RU2621221C1

RU2621221C1 - Service system module

Info

Publication number: RU2621221C1
Application number: RU2015155005A
Authority: RU
Inventors: Максим Борисович Мартынов; Константин Михайлович Пичхадзе; Владимир Евгеньевич Бабышкин; Александр Сергеевич Митькин; Илья Владимирович Ломакин; Борис Николаевич Мартынов; Андрей Сергеевич Бирюков; Вадим Александрович Огородников
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство; Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина")
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-01

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: module comprises a housing with service equipment units positioned inside, a battery, a radio antenna (12), radiators-coolers (6, 9) and swing panels (8) of solar cells. The propulsion system comprises four blocks (4) of orientation and stabilization engines, two spherical fuel tanks (3) and a spherical cylinder (11) with compressed gas. There are means for fastening the module to the payload and the last stage of thelaunch vehicle. A housing in the form of an octagonal prism is designed from longitudinal struts as T channel bracket, upper (17) and similar lower transverse force elements with a profile in the form of a corner. Two pyramidical shoes (5) are mounted on opposite prism faces with their bases, two of the four propulsion units (4) are mounted on top of them. The spans between the poles are overlapped with side panels (23-27, 35).

EFFECT: reduction in module weight and size, its hardening in the perception of radial forces from the payload, the increased fuel supply on its board.

17 cl, 21 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к космической технике, а именно к устройству модулей служебных систем, входящих в состав космических аппаратов, рассчитанных, преимущественно, для функционирования на геосинхронных орбитах и предназначенных для проведения астрофизических исследований.The claimed invention relates to space technology, and in particular to the device modules of service systems included in spacecraft, designed primarily for functioning in geosynchronous orbits and intended for astrophysical research.

При проектировании модулей служебных систем таких космических аппаратов решение традиционных для проектирования технических задач по снижению массы конструкции и габаритов, в первую очередь продольного габаритного размера модуля, дополняется необходимостью решения задач по размещению на борту модуля значительной по массе и энергопотреблению бортовой служебной аппаратуры и обеспечению необходимых условий для ее работы, по размещению на борту значительного по массе запаса топлива и по обеспечению длительных по времени режимов непрерывного наблюдения астрофизических источников излучения.When designing the service system modules of such spacecraft, the solution of technical tasks traditional for designing to reduce the weight of the structure and dimensions, primarily the longitudinal overall size of the module, is complemented by the need to solve the problems of placing on-board module of significant weight and power consumption of on-board service equipment and providing the necessary conditions for its operation, to place on board a significant fuel mass reserve and to ensure long-term continuous modes jerky observation of astrophysical radiation sources.

Технические решения, известные из патентов РФ №2089466, 2116228, 2144889, 2156211, 2164881, используют в конструкции космических аппаратов герметичные приборные отсеки с системами терморегулирования, использующими газовые или газо-жидкостные контуры циркуляции теплоносителя между приборным отсеком и радиаторами-охладителями. Так из патента РФ №2116228 (МПК B64G 1/58, опубл. 27.07.1998) известен космический аппарат, предназначенный для работы на геостационарной и высокоэллиптических орбитах. Модуль служебных систем этого космического аппарата включает герметичный корпус цилиндрической формы, поворотные панели солнечных батарей, теплоизолирующий экран, выполненный в виде установленного соосно корпусу цилиндрического стакана, цилиндрический радиатор-охладитель. Внутрь теплоизолирующего экрана помещен корпус модуля служебных систем. Внутри корпуса установлена аппаратура, требующая для своей работы поддержания температуры на уровне 0…40 градусов Цельсия. Один торец корпуса соединен с дном стакана с обеспечением возможности поворота экрана относительно корпуса. На другом торце корпуса может быть установлена полезная нагрузка, например, радиоэлектронная ретрансляционная аппаратура и аппаратура дистанционного зондирования Земли из космоса.Technical solutions known from RF patents No. 2089466, 2116228, 2144889, 2156211, 2164881 use hermetic instrument compartments with thermal control systems using gas or gas-liquid coolant circuits between the instrument compartment and radiator-coolers in the design of spacecraft. So from the RF patent №2116228 (IPC B64G 1/58, publ. 07.27.1998) there is a spacecraft designed to operate in geostationary and highly elliptical orbits. The service systems module of this spacecraft includes a sealed cylindrical body, rotary solar panels, a heat-insulating screen made in the form of a cylindrical cup mounted coaxially to the body, and a cylindrical radiator-cooler. Inside the heat-insulating screen, the housing of the service systems module is placed. The equipment is installed inside the case, which requires maintaining the temperature at the level of 0 ... 40 degrees Celsius for its operation. One end of the housing is connected to the bottom of the glass with the possibility of rotation of the screen relative to the housing. At the other end of the hull, a payload can be installed, for example, electronic relay equipment and equipment for remote sensing of the Earth from space.

