m / s, but does not exclude angular velocities rotation relative to the transverse axes, which are 0.5 deg / s, because The calibration of the efforts of the rods of the spring pushers is carried out without taking into account the actual displacement of the position of the center of mass of the payload and the specific location of the position of the pushers with respect to this displacement. As a result, the PN rotates (twists) relative to the transverse axes when it is separated from the supporting structure.

Полученные возмущения по угловой скорости при отделении ухудшают условия последующей стабилизации и ориентации ПН на орбите функционирования в космическом пространстве, а также могут привести к сближению и взаимному соударению отделившейся ПН с последней ступенью РН.The perturbations in angular velocity during separation worsen the conditions for subsequent stabilization and orientation of the PN in the orbit of functioning in outer space, and can also lead to the approach and mutual collision of the separated PN with the last stage of the LV.

Обычная в таких случаях компенсация дисбаланса массы ПН за счет установки на нее дополнительных балансировочных грузов, с одной стороны, не всегда возможна из-за высокой плотности компоновки приборов и аппаратуры в ограниченных объемах корпусов ПН, например, малых КА, с другой стороны, приведет к увеличению массы ПН и нагрузок на элементы СО.The usual compensation in these cases of unbalanced mass of the payload due to the installation of additional balancing weights on it, on the one hand, is not always possible due to the high density of the arrangement of instruments and equipment in limited volumes of payload housings, for example, small spacecraft, on the other hand, an increase in the mass of monitors and loads on elements of CO

Целью (задачей) предлагаемого способа формирования СО для отделения ПН является исключение (уменьшение) закручивания ПН (без увеличения массы ПН) со смещенным в поперечном направлении положением центра масс при ее отделении от РН.The goal (task) of the proposed method for the formation of CO for the separation of STs is the elimination (reduction) of twisting of STs (without increasing the mass of STs) with the center of mass displaced in the transverse direction when it is separated from the ST.

Поставленная цель в предлагаемом способе формирования СО достигается путем введения следующих операций:The goal in the proposed method for the formation of CO is achieved by introducing the following operations:

- перед закреплением (с помощью удерживающего устройства) полезной нагрузки на системе отделения определяют проекцию вдоль оси Х фактического положения центра масс отделяемой полезной нагрузки на плоскость ее разделения, характеризуемую смещениями Δу и Δz центра масс соответственно по поперечным осям Y и Z, проходящим через геометрический центр полезной нагрузки;- before fixing (with the help of a holding device) the payload on the separation system, the projection along the X axis of the actual position of the center of mass of the separated payload on its separation plane, characterized by the displacements Δу and Δz of the center of mass along the transverse axes Y and Z, passing through the geometric center, is determined payload;

- толкатели в количестве четырех, попарно расположенные вдоль указанных поперечных осей, настраивают на расчетные усилия в зависимости от их положения по отношению к указанной проекции;- pushers in an amount of four, arranged in pairs along the indicated transverse axes, adjust to the calculated forces depending on their position with respect to the specified projection;

- при этом выбирают усилия толкателей, расположенных вдоль оси Y, согласно соотношениям- at the same time choose the efforts of the pushers located along the axis Y, according to the ratios

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

причем толкатель с усилием Р1 расположен ближе к указанной проекции центра масс, чем толкатель с усилием Р3;moreover, the pusher with a force P 1 is located closer to the specified projection of the center of mass than the pusher with a force P 3 ;

- выбирают усилия толкателей, расположенных вдоль оси Z, согласно соотношениям- choose the efforts of the pushers located along the axis Z, according to the ratios

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

причем толкатель с усилием Р2 расположен ближе к указанной проекции центра масс, чем толкатель с усилием Р4,moreover, the pusher with a force of P 2 is located closer to the specified projection of the center of mass than the pusher with a force of P 4 ,

где Р - номинальное усилие настройки регулируемых толкателей, необходимое для обеспечения линейной скорости отхода ПН при отсутствии смещения положения центра масс;where P is the nominal setting force of the adjustable pushers necessary to ensure a linear speed of departure of the load cell in the absence of a displacement of the center of mass;

R - радиус окружности установки толкателей вокруг оси X.R is the radius of the circumference of the installation of the pushers around the axis X.

