RU2518137C2 - Pulse-free device for unlocking of spacecraft moving elements - Google Patents
Pulse-free device for unlocking of spacecraft moving elements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2518137C2 RU2518137C2 RU2012142537/11A RU2012142537A RU2518137C2 RU 2518137 C2 RU2518137 C2 RU 2518137C2 RU 2012142537/11 A RU2012142537/11 A RU 2012142537/11A RU 2012142537 A RU2012142537 A RU 2012142537A RU 2518137 C2 RU2518137 C2 RU 2518137C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- spring
- case
- cylinder
- sides
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для закрепления и расфиксации подвижных элементов конструкции (ПЭК), в которых не допускается воздействие ударных импульсов.The invention relates to space technology and can be used for fixing and fixing movable structural elements (PEC), in which the impact of shock pulses is not allowed.
Применяемые ранее и в настоящее время устройства для закрепления (ПЭК) на участке выведения космического аппарата и расфиксации на орбитальном участке разработаны на основе пиротехнических средств. В зависимости от назначения это могут быть пироболты, пирозамки, пирорезаки, пирочеки и т.д., в которых исполнительным элементом являются пиропатрон, а для увеличения-надежности ставили по два пиропатрона. При правильной эксплуатации они показали высокую надежность и в дальнейших разработках (КА) они будут являться основным средством для закрепления и расфиксации (ПЭК), разделения ступеней ракет и отделения спутников. Но все они обладают существенным недостатком - большим импульсом при срабатывании пиросредсв. Причем возмущения на конструкцию возникают не в момент взрыва пирозаряда, а вследствие перемещения и мгновенной остановки поршня или откидных прижимающих элементов, обязательных деталей всех пиротехнических средств.Previously and currently used devices for fastening (PEC) in the spacecraft launch and fixation section in the orbital section are developed on the basis of pyrotechnic means. Depending on the application it may be explosive bolts, pirozamki, pirorezaki, pirocheki etc., in which the actuating element are squib and to increase - reliability put two cutter. With proper operation, they showed high reliability and in future developments (SC) they will be the main means for fastening and unlocking (PEC), separation of rocket stages and separation of satellites. But all of them have a significant drawback - a large impulse when triggered by pyro media. Moreover, disturbances to the structure arise not at the moment of pyrolysis explosion, but as a result of displacement and instantaneous stop of the piston or folding clamping elements, obligatory parts of all pyrotechnic means.
В процессе разработок КА постоянно искались способы уменьшения возмущений при помощи прокладок, установкой амортизаторов или ставили пироустройства в максимальном удалении от чувствительной аппаратуры. Но исключить ударный импульс не удалось. Кроме того к разрабатываемым современным космическим аппаратам (КА) предъявляются дополнительные требования при транспортировании КА, в которых не допускается наличие пиротехнических средств.In the process of spacecraft development, ways to reduce disturbances by means of gaskets, installing shock absorbers, or putting pyrodevices at the maximum distance from sensitive equipment were constantly searched for. But it was not possible to exclude the shock pulse. In addition, the modern spacecraft (SC) being developed are subject to additional requirements for the transport of spacecraft in which the presence of pyrotechnic equipment is not allowed.
Известно устройство для соединения разделяемых в полете элементов летательного аппарата (патент RU №2096275), содержащее корпус, жестко связанный с носителем, в котором размещены болт, рычаг, поршень с уплотнителем, пиропатрон, причем на стяжной болт навернута гайка, а втулка, установленная на отделяемом элементе, взаимодействует со стяжным болтом, при этом поршень связан с рычагом.A device is known for connecting flight components shared in flight (patent RU No. 2096275), comprising a housing rigidly connected to a carrier in which a bolt, a lever, a piston with a seal, a squib are placed, and a nut is screwed onto the coupling bolt, and the sleeve mounted on detachable element, interacts with a coupling bolt, while the piston is connected with a lever.