Недостатками, как рассмотренного технического решения космического аппарата, так и упомянутых технических решений, является большая масса модуля служебных систем из-за использования герметичного корпуса и системы терморегулирования большой массы. Поперечный габаритный размер модуля служебных систем сопоставим с продольным габаритным размером модуля, что заметно уменьшает полезный объем головного обтекателя для размещения полезной нагрузки.The disadvantages of both the technical solution of the spacecraft considered and the technical solutions mentioned are the large mass of the service systems module due to the use of a sealed enclosure and a large mass thermal control system. The transverse overall dimension of the service system module is comparable to the longitudinal overall dimension of the module, which significantly reduces the useful volume of the head fairing to accommodate the payload.

Из уровня техники известен ряд технических решений устройства космического аппарата, которые включают модуль служебных систем с негерметичным выполнением корпуса и терморегулированием блоков служебной аппаратуры с использованием пассивных средств теплообмена.A number of technical solutions of the spacecraft device are known from the prior art, which include a service system module with leaky housing design and thermal control of service equipment blocks using passive heat transfer means.

Технические решения модуля служебных систем, известные из патентов изобретения РФ №2247683, 2092398, 2376212, патентов США №5755406, 4009851, 6102339, 8096512, включают корпус, выполненный в виде параллелограмма.Technical solutions of the service system module, known from RF patent No. 2247683, 2092398, 2376212, US patent No. 5755406, 4009851, 6102339, 8096512, include a housing made in the form of a parallelogram.

Техническое решение космического аппарата блочно-модульного исполнения по патенту РФ №2092398 (МПК B64G 1/10, опубл. 10.10.1997) содержит модуль полезной нагрузки и модуль служебных систем. Корпус модуля служебных систем в этом решении выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда и образован комбинацией U-образного и H-образного отсеков. Блоки бортовой служебной аппаратуры модуля расположены на внутренних сторонах боковых стенок U-образного отсека и на двух сторонах перемычки H-образного отсека. Боковые стенки U-образного отсека и H-образного отсеков совмещены торцами друг с другом с образованием боковых сторон корпуса модуля служебных систем в форме прямоугольного параллелепипеда. Нижнее основание корпуса модуля служебных систем перекрыто при этом перемычкой U-образного отсека, верхнее основание перекрыто прямоугольной панелью крупногабаритного двигательного блока с четырьмя блоками двигателей коррекции и топливными баками. Кроме указанных элементов модуль служебных систем этого решения содержит закрепленные на приводе панели солнечных батарей. Панели солнечных батарей установлены на корпусе с возможностью их поворота относительно корпуса и с возможностью складывания около корпуса при размещении модуля с полезной нагрузкой под головным обтекателем ракеты-носителя.The technical solution of the block-modular spacecraft according to RF patent No. 2092398 (IPC B64G 1/10, publ. 10.10.1997) contains a payload module and a service system module. The housing of the service systems module in this solution is made in the form of a rectangular parallelepiped and is formed by a combination of U-shaped and H-shaped compartments. The on-board service modules of the module are located on the inner sides of the side walls of the U-shaped compartment and on the two sides of the jumper of the H-shaped compartment. The side walls of the U-shaped compartment and the H-shaped compartments are aligned with each other to form the sides of the housing of the service system module in the form of a rectangular parallelepiped. The lower base of the housing of the service system module is blocked by the jumper of the U-shaped compartment, the upper base is blocked by a rectangular panel of a large-sized engine block with four blocks of correction engines and fuel tanks. In addition to these elements, the service systems module of this solution contains solar panels mounted on the drive. Solar panels are mounted on the housing with the possibility of rotation relative to the housing and with the possibility of folding near the housing when placing the module with a payload under the head fairing of the launch vehicle.

