RU2430861C1 - Method of spaceship docking and device to this end - Google Patents
Method of spaceship docking and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430861C1 RU2430861C1 RU2010107796/11A RU2010107796A RU2430861C1 RU 2430861 C1 RU2430861 C1 RU 2430861C1 RU 2010107796/11 A RU2010107796/11 A RU 2010107796/11A RU 2010107796 A RU2010107796 A RU 2010107796A RU 2430861 C1 RU2430861 C1 RU 2430861C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacecraft
- cable
- active
- passive
- rocket
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для стыковки космических аппаратов в различных ситуациях, включая нештатные.The invention relates to space technology and can be used for docking spacecraft in various situations, including contingencies.
Известны и широко отработаны способы стыковки космических аппаратов на орбите и устройства для их осуществления, например система «Игла», андрогинные системы «Курс», «Курс-ММ». При всех этих способах стыковка осуществляется после совмещения плоскости орбит стыкуемых аппаратов и выравнивания их относительных скоростей. Завершающим этапом является мягкая стыковка, касание, захват с фиксацией узлами стыковки и последующим стягиванием аппаратов. Например, решение, защищенное патентом Российской Федерации «Андрогинный периферийный агрегат стыковки (АПАС) и демпфер амортизационно-приводной системы для него» №2131829, B64G 1/00, 23.02.1998, Сыромятников B.C. Акционерное общество открытого типа Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П.Королева. Данное решение выбрано в качестве прототипа.Known and widely developed are methods for docking spacecraft in orbit and devices for their implementation, for example, the Igla system, androgynous systems Kurs, Kurs-MM. With all these methods, docking is carried out after combining the plane of the orbits of the docked vehicles and aligning their relative speeds. The final stage is soft docking, touching, locking with fixation by the docking nodes and subsequent tightening of the apparatuses. For example, the solution protected by the patent of the Russian Federation “Androgynous peripheral docking unit (APAS) and damper of the shock absorption-drive system for it” No. 2131829,
Недостатком известного способа является ограниченность его применения только для условий штатной ситуации, при которой требуется обязательное совмещение плоскостей движения стыкуемых космических аппаратов и выравнивание их относительных скоростей.The disadvantage of this method is its limited use only for the conditions of a regular situation, which requires the mandatory combination of the planes of motion of the joined spacecraft and the alignment of their relative speeds.
Может возникнуть ряд ситуаций, когда необходимо производить стыковку космического аппарата без возможности выполнения этого условия.A number of situations may arise when it is necessary to dock a spacecraft without the possibility of fulfilling this condition.
Например, при стыковке космического аппарата на круговой орбите с космическим аппаратом на эллиптической орбите в точке их встречи, или для срочного спуска с орбиты пилотируемого корабля при отказе у него тормозного двигателя или операций с космическим кораблем, потерявшим управление.For example, when a spacecraft is docked in a circular orbit with a spacecraft in an elliptical orbit at the point of their meeting, or for urgent descent from the orbit of a manned spacecraft in the event of a brake engine failure or operations with a spacecraft that has lost control.
Целью предлагаемого решения является расширение возможности стыковки космических аппаратов с максимально допустимой разницей относительных скоростей, допускающую решение задачи стыковки в более широком диапазоне сценариев.The aim of the proposed solution is to expand the possibility of docking spacecraft with the maximum allowable difference in relative speeds, which allows solving the docking problem in a wider range of scenarios.
Достижение цели при реализации предлагаемого способа обеспечивают использованием при стыковке устройства объединения космических аппаратов в единую механическую систему без предварительного выравнивания векторов их скорости, способного погасить кинетическую энергию разницы их движения.Achieving the goal when implementing the proposed method is provided by using when docking the device combining spacecraft into a single mechanical system without first aligning the vectors of their speed, able to quench the kinetic energy of the difference in their motion.