Величины начальных усилий каждого толкателя предварительно определяют расчетным путем из известного условия равновесия объекта (тела), находящегося под действием приложенных к нему сил. Настройку каждого толкателя на расчетные начальные усилия проводят в процессе их регулировки перед установкой и закреплением ПН с помощью удерживающего устройства на СО.The values of the initial efforts of each pusher are preliminarily determined by calculation from the known equilibrium condition for an object (body) under the action of forces applied to it. The adjustment of each pusher to the calculated initial efforts is carried out in the process of their adjustment before installing and securing the payload using the holding device on the CO.

Предлагаемая настройка каждою толкателя на определенное начальное усилие зависит от фактического положения центра масс ПН (точнее от проекции фактического положения центра масс ПН на плоскость ее отделения от РН). Фактическое положение центра масс ПН определяется по результатам проведения балансировочных работ и определения массово-центровочных характеристик ПН (при проведении балансировки определяются масса, положение центра масс по трем осям ПН, массовые моменты инерции ПН) и является обязательной операцией при предполетной подготовке любой ПН (КА, малых КЛ, спутников, отделяемых попутных нагрузок от базового КА) к пуску.The proposed adjustment of each pusher to a specific initial force depends on the actual position of the center of mass of the carrier (more precisely, on the projection of the actual position of the center of mass of the carrier on the plane of its separation from the carrier). The actual position of the center of mass of the PN is determined by the results of balancing work and the determination of the mass-centering characteristics of the PN (during balancing, the mass, the position of the center of mass along the three axes of the PN, the mass moments of inertia of the PN are determined) and is a mandatory operation in the pre-flight preparation of any PN (SC, small CRs, satellites, detachable associated loads from the base SC) to launch.

Следует отметить, что массово-центровочные характеристики реально изготовленной ПН в большинстве случаев отличаются от соответствующих характеристик, определенных расчетным путем, из-за погрешностей в величинах масс комплектующих ПН приборов, аппаратуры, силовой конструкции ПН, а также из-за погрешностей в их пространственном расположении на реально изготовленной ПН.It should be noted that the mass-centering characteristics of a truly manufactured PN in most cases differ from the corresponding characteristics determined by calculation, due to errors in the masses of the components of the PN devices, equipment, power design of the PN, as well as due to errors in their spatial arrangement on really made PN.

Но условиям отделения ПН устанавливается на несущую конструкцию РН в определенное положение, потому направление (ориентация) проекции фактического положения центра масс ПН на плоскость ее отделения известно, также как известна и величина этого смещения относительно геометрического центра, через который проходит продольная ось ПН. Значит, место положения каждого толкателя СО по отношению к проекции фактического положения центра масс ПН определено. Поэтому для компенсации неуравновешенного воздействия от дисбаланса массы ПН и исключения закручивания ПН после ее отделения необходимо провести настройку регулируемых толкателей на расчетные начальные усилия срабатывания соответствующей величины (с учетом их симметричного расположения на СО и с учетом параллельности их продольных осей продольной оси отделяемой ПН).But the conditions for separation of the PN are installed on the supporting structure of the LV in a certain position, therefore the direction (orientation) of the projection of the actual position of the center of mass of the PN on the plane of its separation is known, as well as the magnitude of this displacement relative to the geometric center through which the longitudinal axis of the PN passes. This means that the position of each pusher with respect to the projection of the actual position of the center of mass of the PN is defined. Therefore, in order to compensate for the unbalanced effect from the imbalance in the mass of the load cell and to prevent twisting of the load cell after its separation, it is necessary to adjust the adjustable pushers to the calculated initial actuation forces of the corresponding value (taking into account their symmetrical location on the CO and taking into account the parallelism of their longitudinal axes of the longitudinal axis of the separated load cell).

Для функционирования СО, сформированной и настроенной предложенным способом, обязательным условием является обеспечение одновременности освобождения и включения в работу всех толкателей, что может быть осуществлено установкой на СО одного удерживающего устройства (замка) или группы замков, синхронно расфиксируюшихся от одного механического привода или пиросредства.For the operation of the CO formed and tuned by the proposed method, a prerequisite is the simultaneous release and inclusion of all pushers in the work, which can be accomplished by installing on the CO one holding device (lock) or a group of locks synchronously unlocked from one mechanical drive or pyromedicine.

На фигуре 1 показан вид на СО сбоку.Figure 1 shows a side view of the CO.