Известно также устройство расфиксации подвижного элемента КА (патент RU №2207307 - прототип), которое содержит корпус основного и дублирующего пироэлементов, расположенных в корпусе устройства, подпружиненную собачку, имеющую собственную ось, установленную в корпусе и поджимающий подвижный элемент КА, при этом устройство снабжено боковыми осями и рычагом, который взаимодействует с подпружиненным толкателем, установленным в корпусе устройства.There is also known a device for unlocking a moving element of a spacecraft (patent RU No. 2207307 - prototype), which contains a housing of the main and backup pyroelements located in the device case, a spring-loaded dog having its own axis installed in the body and pressing the moving element of the spacecraft, while the device is equipped with side axes and a lever that interacts with a spring-loaded pusher installed in the device.
Недостатками известного устройства, а также вышеописанного являются значительные ударные импульсы при срабатывании пирозарядов, а также являются источником пожара или взрыва при транспортировании.The disadvantages of the known device, as well as the aforementioned, are significant shock pulses when the pyro charges are triggered, and also are a source of fire or explosion during transportation.
Задачами заявленного технического решения является исключение ударного импульса при срабатывании пиросредств и пожароопасности при транспортировании за счет исключения пиросредств.The objectives of the claimed technical solution is the exclusion of a shock pulse when triggered fire and fire hazards during transportation due to the exclusion of fire.
Поставленная задача достигается тем, что в безымпульсном устройстве расфиксации подвижных элементов конструкции космического аппарата (БУР ПЭ КА), состоящем из корпуса, основного и дублирующего исполнительных элементов, расположенных в корпусе, подпружиненной собачки, имеющей собственную ось, которая установлена в корпусе замка, при этом исполнительные элементы выполнены в виде подвижных цилиндров с возможностью возвратно-поступательного вращения, на которые насажены диски из изолирующего материала, в которых с двух сторон выполнены прорези под намотку проволок из материала с эффектом памяти формы, на которые периодически подается напряжение и концы которых зафиксированы на крайних дисках каждого цилиндра, при этом один из крайних дисков закреплен неподвижно относительно подвижного цилиндра, а другой неподвижно относительно корпуса, причем внутри каждого цилиндра установлена возвратная пружина, одним концом закрепленная на корпусе, а другим взаимодействует с подвижным цилиндром, при этом в корпусе и в хомутах, охватывающих корпус с двух сторон, выполнены соосные отверстия под шарики, а в цилиндрах выполнены вырезы со смещением относительно соосных отверстий, при этом качалка шарнирно закреплена на подпружиненной собачке, которая своими концами взаимодействует с выступами, выполненными на хомутах, причем между корпусом и хомутами с двух сторон установлена пружина.The problem is achieved in that in a pulseless device for decoding the moving structural elements of the spacecraft (BUR PE KA), consisting of a housing, main and backup actuating elements located in the housing, a spring-loaded dog having its own axis, which is installed in the lock housing, while actuating elements are made in the form of movable cylinders with the possibility of reciprocating rotation, on which are mounted discs of insulating material, in which are made on both sides cuts for winding wires of material with a shape memory effect, to which voltage is periodically applied and the ends of which are fixed on the extreme disks of each cylinder, while one of the extreme disks is fixed motionless relative to the movable cylinder and the other motionless relative to the body, with a returnable cylinder installed inside each cylinder a spring fixed at one end to the housing, and at the other interacts with the movable cylinder, while in the housing and in the clamps covering the housing from two sides, coaxial holes for the balls, and in the cylinders cuts are made with an offset relative to the coaxial holes, while the rocker is pivotally mounted on a spring-loaded dog, which at its ends interacts with protrusions made on the clamps, and a spring is installed between the body and the clamps on both sides.
На фиг.1 изображен главный вид БУР ПЭ КА и положение деталей в исходном положении до срабатывания.Figure 1 shows the main view of the BUR PE KA and the position of the parts in the initial position before operation.
На фиг.2 изображен БУР ПЭ КА сверху и показано положение качалки до его срабатывания.Figure 2 shows the BUR PE KA from above and shows the position of the rocking chair before it is triggered.
На фиг.3 изображен БУР ПЭ КА слева и видны электросоединители.Figure 3 shows the BUR PE KA on the left and visible electrical connectors.
На фиг.4 показан общий вид БУР ПЭ КА с разрезом деталей.Figure 4 shows a General view of BUR PE KA with a cut of parts.