Возможность поглощения этой кинетической энергии определяется конструкцией активного космического аппарата, характеристикой материалов, воспринимающих нагрузку, запасами топлива на борту активного космического аппарата.The ability to absorb this kinetic energy is determined by the design of the active spacecraft, the characteristics of the materials that absorb the load, the fuel reserves on board the active spacecraft.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Способ стыковки космических аппаратов, один из которых пассивный, а другой, сближающийся с ним, активный, заключается в том, что с пассивного космического аппарата перед стыковкой выпускают устройство зацепления, например надувную мишень с высокопрочной сеткой и световой сигнализацией, имеющую силовую связь с пассивным космическим аппаратом, а с активного космического аппарата при сближении с пассивным космическим аппаратом на минимальное расстояние при несовпадении векторов их скоростей выпускают ракету, связанную с выпускаемым активным космическим аппаратом тросом с энергопоглощающими элементами, ракету в режиме самонаведения наводят на световые сигналы устройства зацепления до попадания в его высокопрочную сетку и зацепления с ней выдвижными элементами ракеты, регулируют натяжение троса, осуществляя его торможение при выпуске, обеспечивающее натяжение троса, не превышающее предельного значения, а после выпуска всей длины троса используют раскрытие энергопоглощающих элементов на нем, обеспечивая его удлинение и не превышение предельного значения натяжения троса, причем в совместном движении аппаратов двигателями активного космического аппарата устраняют вращение вокруг суммарного центра масс и после прекращения расхождения аппаратов подтягивают пассивный аппарат к активному с помощью троса и производят стыковку.A method of docking spacecraft, one of which is passive and the other approaching it, is active, is that an engagement device is released from a passive spacecraft before docking, for example, an inflatable target with a high-strength grid and light signaling, which has power connection with a passive space apparatus, and from the active spacecraft when approaching the passive spacecraft to a minimum distance with a mismatch of their velocity vectors, a missile is connected associated with the issued act using a spacecraft with a cable with energy-absorbing elements, the rocket in homing mode is directed at the light signals of the gearing device until it enters the high-strength mesh and is pulled by the retractable elements of the rocket, they regulate the cable tension by braking at release, ensuring the cable tension does not exceed the limit value , and after the release of the entire length of the cable, the disclosure of energy-absorbing elements on it is used, ensuring its extension and not exceeding the limit value of the tension t dew, moreover, in the joint movement of the vehicles by the engines of the active spacecraft, rotation around the total center of mass is eliminated and, after the separation of the spacecraft is stopped, the passive spacecraft is pulled to the active spacecraft using a cable and docked.
Устройство для реализации способа стыковки космических аппаратов, один из которых пассивный, а другой - активный, оснащенный двигателями, узлами стыковки, бортовой системой управления, служебными бортовыми системами, выполнено таким образом, что пассивный космический аппарат оснащен блоком выпуска устройства зацепления, состоящим из надувной мишени с высокопрочной сеткой, снабженной сигнальным маяком, прикрепленным силовым фалом к блоку выпуска, а активный космический аппарат снабжен лебедкой с намотанным на нее тросом, на конце которого прикреплена ракета с головкой самонаведения и щеткой с раздвижными крючками, а лебедка имеет устройства разматывания и наматывания троса, регулирования его торможения, электрически связанные с бортовой системой управления.A device for implementing the method of docking spacecraft, one of which is passive and the other active, equipped with engines, docking nodes, on-board control system, on-board on-board systems, is designed in such a way that the passive spacecraft is equipped with an output unit for the engagement device consisting of an inflatable target with a high-strength grid equipped with a signal beacon attached by a power halyard to the exhaust block, and the active spacecraft is equipped with a winch with a cable wound on it, at the end of which A rocket with a homing head and a brush with sliding hooks is attached to it, and the winch has devices for unwinding and winding the cable, regulating its braking, electrically connected to the onboard control system.
Трос активного космического аппарата выполнен с энергопоглощающими элементами по длине, например, в виде складок, скрепленных фиксирующим креплением, прочность которого на срез при раскрытии энергопоглощающего элемента меньше, чем прочность основного сечения троса на разрыв.The cable of the active spacecraft is made with energy-absorbing elements along the length, for example, in the form of folds fastened with a fixing fastener, the shear strength of which when opening the energy-absorbing element is less than the tensile strength of the main section of the cable.
Пассивный космический аппарат (ПКА) оснащают устройством зацепления - системой с небольшой массой по возможности простой и недорогостоящей, основным элементом которой является надувная мишень, мишень на прочном фале.Passive spacecraft (PKA) is equipped with an engagement device - a system with a small mass as simple and inexpensive as possible, the main element of which is an inflatable target, a target on a solid halyard.