На фигуре 2 представлен вид на СО сверху (вид А на фигуре 1), показано взаимное расположение удерживающего устройства и группы из четырех толкателей в плане, при этом ПН условно не показана. Изображена проекция фактического (смещенного в поперечном направлении относительно продольной оси ПН) положения центра масс ПН на плоскость разделения - точка С.The figure 2 presents a view of the CO from above (view A in figure 1), shows the relative position of the holding device and the group of four pushers in plan, while the PN is conventionally not shown. The projection of the actual (shifted in the transverse direction relative to the longitudinal axis of the ST) position of the center of mass of the ST on the separation plane — point C.

СО состоит из четырех пружинных толкателей 1, 2, 3, 4 и удерживающего устройства 5, выполненного, например, в виде механического замка. Пружинные толкатели 1, 2, 3, 4 устанавливают по окружности радиуса R, а удерживающее устройство (замок) 5 - в центре окружности (точка О, см. фигуру 2) между несущей конструкцией 6 и ПН 7. Пружинные толкатели 1, 2, 3, 4 и удерживающее устройство 5 закрепляют на несущей конструкции 6, обеспечивая их взаимодействие (контакт) с ПН 7. Толкатели размещают симметрично относительно геометрического центра ПН (точка О, см. фигуру 2), через который проходит ее продольная ось X. Удерживающим устройством (замком) 5 обеспечивают одновременность срабатывания всех четырех толкателей после его расфиксации при отделении ПН. Следует отметить, что СО, содержащая четыре толкателя пружинного типа, является наиболее типичной и самой распространенной в практике разработки СО для отделения ПН. При формировании такой СО толкатели размещают симметрично (с шагом по углу 90°) относительно проекции геометрического центра ПН на плоскость разделения (относительно продольной оси Х ПН). При этом толкатели устанавливают таким образом, что их продольные оси параллельны продольной оси ПН. При такой установке средств отделения группа минимум из четырех толкателей позволяет скомпенсировать неуравновешенное воздействие от массового дисбаланса ПН одновременно по двум поперечным осям путем настройки толкателей на расчетные усилия в соответствии с предложенными выше соотношениями (1), (2), (3), (4).WITH consists of four spring pushers 1, 2, 3, 4 and a holding device 5, made, for example, in the form of a mechanical lock. Spring pushers 1, 2, 3, 4 are installed around a circle of radius R, and a holding device (lock) 5 is installed in the center of the circle (point O, see figure 2) between the supporting structure 6 and PN 7. Spring pushers 1, 2, 3 , 4 and the holding device 5 are fixed on the supporting structure 6, ensuring their interaction (contact) with the PN 7. The pushers are placed symmetrically with respect to the geometric center of the PN (point O, see figure 2), through which its longitudinal axis X passes. The holding device ( lock) 5 provide simultaneous operation of all four pushers after it is released during the separation of the PN. It should be noted that a CO containing four spring-type pushers is the most typical and most common in the practice of developing CO for separating PN. When forming such a CO, the pushers are placed symmetrically (in increments of 90 °) with respect to the projection of the geometric center of the PN on the separation plane (relative to the longitudinal axis X of the PN). In this case, the pushers are installed in such a way that their longitudinal axes are parallel to the longitudinal axis of the PN. With this installation of the separation means, a group of at least four pushers allows you to compensate for the unbalanced effect of the mass unbalance of the payload simultaneously along two transverse axes by adjusting the pushers to the calculated forces in accordance with the above-proposed relations (1), (2), (3), (4) .

Данные соотношения получены авторами из известного условия о равенстве статических моментов (равенства нулю суммарного статического момента) усилий толкателей относительно любой оси, проходящей через проекцию вдоль оси Х фактического положения центра масс ПН на плоскость разделения (известного условия равновесия объекта (тела), находящегося под действием приложенных к нему сил), с сохранением суммарной силы четырех толкателей, равной 4Р (где Р - номинальное усилие, необходимое для отделения ПН при отсутствии дисбаланса массы).These relations were obtained by the authors from the well-known condition on the equality of static moments (equal to zero of the total static moment) of the pusher forces relative to any axis passing through the projection along the X axis of the actual position of the center of mass of the gravitational force on the separation plane (the known equilibrium condition of an object (body) under forces applied to it), while maintaining the total force of the four pushers equal to 4P (where P is the nominal force required to separate the PN in the absence of mass imbalance).