К недостаткам рассмотренного технического решения модуля служебных систем можно отнести проблематичность размещения на борту модуля значительных запасов топлива, так как емкости с топливом в этом решении расположены на верхнем основании корпуса модуля служебных систем. Увеличение запасов топлива ведет при этом к увеличению продольного габаритного размера модуля и увеличению его массы.The disadvantages of the considered technical solution of the service system module include the problematic location of significant fuel reserves on board the module, since the fuel tanks in this solution are located on the upper base of the service system module housing. An increase in fuel reserves leads to an increase in the longitudinal overall size of the module and an increase in its mass.

Техническое решение космического аппарата, известное из патента США 5755406 (НКИ 244/158R, НКИ B64G 1/66, опубл. 26.05.1998), включает модуль служебных систем, корпус которого выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда, во внутреннем объеме корпуса вдоль продольной оси модуля расположены четыре цилиндрических бака с топливом. Топливные баки закреплены на боковых панелях корпуса и на силовых перегородках, размещенных внутри корпуса и соединенных с продольными стойками, пропущенными вдоль ребер корпуса. Сверху и снизу корпус модуля служебных систем перекрыт панелями основания. Перед двумя противоположно расположенными боковыми панелями корпуса закреплены панели радиаторов-охладителей. Между панелями радиаторов-охладителей и боковыми панелями корпуса размещены блоки бортовой служебной аппаратуры. Кроме этого, модуль служебных систем снабжен поворотными панелями солнечных батарей и четырьмя блоками двигателей ориентации и стабилизации. Недостатком этого технического решения модуля служебных систем является его большая масса, что определяется наличием в конструкции модуля диагональных силовых перегородок, двойных панелей по бокам корпуса и верхней панели основания корпуса.The technical solution of the spacecraft, known from US patent 5755406 (NKI 244 / 158R, NKI B64G 1/66, publ. 05.26.1998), includes a service system module, the casing of which is made in the form of a rectangular parallelepiped, in the internal volume of the casing along the longitudinal axis of the module Four cylindrical fuel tanks are located. Fuel tanks are fixed on the side panels of the housing and on the power partitions located inside the housing and connected to the longitudinal struts passed along the edges of the housing. Above and below the housing of the service system module is covered by base panels. In front of two opposite side panels of the case, radiator-cooler panels are fixed. Between the panels of the radiator-coolers and the side panels of the body are placed blocks of onboard service equipment. In addition, the service system module is equipped with rotary solar panels and four blocks of orientation and stabilization engines. The disadvantage of this technical solution of the service system module is its large mass, which is determined by the presence in the module design of diagonal power partitions, double panels on the sides of the housing and the upper panel of the housing base.

В техническом решении модуля служебных систем по патенту США №4009851 (НКИ 244/158, МПК B64G /10, опубл. 1.03.1977) модуль служебных систем, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, снабжен внутренним продольным силовым элементом, выполненным в виде подкрепленного продольным силовым набором цилиндра и расположенным вдоль продольной оси модуля. Внутри цилиндрического объема продольного силового элемента расположен корпус ракетного двигателя твердого топлива, который необходим для выведения космического аппарата на геостационарную орбиту. Снаружи внутреннего продольного силового элемента расположены ферменные конструкции, на которых закреплены сферические топливные баки. Внутренний продольный силовой элемент закреплен на верхнем и нижнем основаниях корпуса. На двух противоположных гранях корпуса размещены блоки служебной аппаратуры модуля. Заметная масса внутреннего продольного силового элемента с ферменными конструкциями определяет большую массу и большой продольный габаритный размер модуля служебных систем.In the technical solution of the service systems module according to US patent No. 4009851 (NKI 244/158, IPC B64G / 10, publ. 1.03.1977), the service systems module, made in the form of a rectangular parallelepiped, is equipped with an internal longitudinal force element made in the form of a reinforced longitudinal force a set of cylinders and located along the longitudinal axis of the module. Inside the cylindrical volume of the longitudinal power element there is a solid propellant rocket engine housing, which is necessary for putting the spacecraft into geostationary orbit. Outside the internal longitudinal power element are trusses on which spherical fuel tanks are mounted. The internal longitudinal power element is mounted on the upper and lower bases of the housing. On two opposite sides of the case are placed blocks of auxiliary equipment of the module. The noticeable mass of the internal longitudinal power element with trusses determines the large mass and large longitudinal overall dimension of the service system module.

Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения модуля служебных систем является техническое решение модульной космической платформы, известной из патента США №6206327 (МПК B64G 1/00, НКИ США 244/158R, опубл. 27.03.2001).The closest analogue of the claimed technical solution to the module of service systems is the technical solution of a modular space platform, known from US patent No. 6206327 (IPC B64G 1/00, NCI 244 / 158R, publ. 03/27/2001).

Модуль служебных систем этого технического решения содержит корпус, размещенные внутри корпуса блоки бортовой служебной аппаратуры, двигательную установку с блоками двигателей ориентации и стабилизации и топливным баком, антенну радиосвязи, средства крепления модуля со смежными блоками космической головной части.The service systems module of this technical solution comprises a body, on-board service equipment blocks located inside the housing, a propulsion system with orientation and stabilization engine blocks and a fuel tank, a radio antenna, means for attaching the module to adjacent blocks of the space head part.

Корпус модуля служебных систем в соответствии с этим решением выполнен в виде прямой восьмигранной призмы, вдоль боковых ребер которой пропущены продольные стойки, концы которых соединены поперечными силовыми элементами. Верхние концы продольных стоек снабжены средствами соединения модуля с полезной нагрузкой. Пролеты между смежными стойками перекрыты боковыми панелями, закрепленными на продольных стойках корпуса и поперечных силовых элементах.The housing of the service system module in accordance with this decision is made in the form of a straight octagonal prism, along the side ribs of which longitudinal racks are missing, the ends of which are connected by transverse power elements. The upper ends of the longitudinal struts are equipped with means for connecting the module to the payload. The spans between adjacent racks are overlapped by side panels mounted on the longitudinal racks of the hull and transverse power elements.

В этом решении, кроме того, модуль служебных систем снабжен внутренним продольным силовым элементом, выполненным в виде цилиндра или призмы и установленным внутри корпуса вдоль продольной оси модуля. Внутренний продольный силовой элемент соединен с продольными стойками корпуса радиальными ребрами, выполненными в виде пластин.In this solution, in addition, the service system module is provided with an internal longitudinal power element made in the form of a cylinder or a prism and installed inside the housing along the longitudinal axis of the module. The internal longitudinal power element is connected to the longitudinal struts of the housing by radial ribs made in the form of plates.

Блоки бортовой служебной аппаратуры в соответствии с рассматриваемым решением размещены на внутренних сторонах боковых панелей корпуса. Так, в наиболее предпочтительном выполнении модуля служебных систем на внутренних сторонах корпуса размещены: блоки системы электропитания, блоки системы обработки данных, маховики системы управления ориентацией, блоки радиосвязи.Blocks on-board service equipment in accordance with the decision in question are located on the inner sides of the side panels of the hull. So, in the most preferred embodiment of the service system module, on the inside of the case there are: power supply system blocks, data processing system blocks, orientation control system flywheels, radio communication blocks.

Это техническое решение модуля предусматривает использование двух аккумуляторных батарей с корпусами цилиндрической формы, размещенных, как и другие блоки бортовой служебной аппаратуры, на внутренней стороне одной из боковых панелей корпуса.This technical solution of the module provides for the use of two rechargeable batteries with cylindrical bodies housed, like other blocks of on-board service equipment, on the inside of one of the side panels of the body.