Активный космический аппарат (АКА) специализирован для стыковки по предлагаемому способу и оснащен системой, включающей ракету с головкой самонаведения, прикрепленную к тросу и лебедку с системой электропривода с электродвигателем разматывания и наматывания, имеющую тормозное устройство, датчики натяжения троса и электрически связанную с бортовой системой управления.The active spacecraft (AKA) is specialized for docking by the proposed method and is equipped with a system including a rocket with a homing head attached to a cable and a winch with an electric drive system with an electric motor for unwinding and winding, having a braking device, cable tension sensors and electrically connected to the onboard control system .
В соответствии с предлагаемым способом задача стыковки решается без предварительного выравнивания векторов скорости стыкуемых космических аппаратов. Возможность компенсации разницы векторов скорости пассивного и активного космических аппаратов зависит от конструктивных характеристик активного космического аппарата, определяющих его возможность поглощения кинетической энергии, которую необходимо погасить после образования связки космических аппаратов, движущихся с разными векторами скорости.In accordance with the proposed method, the docking problem is solved without prior alignment of the velocity vectors of the abutting spacecraft. The ability to compensate for the difference in the velocity vectors of the passive and active spacecraft depends on the design characteristics of the active spacecraft, which determine its ability to absorb kinetic energy, which must be extinguished after the formation of a bunch of spacecraft moving with different velocity vectors.
Перед стыковкой пассивный космический корабль выпускает устройство зацепления. Устройство зацепления представляет собой надувную мишень с высокопрочной сеткой и световой сигнализацией, прикрепленную на силовом тросе. Надувную мишень надувают с помощью сжатого газа, расправляя ее силовую плетеную оболочку и включают сигнальный маяк на ней.Before docking, a passive spacecraft releases a gearing device. The engagement device is an inflatable target with a high-strength mesh and light alarm, mounted on a power cable. An inflatable target is inflated using compressed gas, spreading its power wicker shell and turn on the signal beacon on it.
АКА выводят на орбиту, оптимизированную для стыковки с ПКА, например, по минимуму времени, необходимому для выполнения стыковки, с возможно меньшим расхождением параметров движения космических аппаратов.The AKA will be put into orbit optimized for docking with the PKA, for example, at the minimum time required to complete the docking, with the smallest possible discrepancy in the motion parameters of the spacecraft.
С АКА выпускают ракету с головкой самонаведения, которую наводят на надувную мишень устройства зацепления ПКА. Ракета прикреплена к тросу, разматываемому с лебедки АКА.A missile with a homing head is launched from the AKA, which is aimed at the inflatable target of the PKA gearing device. The rocket is attached to a cable unwound from the AKA winch.
Перед подходом к мишени пассивного космического аппарата на ракете раскрывают щетку из выдвижных крючков и включают двигатель для уменьшения скорости встречи с мишенью до допустимой расчетной.Before approaching the target of a passive spacecraft on a rocket, a brush of retractable hooks is opened and the engine is turned on to reduce the speed of the meeting with the target to an acceptable design value.
При попадании в надувную мишень выдвижные крючки щетки создают зацепление и соответственно связку космических аппаратов ПКА и АКА.When hit by an inflatable target, the retractable brush hooks create engagement and, accordingly, a bunch of spacecraft PKA and AKA.
В ряде случаев, для повышения надежности зацепления, применяют захват силового троса ПКА системой захвата второго уровня.In some cases, to increase the reliability of the engagement, a PKA power cable capture is used with a second-level capture system.
После создания надежного зацепления происходит натяжение троса связки ПКА и АКА, так как векторы скоростей ПКА и АКА различаются. Связка ПКА и АКА переходит в состояние совместного сложного движения с вращением вокруг суммарного центра тяжести.After a reliable engagement is created, the cable of the PCA and AKA bundles is tensioned, since the velocity vectors of the PCA and AKA differ. The combination of PKA and AKA goes into a state of joint complex movement with rotation around the total center of gravity.
Чтобы не допустить превышения скорости вращения и соответственно перегрузки от центробежных сил, а также чтобы не допустить обрыва связки при превышении сил натяжения трос разматывается (стравливается) с лебедки активного космического аппарата. Бортовая система управления АКА с помощью устройства торможения при стравливании обеспечивает расчетную силу натяжения на тросе.In order to prevent excess rotation speed and, accordingly, overload from centrifugal forces, as well as to prevent breakage of the bundle when the tension forces are exceeded, the cable is unwound (pitted) from the winch of the active spacecraft. The on-board control system AKA with the help of a braking device when bleeding provides the calculated tension force on the cable.