Для представленной на фигурах 1 и 2 системы отделения распределение усилий настройки толкателей приведено ниже:For presented on figures 1 and 2 of the separation system, the distribution of efforts to adjust the pushers is shown below:

P1=P(1+2 Δу/R) - усилие настройки толкателя 1,P 1 = P (1 + 2 Δу / R) - setting force of the pusher 1,

Р2=P(1+2 Δz/R) - усилие настройки толкателя 2,P 2 = P (1 + 2 Δz / R) is the force setting pusher 2,

Р3=Р(1-2 Δу/R) - усилие настройки толкателя 3,P 3 = P (1-2 Δy / R) - force setting pusher 3,

P4=P(1-2 Δz/R) - усилие настройки толкателя 4,P 4 = P (1-2 Δz / R) - force setting pusher 4,

где Р - номинальное усилие настройки толкателей, необходимое для обеспечения линейной скорости отхода ПН при отсутствии смещения положения центра масс;where P is the nominal force setting of the pushers, necessary to ensure a linear speed of departure of the ST in the absence of a displacement of the center of mass;

Δу и Δz - величины фактического смещения центра масс ПН по поперечным осям Y и Z соответственно (см. фигуру 2);Δy and Δz are the actual displacement of the center of mass of the PN along the transverse axes Y and Z, respectively (see figure 2);

R - радиус окружности установки толкателей вокруг оси Х (см. фигуру 2).R is the radius of the circumference of the installation of the pushers around the X axis (see figure 2).

Разница максимального и минимального усилия срабатывания пары толкателей, установленных на СО в диаметрально противоположные точки вдоль оси Y (пары толкателей 1 и 3), определяется соотношениемThe difference between the maximum and minimum actuating forces of a pair of pushers installed on the CR at diametrically opposite points along the Y axis (pairs of pushers 1 and 3) is determined by the ratio

Figure 00000006
Figure 00000006

Разница максимального и минимального усилия срабатывания пары толкателей, установленных на СО в диаметрально противоположные точки вдоль оси Z (пары толкателей 2 и 4), определяется соотношениемThe difference between the maximum and minimum actuating forces of a pair of pushers installed on the CR at diametrically opposite points along the Z axis (pairs of pushers 2 and 4) is determined by the ratio

Figure 00000007
Figure 00000007

Суммарное усилие срабатывания всех четырех толкателей СО, настроенных в соответствии с соотношениями (1), (3), (2), (4), равноThe total actuation force of all four CO pushers configured in accordance with relations (1), (3), (2), (4) is equal to

Figure 00000008
Figure 00000008

Анализ соотношений с (1) по (7) показывает, что пары толкателей можно настраивать на различные усилия, изменяющиеся в широком диапазоне, а именно от 0 до 2Р, при этом настройкой толкателей 1 и 2 на максимальные усилия, равные 2Р, а толкателей 3 и 4 на минимальные усилия, равные 0, можно компенсировать (исключить закручивание при отделении ПН) значительные смещения положения центра масс ПН, достигающих величины, равной половине радиуса (0,5 R) установки толкателей, что на порядок превышает поперечные эксцентриситеты ПН, обычно составляющие не более 5% радиуса установки толкателей, т.е. 0,05 R. Конструктивно в этом случае вместо толкателей 3 и 4 можно установить нерегулируемые упоры.The analysis of relations (1) through (7) shows that the pairs of pushers can be adjusted for various forces that vary over a wide range, namely from 0 to 2P, while setting the pushers 1 and 2 for maximum forces equal to 2P, and pushers 3 and 4, with minimum efforts equal to 0, it is possible to compensate (to prevent twisting during separation of the ST) significant displacements of the position of the center of mass of the ST, reaching a value equal to half the radius (0.5 R) of the pushers, which is an order of magnitude higher than the transverse ST eccentricities, usually constituting no more than 5% p Fitting radius pushers, i.e. 0.05 R. Structurally, in this case, instead of the pushers 3 and 4, you can install unregulated stops.

Распределение усилий по четырем толкателям в соответствии с соотношениями, приведенными выше, с сохранением суммарного усилия, равного 4Р, позволяет исключить (уменьшить) вращение ПН после отделения и обеспечивает отход ПН от РН с заданной линейной скоростью.The distribution of forces among the four pushers in accordance with the ratios given above, while maintaining the total force equal to 4P, eliminates (reduces) the rotation of the load cell after separation and ensures the departure of the load cell from the launch vehicle with a given linear speed.