Внешние поверхности боковых панелей корпуса используются при этом как радиаторы-охладители блоков аппаратуры, установленных на внутренних сторонах боковых панелей корпуса. Кроме того, на одной из внешних панелей корпуса установлена антенна радиосвязи, выполненная в этом решение в виде параболической направленной антенны.The external surfaces of the side panels of the case are used in this case as radiators-coolers of the units of equipment installed on the inner sides of the side panels of the case. In addition, a radio antenna is installed on one of the external panels of the housing, which is made in this solution in the form of a parabolic directional antenna.

Кроме того, модуль служебных систем этого технического решения содержит монтажное кольцо, закрепленное на нижних концах продольных стоек корпуса. На этом кольце расположены средства крепления модуля служебных систем к переходной ферме последней ступени ракеты-носителя.In addition, the service system module of this technical solution contains a mounting ring fixed to the lower ends of the longitudinal struts of the housing. On this ring are located the means of fastening the service system module to the transitional truss of the last stage of the launch vehicle.

Топливный бак двигательной установки этого модуля служебных систем расположен вдоль продольной оси модуля внутри внутреннего продольного силового элемента и закреплен через переходник на монтажном кольце. На монтажном кольце расположены и четыре блока двигателей ориентации и стабилизации модуля.The fuel tank of the propulsion system of this service system module is located along the longitudinal axis of the module inside the internal longitudinal power element and is fixed through an adapter on the mounting ring. Four mounting blocks of orientation and stabilization engines are located on the mounting ring.

Недостатком рассмотренного решения модуля служебных систем является значительная его масса, что определяется наличием силового внутреннего продольного силового элемента, радиальных ребер и монтажного элемента. Размещение блоков бортовой служебной аппаратуры на периферии модуля служебных систем также увеличивает длину бортовой кабельной сети для соединения блоков бортовой служебной аппаратуры друг с другом, что также повышает массу модуля. Кроме того, использование этого решения в модуле служебных систем со значительными запасами топлива ведет к увеличению продольного габаритного размера модуля из-за необходимости размещения вдоль продольной оси дополнительных баков. Кроме того, площади боковых стенок корпуса, используемых в рассматриваемом решении в качестве радиаторов-охладителей, и их расположение не обеспечивают поддержание необходимого температурного режима блоков служебной аппаратуры в режимах длительной по времени ориентации модуля служебных систем с полезной нагрузкой на объект наблюдения. Кроме того, рассматриваемое техническое решение модуля не предусматривает средств защиты блоков бортовой служебной аппаратуры модуля от ударных нагрузок, возникающих при отделении модуля служебных систем с полезной нагрузкой от последней ступени ракеты-носителя.The disadvantage of the considered solution to the service system module is its significant mass, which is determined by the presence of a force internal longitudinal power element, radial ribs and an assembly element. The placement of on-board service equipment blocks on the periphery of the service system module also increases the length of the on-board cable network for connecting the on-board service equipment blocks to each other, which also increases the weight of the module. In addition, the use of this solution in the service system module with significant fuel reserves leads to an increase in the longitudinal overall dimension of the module due to the need to place additional tanks along the longitudinal axis. In addition, the area of the side walls of the case used as radiators-coolers in the considered solution, and their location do not ensure the maintenance of the necessary temperature conditions for the blocks of service equipment in the long-time orientation modes of the service system module with a payload on the object of observation. In addition, the technical solution of the module under consideration does not provide means for protecting the modules of the onboard service equipment of the module from shock loads that occur when the service systems module with payload is separated from the last stage of the launch vehicle.

Кроме того, в случае восприятия модулем служебных систем осевых и боковых сил от полезной нагрузки, расстояния от мест крепления которой с модулем служебных систем до продольной оси значительно больше или меньше, чем расстояния от верхних концов стоек корпуса до продольной оси, в плоскости верхних поперечных элементов корпуса возникают большие радиальные распорные усилия, которые могут привести к значительным остаточным деформациям и перемещениям продольных стоек.In addition, in the event that the service system module receives axial and lateral forces from the payload, the distance from the attachment points of which with the service system module to the longitudinal axis is much greater or less than the distance from the upper ends of the housing struts to the longitudinal axis, in the plane of the upper transverse elements hulls produce large radial spacer forces, which can lead to significant residual deformations and displacements of longitudinal struts.

Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является снижение массы конструкции модуля служебных систем в сочетании с обеспечением возможности восприятия значительных поперечных усилий от полезной нагрузки, возможности размещения на его борту 300…400 кг топлива и возможности выполнения модуля с высотой, меньшей 0,8 м.The technical problem solved by the claimed invention is to reduce the mass of the design of the service system module in combination with providing the possibility of perceiving significant lateral forces from the payload, the possibility of placing 300 ... 400 kg of fuel on its board and the possibility of executing the module with a height of less than 0.8 m

Известный модуль служебных систем содержит корпус, внутри которого размещены блоки бортовой служебной аппаратуры, аккумуляторную батарею, антенну радиосвязи, двигательную установку. Двигательная установка известного решения включает четыре блока двигателей ориентации и стабилизации. Корпус модуля служебных систем известного решения выполнен в виде прямой восьмигранной призмы, вдоль боковых ребер которой пропущены продольные стойки. Концы продольных стоек соединены поперечными силовыми элементами. Пролеты между продольными стойками перекрыты боковыми панелями, закрепленными на продольных стойках и поперечных силовых элементах. Верхние концы продольных стоек выполнены с обеспечением возможности крепления с полезной нагрузкой, а нижние - с последней ступенью ракеты-носителя.The known module of service systems contains a housing, inside of which are placed blocks of on-board service equipment, a battery, a radio antenna, and a propulsion system. The propulsion system of the known solution includes four blocks of orientation and stabilization engines. The housing of the service system module of the known solution is made in the form of a straight octagonal prism, along the side ribs of which longitudinal racks are missing. The ends of the longitudinal struts are connected by transverse force elements. The spans between the longitudinal struts are overlapped by side panels mounted on the longitudinal struts and transverse power elements. The upper ends of the longitudinal struts are made with the possibility of fastening with a payload, and the lower ones with the last stage of the launch vehicle.

В заявляемом модуле служебных систем новым является то, что продольные стойки выполнены с профилем в виде таврошвеллера с отогнутыми периферийными частями стенок и снабжены поперечными перемычками, причем боковые панели корпуса заявляемого решения закреплены на периферийных частях стенок продольных стоек. Нижнее основание корпуса перекрыто панелью основания, снабженной тепловыми трубами и закрепленной на кронштейнах, установленных в нижних частях продольных стоек. Блоки бортовой служебной аппаратуры модуля размещены на указанной панели основания корпуса.In the claimed module of service systems, the new one is that the longitudinal struts are made with a profile in the form of a t-channel with bent peripheral parts of the walls and equipped with transverse jumpers, and the side panels of the housing of the claimed solution are fixed on the peripheral parts of the walls of the longitudinal struts. The lower base of the housing is covered by a base panel provided with heat pipes and mounted on brackets installed in the lower parts of the longitudinal struts. Blocks of on-board service equipment of the module are located on the indicated panel of the housing base.

Кроме того, в соответствии с заявляемым решением верхнее основание перекрыто плоской фермой, составленной из штанги, раскосов и стяжек. Штанга и первые концы стяжек закреплены на верхних концах продольных стоек корпуса, расположенных симметрично относительно первой поперечной оси модуля. Первые концы раскосов соединены со штангой вблизи ее середины. Вторые концы раскосов и стяжек закреплены вблизи верхних концов продольных стоек корпуса, расположенных симметрично относительно второй поперечной оси модуля.In addition, in accordance with the claimed decision, the upper base is blocked by a flat truss composed of a rod, braces and couplers. The rod and the first ends of the couplers are fixed on the upper ends of the longitudinal struts of the housing, located symmetrically relative to the first transverse axis of the module. The first ends of the braces are connected to the bar near its middle. The second ends of the braces and couplers are fixed near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, located symmetrically relative to the second transverse axis of the module.