Длина троса, наматываемого на катушку лебедки, определяет величину поглощения энергии, разрывающую трос связки ПКА и АКА, которая зависит от разницы величины и направления векторов скоростей движения ПКА и АКА.The length of the cable wound around the winch coil determines the amount of energy absorption breaking the cable of the PCA and AKA bundles, which depends on the difference in the magnitude and direction of the motion vectors of the PCA and AKA.
Для увеличения способности поглощения этой энергии трос активного космического аппарата оснащен дополнительными элементами энергопоглощения. Для этого трос выполнен по всей длине с периодическими энергопоглощающими элементами, например, петлеобразными, скрученными или сложенными, скрепленными клеевыми или сшивными соединениями. Основное свойство этих элементов заключается в их поочередном разрыве, то есть раскрытии, под осевой нагрузкой. Прочность разрыва периодического элемента троса должна быть меньше прочности основного сечения троса. Таким образом, при осевой нагрузке, превышающей силу натяжения при стравливании троса, после его полного разматывания с лебедки АКА начинают разрываться энергопоглощающиеся элементы троса, например раскрываются его складки после разрыва скрепляющего складку материала. Трос удлиняется за счет поочередного разрывания энергопоглощающих элементов. Дополнительной функцией энергопоглощающих элементов является предохранительная защита троса от моментальных нерасчетных рывков в совместном движении АКА и ПКА.To increase the ability to absorb this energy, the cable of the active spacecraft is equipped with additional elements of energy absorption. For this, the cable is made along the entire length with periodic energy-absorbing elements, for example, loop-shaped, twisted or folded, bonded with adhesive or cross-linking compounds. The main property of these elements is their successive rupture, that is, opening, under axial load. The tensile strength of the periodic element of the cable should be less than the strength of the main section of the cable. Thus, with an axial load exceeding the tensile force during the bleeding of the cable, after it is completely unwound, the energy-absorbing elements of the cable begin to break from the AKA winch, for example, its folds open after breaking the fold-fastening material. The cable is lengthened by alternately tearing energy-absorbing elements. An additional function of the energy-absorbing elements is the safety protection of the cable from instantaneous off-design jerks in the joint movement of the AKA and PKA.
Энергия поглощения кинетической энергии расхождения ПКА и АКА тросом ЕТ за счет энергопоглощающих элементов определяется как энергия, необходимая для разрыва одного элемента, Е1 умноженная на количество этих элементов n по всей длине троса.The absorption energy of the kinetic energy of the difference between the PKA and the AKA by the cable Е Т due to energy-absorbing elements is defined as the energy needed to break one element, Е 1 times the number of these elements n along the entire length of the cable.
ЕТ=Е1×n.E T = E 1 × n.
Энергия поглощения кинетической энергии расхождения ПКА и АКА устройством торможения лебедки EЛ определяется как сила торможения (средняя) F на длину разматывания троса l.The absorption energy of the kinetic energy of the difference between the PKA and AKA winch braking device E L is defined as the braking force (average) F on the length of the unwinding of the cable l.
. .
Суммарная энергия поглощения энергии Есум с помощью торможения лебедки и разрыва элементов троса определяет возможности стыковки ПКА И АКА без предварительного выравнивания их векторов скорости.The total energy of energy absorption E sum by braking the winch and breaking the cable elements determines the possibilities of joining the PKA and AKA without first aligning their velocity vectors.
Есум=ЕЛ+ЕТ.E sum = E L + E T.
После погашения сил, растягивающих трос, начинают этап стягивания аппаратов. Для этого включают лебедку в режим наматывания троса. При этом контролируют и гасят скорость вращения связки аппаратов двигателями АКА.After the repayment of the forces stretching the cable, the stage of pulling the apparatuses begins. To do this, include the winch in the mode of winding the cable. At the same time, the speed of rotation of the bunch of devices by AKA engines is monitored and quenched.
После стягивания производят стыковку, удерживающий захват ПКА и фиксацию аппаратов. После этого, используя двигатели АКА, уводят связку в необходимую точку космического пространства или обеспечивают вход в земную атмосферу.After tightening, a docking is carried out, holding the capture of the PKA and fixing the devices. After that, using the AKA engines, they take the bunch to the necessary point in outer space or provide entry into the earth's atmosphere.