Для реализации способа формирования СО устанавливают регулируемые пружинные толкатели с возможностью настройки их рабочих усилий срабатывания в диапазоне от 0 до 2Р (где Р - номинальное усилие, необходимое для отделения ПН с заданной линейной скоростью при отсутствии дисбаланса массы ПН).To implement the method of forming CO, adjustable spring-loaded pushers are installed with the possibility of setting their operating response forces in the range from 0 to 2P (where P is the nominal force required to separate the PN with a given linear speed in the absence of an unbalance in the mass of the PN).

Формирование СО заявленным способом в процессе установки и крепления ПН на несущей конструкции РН производят следующим образом (при ориентации поперечного смещения центра масс ПН, например, между толкателями 1 и 2 - проекция на плоскость разделения в точке С, как показано на фигуре 2):The formation of CO by the claimed method in the process of installation and fastening of the MO on the supporting structure of the LV is carried out as follows (with the orientation of the transverse displacement of the center of mass of the MON, for example, between the pushers 1 and 2 - the projection onto the separation plane at point C, as shown in figure 2):

- для установки на СО используют толкатели с регулируемым рабочим усилием;- for installation on CO using pushers with adjustable working force;

- толкатели 1, 2, 3, 4 автономно настраивают на усилия, предварительно определенные расчетным путем по соотношениям (1), (3), (2), (4) соответственно, и устанавливают в зоны (места), предназначенные для их размещения на несущей конструкции 6;- pushers 1, 2, 3, 4 autonomously adjust to the forces previously determined by calculation by the ratios (1), (3), (2), (4), respectively, and install in zones (places) intended for their placement on supporting structure 6;

- устанавливают ПН 7 на несущую конструкцию 6 и закрепляют ее с помощью замка 5;- install PN 7 on the supporting structure 6 and fix it with a lock 5;

- настроенные толкатели 1, 2, 3, 4 подводят до контакта с ПН 7 (см. фигуру 1), сохраняя при этом усилия их настройки, и производят фиксацию корпусов толкателей относительно несущей конструкции 6.- configured pushers 1, 2, 3, 4 down to contact with PN 7 (see figure 1), while maintaining the efforts of their settings, and fix the pusher bodies relative to the supporting structure 6.

Система отделения, сформированная предложенным способом, функционирует следующим образом.The separation system formed by the proposed method operates as follows.

После срабатывания удерживающего устройства (замка) 5 одновременно освобождаются и включаются в работу все четыре толкателя 1, 2, 3, 4, каждый из которых настроен на фактическое отрегулированное усилие срабатывания. Толкатели воздействуют на ПН 7 разными усилиями, но при этом суммарное усилие группы из четырех толкателей равно 4Р, которое обеспечивает отделение ПН 7 (отход ПН 7 от несущей конструкции 6 РН) с заданной линейной скоростью. Т.к. начальные усилия срабатывания толкателей определены с учетом равенства нулю статического момента усилий относительно любой поперечной оси, проходящей через проекцию фактического положения центра масс ПН 7 на плоскость разделения, то процесс отделения ПН 7 от несущей конструкции 6 произойдет без закручивания ПН 7.After the actuation of the holding device (lock) 5, all four pushers 1, 2, 3, 4 are simultaneously released and put into operation, each of which is configured for the actual adjusted actuation force. Pushers act on PN 7 with different forces, but the total force of a group of four pushers is 4P, which ensures separation of PN 7 (departure of PN 7 from the load-bearing structure 6 of the PH) with a given linear speed. Because the initial actuating forces of the pushers are determined taking into account that the static moment of effort is equal to zero with respect to any transverse axis passing through the projection of the actual position of the center of mass of the PN 7 on the separation plane, the process of separation of the PN 7 from the supporting structure 6 will occur without twisting the PN 7.

Предложенная настройка регулируемых толкателей на различные расчетные усилия (определенные с учетом направления и величины смещения центра масс ПН) позволяет использовать серийно изготавливаемую СО, снабженную регулируемыми толкателями, для отделения ПН, имеющую эксцентриситет центра масс по поперечным осям до половины радиуса окружности установки толкателей. Увеличение нагрузок на отдельные толкатели и на зоны их контакта с ПН за счет настройки пружин толкателей на увеличенное усилие срабатывания при отделении ПН не является критичным, т.к. нагрузки на элементы ПН в зонах ее крепления на несущей конструкции с помощью удерживающих устройств (замков) значительно выше при полете на участке выведения и в случаях наземной эксплуатации в составе РН.The proposed adjustment of the adjustable pushers for various design efforts (determined taking into account the direction and magnitude of the displacement of the center of mass of the load cell) allows the use of mass-produced CO equipped with adjustable pushers to separate the load transfer system, having an eccentricity of the center of mass along the transverse axes to half the radius of the circumference of the plunger installation. An increase in the loads on individual pushers and on the zones of their contact with the PN due to the adjustment of the pusher springs to the increased actuation force during the separation of the PN is not critical, because the load on the LV elements in the areas of its fastening on the supporting structure with the help of holding devices (locks) is significantly higher during flight at the launch site and in cases of ground operation as part of the LV.