На фиг.5, 6, 7 показан процесс поворота цилиндров с дисками, перемещение (вдавливание) шариков в каналы и повернутое положение хомутов.Figure 5, 6, 7 shows the process of turning cylinders with disks, moving (indenting) the balls into the channels and the rotated position of the clamps.
На фиг.8 показан один из подвижных дисков и размещение электросоединителей.On Fig shows one of the movable disks and the placement of electrical connectors.
На фиг.9 показано устройство после срабатывания с откинутой собачкой.Figure 9 shows the device after triggering with the dog turned down.
На фиг.10 показан способ закрепления концов проволоки из ЭПФ.Figure 10 shows a method of securing the ends of the wire from the EPF.
Безымпульсное устройство расфиксации подвижныхэлементов космического аппарата (БУР ПЭ КА) состоит из корпуса 1 с основным и дублирующим исполнительными элементами, в виде подвижных цилиндров 2, на которых насажены диски 3 из изолирующего материала. На корпусе 1 закреплена подпружиненная собачка 4, ось 5 которой закреплена в корпусе 1. В дисках 3 с двух сторон выполнены прорези 6 под намотку проволок 7 из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), на которые периодически подается напряжение, при этом концы проволок 7 закреплены на крайних дисках каждого подвижного цилиндра 2, причем один из крайних дисков 3 закреплен неподвижно относительно подвижного цилиндра 2, а другой неподвижно относительно корпуса 1. Внутри каждого подвижного цилиндра 2 установлены возвратные пружины 8, концы которых связаны с корпусом 1 и подвижным цилиндром 2. В хомутах 9, охватывающих корпус 1, а также в самом корпусе 1 выполнены соосные отверстия 10 под шарики 11, удерживаемые от выпадания пробками 12. В подвижных цилиндрах 2 выполнены вырезы 13 со смещением относительно соосных отверстий 10. На подпружиненной собачке 4 шарнирно закреплена качалка14, концы которой упираются в выступы 15 хомутов 9. Между корпусом 1 и хомутами 9 установлена пружина 16. Концы проволок 7 зафиксированы на крайних дисках подвижных цилиндров 2 и подключены к электросоединителям 17.The pulseless device for decoding mobile elements of a spacecraft (BUR PE KA) consists of a
Для расфиксации и раскрытия, например, БС по команде от системы управления КА подается питание на все проволоки 7 из металла ЭПФ, которые начинают греться и сжиматься, поворачивая подвижный цилиндр 2, преодолевая сопротивление возвратных пружин 8, сопротивление трения между шариками 11 и подвижным цилиндром 2, (фиг 5, 6 и 7). В процессе вращения подвижного цилиндра 2 все шарики 11 постоянно подавливаются хомутом 9 усилиями пружины 16 (фиг.4) до совмещения с вырезами 13 (гнездами) в подвижном цилиндре 2, причем перемещение шариков 11 происходит медленно в связи с тем, что нагревается проволока 7 из ЭПФ за время большее 5 с, и, следовательно, исключается мгновенное откидывание подпружиненной собачки 4 и ее удар в конце вращения. Если происходит отказ при повороте одного из подвижных цилиндров 2, его заклинивание или непрохождение команды для нагревания проволоки 7, то в этом случае может сработать второй подвижный цилиндр, т.к. шарнирная качалка 14 обеспечивает свободное откидывание подпружиненной собачки 4.To unlock and open, for example, a BS, on command from the spacecraft control system, power is supplied to all
Таким образом, при укорачивании нагреваемой проволоки каждый диск поворачивается на определенный угол Δα, и конечный подвижный диск повернется на угол α=ΣΔα. Величина конечного угла может быть задана и зависит от длины проволоки.Thus, when shortening the heated wire, each disk rotates by a certain angle Δα, and the final movable disk rotates by the angle α = ΣΔα. The value of the final angle can be set and depends on the length of the wire.
В данной конструкции заложены две проволоки, для того чтобы исключить потери на трение при вращении дисков, т.е. усилие сдавливания диска от натяжения проволоки и противодействия возвратной пружины находятся на противоположных сторонах диска и воспринимаются самим диском.In this design, two wires are laid in order to eliminate friction losses during rotation of the disks, i.e. the force of squeezing the disk from the tension of the wire and the counteraction of the return spring are located on opposite sides of the disk and are perceived by the disk itself.