Уровень технологий, обеспечивающих прочность применяемого материала троса его конструкции, конструкции лебедки АКА определяет технико-экономические границы применения предлагаемого способа стыковки.The level of technology that ensures the strength of the used material of the cable of its design, the AKA winch design determines the technical and economic boundaries of the application of the proposed docking method.
Сущность способа и устройства для его реализации иллюстрируют чертежи:The essence of the method and device for its implementation is illustrated by the drawings:
фиг.1 - этапы стыковки АКА и ПКА;figure 1 - stages of docking AKA and PKA;
фиг.2 - ПКА с устройством зацепления;figure 2 - PKA with gearing device;
фиг.3 - ПКА с выпущенной надувной мишенью;figure 3 - PKA with released inflatable target;
фиг.4 - АКА;figure 4 - AKA;
фиг.5 - пуск ракеты с АКА и наведение ее на мишень;figure 5 - launch missiles with AKA and pointing it at the target;
фиг.6 - выравнивание скорости ракеты и выпуск выдвижных крючков щетки;6 is a rocket speed equalization and the release of retractable brush hooks;
фиг.7 - создание зацепления связки ПКА и АКА;Fig.7 - the creation of the engagement of the ligament PKA and AKA;
фиг.8 - сложное движение связки ПКА и АКА;Fig - complex movement of the ligament PKA and AKA;
фиг.9 - отстрел ПКА при вращении связки (вариант);Fig.9 - shooting PKA during rotation of the ligament (option);
фиг.10 - стягивание космических аппаратов при установившемся движении связки;figure 10 - the contraction of spacecraft with steady motion of the ligament;
фиг.11 - захват ПКА и его транспортировка;11 - capture PKA and its transportation;
фиг.12 - устройство энергопоглощающего элемента троса АКА (вариант).Fig - device energy-absorbing element of the cable AKA (option).
Реализация предлагаемого способа стыковки космических аппаратов заключается в выполнении следующих операций.The implementation of the proposed method of docking spacecraft is to perform the following operations.
Этапы стыковки АКА и ПКА показаны на фиг.1 (упрощенно).The stages of docking AKA and PKA are shown in figure 1 (simplified).
1 - этап выпуска надувной мишени ПКА и пуска ракеты АКА;1 - stage of production of an inflatable PKA target and launch of an AKA rocket;
2 - зацепление выдвижных крючков ракеты с сеткой надувной мишени, создание связки АКА и ПКА;2 - meshing retractable hooks of a rocket with an inflatable target net, creating a bunch of AKA and PKA;
3 - расхождение АКА и ПКА в связке, разматывание троса с лебедки АКА в режиме притормаживания;3 - the difference between AKA and PKA in the bundle, unwinding the cable from the winch of the AKA in the braking mode;
4 - расхождение АКА и ПКА в связке с торможением за счет разрыва энергопоглощающих элементов;4 - discrepancy between AKA and PKA in conjunction with braking due to rupture of energy-absorbing elements;
5 - стягивание связки ПКА и АКА наматыванием троса на лебедку АКА;5 - pulling together the bundle of PKA and AKA by winding the cable onto the AKA winch;
6 - стыковка АКА и ПКА, совместное движение.6 - docking AKA and PKA, joint movement.
1) С пассивного космического аппарата 7 (фиг.2) в случае необходимости выполнения стыковки выпускают надувную мишень 8 на силовом фале 9, для чего открывают крышку 10 контейнера 11, выбрасывают надувную мишень, обеспечивая натяжение силового фала, надувают мишень с помощью баллона 12, включают сигнальный маяк 13 (фиг.3) на надувной мишени.1) From the passive spacecraft 7 (FIG. 2), if it is necessary to dock, the
2) Активный космический аппарат 14 (фиг.4) осуществляет маневрирование с орбиты выведения или с дежурной орбиты для подготовки к стыковке с оптимизацией, например, по критерию экономии полного времени на операцию стыковки.2) The active spacecraft 14 (Fig. 4) maneuvers from the launch orbit or from the on-orbit to prepare for docking with optimization, for example, according to the criterion of saving the total time for the docking operation.