Предложенный способ формирования СО обладает существенными отличиями по сравнению с прототипом и позволяет отделять ПН с эксцентриситетом центра масс в поперечном направлении с минимальными угловыми возмущениями и без обычного в таких случаях увеличения массы ПН (отпадает необходимость установки дополнительных балансировочных грузов для компенсации имеющегося дисбаланса масс).The proposed method for the formation of CO has significant differences compared with the prototype and allows you to separate the ST with the eccentricity of the center of mass in the transverse direction with minimal angular perturbations and without the usual increase in mass of the ST in such cases (there is no need to install additional balancing weights to compensate for the existing mass imbalance).

Claims (1)

Способ формирования системы отделения полезной нагрузки с поперечным дисбалансом массы, состоящей из удерживающего устройства и средств разделения, выполненных в виде группы пружинных толкателей с регулируемыми усилиями, параллельными продольной оси Х полезной нагрузки, проходящей через ее геометрический центр, заключающийся в том, что удерживающее устройство и толкатели устанавливают между полезной нагрузкой и несущей конструкцией симметрично относительно указанной продольной оси, причем перед закреплением полезной нагрузки удерживающим устройством настраивают толкатели на расчетные усилия, обеспечивая удерживающим устройством одновременность срабатывания всех толкателей, отличающийся тем, что перед закреплением полезной нагрузки определяют проекцию вдоль оси Х фактического положения центра масс полезной нагрузки на плоскость ее разделения, характеризуемую смещениями Δу и Δz центра масс соответственно по поперечным осям Y и Z, проходящим через геометрический центр полезной нагрузки, а толкатели в количестве четырех, попарно расположенные вдоль указанных поперечных осей, настраивают на расчетные усилия в зависимости от их положения по отношению к указанной проекции, выбирая усилия толкателей, расположенных вдоль оси Y, согласно соотношениямA method of forming a payload separation system with a transverse mass imbalance consisting of a holding device and separation means made in the form of a group of spring pushers with adjustable forces parallel to the longitudinal axis X of the payload passing through its geometric center, namely, that the holding device and pushers are installed between the payload and the supporting structure symmetrically with respect to the specified longitudinal axis, and before fixing the payload the pushers adjust the design forces by the living device, ensuring that the pushers simultaneously trigger all the pushers, characterized in that before fixing the payload, the projection along the X axis of the actual position of the center of mass of the payload on its separation plane, characterized by displacements of the center of mass Δу and Δz along the transverse, is determined the Y and Z axes passing through the geometric center of the payload, and the pushers in the amount of four, pairwise located along the indicated points axes, set to design forces depending on their position relative to the specified projection, choosing the efforts of the pushers located along the Y axis, according to the ratios P1=P(1+2 Δу/R),P 1 = P (1 + 2 Δy / R), Р3=Р(1-2 Δу/R),P 3 = P (1-2 Δy / R), причем толкатель с усилием P1 расположен ближе к указанной проекции центра масс, чем толкатель с усилием Р3, а усилия толкателей, расположенных вдоль оси Z - согласно соотношениямmoreover, the pusher with a force P 1 is located closer to the specified projection of the center of mass than the pusher with a force P 3 , and the efforts of the pushers located along the Z axis - according to the relations P2=P(1+2 Δz/R),P 2 = P (1 + 2 Δz / R), P4=P(1-2 Δz/R),P 4 = P (1-2 Δz / R), причем толкатель с усилием Р2 расположен ближе к указанной проекции центра масс, чем толкатель с усилием Р4, где Р - номинальное усилие настройки толкателей, необходимое для обеспечения линейной скорости отхода ПН при отсутствии смещения положения центра масс; R - радиус окружности установки толкателей вокруг оси X.moreover, the pusher with a force of P 2 is located closer to the specified projection of the center of mass than the pusher with a force of P 4 , where P is the nominal force setting of the pushers, necessary to ensure a linear speed of departure of the load cell in the absence of a displacement of the position of the center of mass; R is the radius of the circumference of the installation of the pushers around the axis X.
RU2004113888/11A 2004-05-05 2004-05-05 Method for forming payload separation system RU2293691C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113888/11A RU2293691C2 (en) 2004-05-05 2004-05-05 Method for forming payload separation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113888/11A RU2293691C2 (en) 2004-05-05 2004-05-05 Method for forming payload separation system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004113888A RU2004113888A (en) 2005-10-20
RU2293691C2 true RU2293691C2 (en) 2007-02-20