Предложенная конструкция безымпульсного устройства расфиксации подвижных элементов космического аппарата позволит исключить ударный импульс, влияющий на работу чувствительной аппаратуры КА и пожароопасность при транспортировании изделия, за счет исключения из конструкции пиросредств, а также позволит проводить проверочные испытания при комплексных предстартовых испытаниях КА.The proposed design of a pulseless device for decoding the moving elements of the spacecraft will eliminate the shock pulse that affects the operation of sensitive spacecraft equipment and fire hazard during transportation of the product due to the exclusion of pyromedicines from the design, and will also allow for verification tests during complex pre-launch tests of the spacecraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142537/11A RU2518137C2 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Pulse-free device for unlocking of spacecraft moving elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012142537/11A RU2518137C2 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Pulse-free device for unlocking of spacecraft moving elements |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012142537A RU2012142537A (en) | 2014-04-10 |
RU2518137C2 true RU2518137C2 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=50435990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012142537/11A RU2518137C2 (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Pulse-free device for unlocking of spacecraft moving elements |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2518137C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178825U1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-04-19 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Pirozamok docking and undocking compartments of the aircraft |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5248233A (en) * | 1992-09-25 | 1993-09-28 | Webster Richard G | No-shock separation mechanism |
US6352397B1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-03-05 | Hi-Shear Technology Corporation | Reduced shock separation fastener |
RU2207307C2 (en) * | 2001-07-11 | 2003-06-27 | Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" | Device for unlocking movable member of spacecraft |
-
2012
- 2012-10-04 RU RU2012142537/11A patent/RU2518137C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5248233A (en) * | 1992-09-25 | 1993-09-28 | Webster Richard G | No-shock separation mechanism |
US6352397B1 (en) * | 2000-05-31 | 2002-03-05 | Hi-Shear Technology Corporation | Reduced shock separation fastener |
RU2207307C2 (en) * | 2001-07-11 | 2003-06-27 | Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" | Device for unlocking movable member of spacecraft |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178825U1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-04-19 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Pirozamok docking and undocking compartments of the aircraft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012142537A (en) | 2014-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11608200B2 (en) | Device for the hold-down and controlled release of space satellites installed on launchers and loads installed on space satellites | |
KR102002306B1 (en) | Cubesat Space Deployer | |
US20120110823A1 (en) | Smooth linear separation device between a first part and a second part | |
EP3676181B1 (en) | Separation device for spacecraft and a method for separation | |
WO2011126970A2 (en) | Compression spring wing deployment initiator | |
EP3728045B1 (en) | A separation device | |
Lucy et al. | Report on alternative devices to pyrotechnics on spacecraft | |
JP2016529153A (en) | Method and apparatus for joining and separating two elements having a joining plate | |
RU2518137C2 (en) | Pulse-free device for unlocking of spacecraft moving elements | |
RU2539710C1 (en) | Device to fix and separate parts of structure | |
CN104527997A (en) | Synchronizing device used for being connected with and unlocking satellite | |
CN105109710A (en) | Synchronous separation device for being connected with or separating from satellite | |
CN108910092B (en) | Split type space flexible arm pressing and releasing mechanism | |
RU2401414C1 (en) | Device for rocket separation | |
Honghao et al. | Research progress of space non-pyrotechnic low-shock connection and separation technology (SNLT): A review | |
RU2399869C1 (en) | Aviation reaction-inertial fuse | |
JP2016528466A (en) | Method and apparatus for combining and separating two elements having combined coupling and separation means | |
RU2541619C2 (en) | Safety mechanism of repeated cocking | |
EP2259948A1 (en) | Dual redundant electro explosive devise latch mechanism | |
US20220242595A1 (en) | Multiple hold-down and release device for spacecraft, and methods for releasing a spacecraft from a dispenser of a launcher and for installing a multiple hold-down and release device for spacecraft | |
RU2500591C1 (en) | Aircraft compartment separation system | |
US20240117795A1 (en) | Integrated planar sma device and method | |
RU2707901C1 (en) | Initiating device | |
RU121490U1 (en) | AIRCRAFT COMPARTMENT DIVISION SYSTEM | |
RU2716605C2 (en) | Trigger device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150529 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201005 |