3) С активного космического аппарата 14 (фиг.5) в момент сближения с ПКА на необходимое расстояние выпускают ракету 15 с головкой самонаведения 16, настроенную на параметры сигнального маяка 13 мишени 8 ПКА. Ракета растягивает прикрепленный к ней трос 17, намотанный на лебедку 18 в корпусе АКА, с помощью маршевого двигателя 19. Механизм лебедки 20 обеспечивает своевременную подачу троса 17 для его раскрутки с регулированием силы натяжения троса.3) From the active spacecraft 14 (Fig. 5), at the moment of approaching the PKA, a
4) Перед подходом к мишени 8 ПКА на ракете раскрывают щетку 21 (фиг.6) с прочными крючками 22 и включают двигатель подтормаживания 23 для корректировки и уменьшения скорости ракеты.4) Before approaching the
5) После попадания ракеты 15 в мишень 8 ПКА крючки щетки 22 (фиг.7) создают зацепление с мишенью и объединяют космические аппараты в единую механическую систему - связку ПКА и АКА. Для повышения надежности зацепления возможно создание дополнительного захвата фала 9 ПКА.5) After the
6) После создания соединения ПКА 7 и АКА 14 (фиг.8) связка системы ПКА и АКА переходит в результирующие сложное движение.6) After creating the
На фиг.8 показаны:On Fig shown:
ωС - мгновенное угловое вращение вокруг суммарного центра масс АКА и ПКА;ω C - instantaneous angular rotation around the total center of mass of the AKA and PKA;
Vc - мгновенная поступательная скорость суммарного центра масс;Vc is the instantaneous translational velocity of the total center of mass;
Vака - вектор скорости центра масс АКА;V aka - velocity vector of the center of mass of the AKA;
Vp ака, Vτ ака - радиальная и тангенциальная составляющих вектора скорости АКА;V p aka , V τ aka - radial and tangential components of the velocity vector AKA;
Vпка - вектор скорости центра масс ПКА;V pca is the velocity vector of the center of mass of the PCA;
Vρ пка, Vτ пка - радиальная и тангенциальная составляющих вектора скорости АКА.V ρ pc , V τ pc - the radial and tangential components of the AKA velocity vector.
Трос стравливают с лебедки в режиме подтормаживания, контролируя силу натяжения и параметры движения связки ПКА и АКА с тем, чтобы не превысить на тросе допустимого значения нагрузки от осевой силы и допустимых перегрузок на космических аппаратах.The cable is ejected from the winch in the braking mode, controlling the tension force and movement parameters of the PKA and AKA ligaments so as not to exceed the allowable axle load and allowable overloads on the spacecraft on the cable.
После использования длины троса, разматываемого с лебедки, для погашения энергии от разницы векторов скорости ПКА и АКА, разрывающей их связку, для дальнейшего гашения этой разницы используют энергопоглощающие свойства троса 17 АКА при поочередном разрыве его энергопоглощающих элементов 24 (А на фиг.8) без повреждения основного сечения троса.After using the length of the cable unwound from the winch to repay the energy from the difference between the velocity vectors of the ACA and the ACA breaking their bundle, the energy absorbing properties of the
7) После достижения стабилизации движения ПКА и АКА (фиг.9) в их связке (устранения их взаимного расхождения) осуществляют стягивание космических аппаратов 7 и 14 с помощью лебедки АКА, включая ее электродвигатель в режим наматывания троса.7) After stabilizing the movement of the PKA and the AKA (Fig. 9) in their bundle (eliminating their mutual divergence), the
8) При движении системы в режиме стягивания возможен вариант достижения необходимого направления и величины скорости ПКА (фиг.10) для достижения цели (например, для входа в атмосферу Земли для спуска). В этом случае включают систему отстрела троса в расчетный момент времени и ПКА получает необходимый импульс движения в заданном направлении.8) When the system moves in the contraction mode, it is possible to achieve the necessary direction and speed of the spacecraft (Fig. 10) to achieve the goal (for example, to enter the Earth’s atmosphere for descent). In this case, turn on the system of shooting the cable at the calculated time and the PKA receives the necessary impulse to move in a given direction.
После ухода ПКА в заданном направлении на АКА сворачивают трос в соответствии с требованиями предотвращения засорения околоземного космического пространства и возвращают на позицию завершения операции.After the departure of the spacecraft in a predetermined direction, the cable is rolled up onto the spacecraft in accordance with the requirements to prevent clogging of near-Earth space and returned to the position of completion of the operation.