Family

ID=35863034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004113888/11A RU2293691C2 (en) 2004-05-05 2004-05-05 Method for forming payload separation system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2293691C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516906C1 (en) * 2012-11-22 2014-05-20 Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" Aircraft compartment separation
US20150329224A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Macdonald, Dettwiler And Associates Inc. Payload ejection system
RU2628282C1 (en) * 2016-02-25 2017-08-15 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Docking unit of detachable objects of aircrafts
RU2640498C2 (en) * 2016-03-24 2018-01-09 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Method of detachment of disposable loads with account of spring pusher energy
RU2700137C1 (en) * 2018-09-25 2019-09-12 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Detachable connection with countersunk head

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2516906C1 (en) * 2012-11-22 2014-05-20 Открытое Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" Aircraft compartment separation
US20150329224A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-19 Macdonald, Dettwiler And Associates Inc. Payload ejection system
WO2015176182A1 (en) * 2014-05-19 2015-11-26 Macdonald, Dettwiler And Associates Inc. Payload ejection system
EP3145812A4 (en) * 2014-05-19 2018-01-24 MacDonald, Dettwiler and Associates Inc. Payload ejection system
US10427808B2 (en) * 2014-05-19 2019-10-01 Macdonald, Dettwiler And Associates Inc. Spacecraft payload ejection system
RU2628282C1 (en) * 2016-02-25 2017-08-15 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Docking unit of detachable objects of aircrafts
RU2640498C2 (en) * 2016-03-24 2018-01-09 Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Method of detachment of disposable loads with account of spring pusher energy
RU2700137C1 (en) * 2018-09-25 2019-09-12 Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Detachable connection with countersunk head

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004113888A (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. The JPL planetary and lunar ephemerides DE440 and DE441
EP0578176B1 (en) Method and apparatus for satellite torque balancing
RU2293691C2 (en) Method for forming payload separation system
Turyshev et al. Space-based tests of gravity with laser ranging
Müller et al. Lunar laser ranging contributions to relativity and geodesy
WO2000005549A1 (en) System and method for spacecraft attitude control
US5474264A (en) Low mass velocity-aberration correcting retroreflector geodetic satellite
Gerstenkorn The earliest past of the Earth-Moon system
CA1325666C (en) Nutation sensor and nutation control system for a dual-spin stabilized satellite
Puig-Suari et al. Aerocapture with a flexible tether
Boehnhardt et al. The acceleration and the deceleration of the tumbling period of Rocket Intercosmos 11 during the first two years after launch
Folkner et al. LISA mission concept study, laser interferometer space antenna for the detection and observation of gravitational waves
US3768756A (en) Commandable satellite attitude control apparatus
Aslanov et al. The motion of coaxial bodies of varying composition on the active leg of descent
Palmer et al. Analysis and simulation of a high accuracy spacecraft separation system.
Ishimura et al. On orbit structural performance of hitomi (Astro-h)
Kinoshita et al. Theoretical aspects of the Earth rotation
Ohlhof et al. New approach for combined bundle block adjustment and orbit determination based on Mars-94 three-line scanner imagery and radio-tracking data
Rupp et al. An artificial gravity demonstration experiment
Hashmall et al. Goddard Space Flight Center (GSFC) Flight Dynamics Facility (FDF) Calibration Of The Upper Atmosphere Research Satellite (UARS) Sensors
Huang et al. The terrestrial and lunar reference frame in lunar laser ranging
Fichter et al. Control tasks and functional architecture of the LISA Pathfinder drag-free system
Dietrich et al. An electrostatically suspended cube proofmass triaxial accelerometer for electric propulsion thrust measurement
Morita et al. Attitude dynamics of the LUNAR-A penetrator
JPH086719Y2 (en) Microgravity environment maintenance device

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110506