9) При стягивании аппаратов осуществляют контроль параметров движения связки ПКА и АКА, регулируя натяжение троса электродвигателем лебедки, устраняя превышение скорости вращения связки ПКА и АКА с помощью двигателей АКА.9) When the devices are pulled together, they control the movement parameters of the PCA and AKA linkage, adjusting the cable tension by the winch electric motor, eliminating the excess of the rotation speed of the PSA and AKA linkage using AKA engines.
10) В случае реализации основного варианта ПКА и АКА (фиг.11) стягивают и обеспечивают стыковку.10) In the case of the implementation of the main version of the PKA and AKA (11) tighten and provide docking.
После фиксации КА связку ПКА и АКА с помощью ДУ АКА доставляют в заданную точку пространства или осуществляют торможение для входа в атмосферу Земли.After the spacecraft is fixed, a combination of PKA and AKA with the help of the AKA remote control is delivered to a given point in space or braking is performed to enter the Earth's atmosphere.
Устройство для реализации предлагаемого способа содержит следующие основные элементы.A device for implementing the proposed method contains the following basic elements.
На ПКА установлен блок выпуска устройства зацепления мишени, который содержит корпус 7 с откидной крышкой 10, надувную мишень 8, имеющую высокопрочную сетку с баллоном наддува 12, прикрепленную к свернутому силовому фалу 9, связанному корпусом 7, заряд выброса надувной мишени 25, сигнальный маяк 13, работающий, например, в оптическом диапазоне.A release unit for the target engagement device is installed on the PCA, which comprises a
АКА оснащен ракетой с головкой самонаведения, настроенную на частоту и периодичность сигналов сигнального маяка 13 надувной мишени 8. На ракете размещен блок щетки выдвижных крючков, маршевый двигатель 19, двигатели коррекции, двигатели подтормаживания 23, система отстрела троса.The AKA is equipped with a homing missile, tuned to the frequency and frequency of the signals of the
Лебедка 18 с барабаном с намотанным тросом 17 имеют механизм 20 с тормозной системой и системой намотки троса, в которые входит электродвигатель и редуктор.The
Электродвигатель лебедки электрически связан с бортовой системой управления АКА, обрабатывающей исходные данные ситуации, параметры движения и состояния троса по показаниям системы ориентации, связи, датчиков натяжения троса и комплекса необходимых индикаторов.The winch electric motor is electrically connected to the onboard control system AKA, which processes the initial data of the situation, the parameters of movement and the state of the cable according to the indications of the orientation system, communication, cable tension sensors and a set of necessary indicators.
Трос АКА 17 выполнен с энергопоглощающими элементами 24, например, в простом варианте в виде складок сшитых или склеенных 25 (фиг.12), таким образом, что усилие на разрыв крепления складки не превышает усилия на разрыв основного сечения троса.The
Положительным свойством от применения предлагаемого способа и устройства является получение социального эффекта, который заключается в повышении безопасности космической деятельности. Этот эффект достигается расширением возможностей ликвидации непредвиденных и нештатных случаев в полете космических аппаратов, касающихся управления их движением, например отказом ДУ торможения, системы ориентации, авариями на борту и т.д.A positive property of the application of the proposed method and device is to obtain a social effect, which consists in increasing the safety of space activities. This effect is achieved by expanding the ability to eliminate unforeseen and abnormal cases in flight of spacecraft related to the control of their movement, for example, failure of the brake control system, orientation system, accidents on board, etc.
В ряде вариантов такой способ может быть использован в штатном варианте, как обеспечивающий лучшую экономическую эффективность. Величину экономического эффекта определяет ряд конструктивных и технологических факторов, таких как соотношение массы ПКА и АКА, отработанность системы создания захвата, тяговые характеристиками лебедки, свойства материала троса и другие.In a number of variants, this method can be used in the standard version, as providing the best economic efficiency. The magnitude of the economic effect is determined by a number of design and technological factors, such as the mass ratio of the PKA and the AKA, the maturity of the gripping system, the traction characteristics of the winch, the properties of the cable material, and others.
Например, такой способ может быть использован для подхвата и перенаправления малых космических аппаратов, для коррекции движения космической станции и т.д.For example, such a method can be used to pick up and redirect small spacecraft, to correct the motion of a space station, etc.
Реализация предлагаемого способа возможна в сочетании с существующими способами стыковки КА и узлами для их реализации как дополнительное средство обеспечения безопасности.Implementation of the proposed method is possible in combination with existing spacecraft docking methods and nodes for their implementation as an additional means of ensuring security.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010107796/11A RU2430861C1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Method of spaceship docking and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010107796/11A RU2430861C1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Method of spaceship docking and device to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2430861C1 true RU2430861C1 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44805047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010107796/11A RU2430861C1 (en) | 2010-03-04 | 2010-03-04 | Method of spaceship docking and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2430861C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490181C1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of control over active space object to be docked to passive space object |
RU2521082C2 (en) * | 2012-08-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method for docking spacecrafts |
RU2583255C1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Method of connecting space objects in space |
RU2653668C1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-05-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Robotized nanosatellite astronaut rescue complex |
RU200696U1 (en) * | 2020-07-07 | 2020-11-05 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | A device for braking an object ejected from a transport and launch container on a rope |
RU2744901C1 (en) * | 2020-07-07 | 2021-03-17 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Device for braking an object ejected from a transport container on a rope |
RU2775092C1 (en) * | 2021-12-27 | 2022-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for removal of objects of large space debris and device for its implementation |
-
2010
- 2010-03-04 RU RU2010107796/11A patent/RU2430861C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Итоги науки и техники. Сер. «Ракетостроение и космическая техника», т.12. ВИНИТИ. - М., 1991, с.120-121. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2490181C1 (en) * | 2012-04-10 | 2013-08-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of control over active space object to be docked to passive space object |
RU2521082C2 (en) * | 2012-08-21 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Method for docking spacecrafts |
RU2583255C1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Method of connecting space objects in space |
RU2653668C1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-05-11 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Robotized nanosatellite astronaut rescue complex |
RU200696U1 (en) * | 2020-07-07 | 2020-11-05 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | A device for braking an object ejected from a transport and launch container on a rope |
RU2744901C1 (en) * | 2020-07-07 | 2021-03-17 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Device for braking an object ejected from a transport container on a rope |
RU2775092C1 (en) * | 2021-12-27 | 2022-06-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Method for removal of objects of large space debris and device for its implementation |
RU2776887C1 (en) * | 2022-01-24 | 2022-07-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Space infrastructure for maintenance of space objects on geostationary and lower orbits, as well as method for maintenance of space objects by means of this infrastructure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2430861C1 (en) | Method of spaceship docking and device to this end | |
US8276844B2 (en) | Unmanned aerial vehicle launching and landing system | |
US9783322B2 (en) | Electric unmanned aerial vehicle launcher | |
CN106005350B (en) | Flying method of large balloon | |
US9789950B1 (en) | Unmanned aerial vehicle (UAV) with multi-part foldable wings | |
CN102991731A (en) | Flying mesh catapulting device for acquiring discarded spacecraft | |
Carroll | SEDS deployer design and flight performance | |
US7824126B2 (en) | Method and system for stopping a vehicle | |
AU2009200804B2 (en) | An unmanned aerial vehicle launching and landing system | |
US20130068881A1 (en) | Solar concentrator and associated energy conversion apparatus | |
CN109421939A (en) | Track recovery system for aircraft | |
WO2015199567A1 (en) | Method and apparatus for deploying a parachute from falling helicopters, aircraft and land vehicles and for aerial braking | |
RU2699165C1 (en) | Installation of unfolding of linear demining charges (versions) | |
JP5898338B2 (en) | Portable multimode unmanned aerial system launcher | |
CN106672206A (en) | 180-degree folded wing unfolding mechanism | |
CN105667840B (en) | Projectile and barrel containing such projectile | |
CN109219556B (en) | Electric unmanned aerial vehicle launcher | |
RU2521082C2 (en) | Method for docking spacecrafts | |
KR102534982B1 (en) | Apparatus and method of deploying wing of guided missile | |
KR101159630B1 (en) | Apparatus for deploying a parachute deployable during flying | |
US20090314886A1 (en) | Deployment of telescoping aircraft structures by drogue parachute riser tension | |
US2399136A (en) | Ordnance | |
US11565812B2 (en) | Payload activation device | |
RU2422329C1 (en) | Device for missile liftoff from aircraft and method for its implementation | |
US20140239118A1 (en) | Method and Apparatus for Foldable Wing UAV |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160305 |