Кроме того, в заявляемом решении модуль служебных систем снабжен двумя пилонами, выполненными в виде усеченных пирамид, радиаторами-охладителями, выполненными в виде панелей, и двумя снабженными приводами панелями солнечных батарей. Двигательная установка заявляемого модуля снабжена двумя топливными баками и шаром-баллоном со сжатым газом. Аккумуляторная батарея выполнена в форме моноблока.In addition, in the claimed solution, the service system module is equipped with two pylons made in the form of truncated pyramids, radiator-coolers made in the form of panels, and two solar panels equipped with drives. The propulsion system of the inventive module is equipped with two fuel tanks and a balloon ball with compressed gas. The battery is made in the form of a monoblock.

В соответствием с заявляемым решением на первой паре противоположно расположенных боковых панелей корпуса установлены топливные баки, перед второй парой противоположно расположенных боковых панелей корпуса закреплены аккумуляторная батарея и антенна радиосвязи, на третьей паре противоположно расположенных боковых панелей корпуса своими большими основаниями закреплены пилоны, внутри одного из которых размещен шар-баллон со сжатым газом, а на четвертой паре противоположно расположенных панелей закреплены привода панелей солнечных батарей.In accordance with the claimed solution, fuel tanks are installed on the first pair of opposite side panels of the case, a battery and a radio antenna are fixed in front of the second pair of opposite side panels of the case, pylons are fixed on the third pair of opposite side panels of the case, inside one of which a balloon balloon with compressed gas is placed, and a solar panel drive is mounted on a fourth pair of oppositely arranged panels batteries.

При этом топливные баки, шар-баллон со сжатым газом и привода панелей солнечных батарей в заявляемом решении размещены с частичным заглублением внутрь корпуса. Упомянутые блоки двигателей ориентации и стабилизации размещены на топливных баках и на меньшем основании упомянутых пилонов. Упомянутые антенна радиосвязи и радиаторы-охладители расположены на удалении от боковых панелей и закреплены на стержнях, соединенных с корпусом модуля служебных систем.In this case, the fuel tanks, a balloon balloon with compressed gas and the drive of the solar panels in the claimed solution are placed with a partial deepening inside the case. Said blocks of orientation and stabilization engines are located on the fuel tanks and on the smaller base of said pylons. The aforementioned radio communication antenna and radiator-coolers are located at a distance from the side panels and are mounted on rods connected to the housing of the service system module.

Предложенная совокупность признаков заявляемого модуля, предусматривающего размещение блоков служебной аппаратуры на панели основания корпуса, выполнение радиаторов-охладителей в виде отдельных панелей, закрепленных на корпусе стержнями на удалении от его боковых панелей, и наличие плоской фермы на верхнем основании корпуса позволяют уменьшить массу модуля служебных систем.The proposed set of features of the claimed module, providing for the placement of service equipment blocks on the base of the housing, the implementation of radiator-coolers in the form of separate panels, mounted on the housing with rods at a distance from its side panels, and the presence of a flat truss on the upper base of the housing can reduce the weight of the utility system module .

В частности верхние и нижние узлы каркаса корпуса, сформированные соответственно верхними и нижними поперечными силовыми элементами и концами продольных стоек, и поперечные перемычки продольных стоек дают возможность создания в конструкции системы разнесенных в продольном и поперечном направлениях опорных элементов, удобных для восприятия силовым каркасом корпуса сосредоточенных нагрузок от агрегатов, расположенных вне корпуса модуля. Выполнение продольных стоек корпуса с профилем в виде таврошвеллера с поперечными перемычками, повышая критические сжимающие напряжения полок профиля и, тем самым повышая несущую способность стоек корпуса, также уменьшает массу модуля служебных систем.In particular, the upper and lower nodes of the housing frame, formed respectively by the upper and lower transverse force elements and the ends of the longitudinal struts, and the transverse jumpers of the longitudinal struts make it possible to create support elements in the system design that are spaced apart in the longitudinal and transverse directions, which are convenient for the body frame to accept concentrated loads from units located outside the module housing. The execution of the longitudinal struts of the housing with a profile in the form of a t-channel with transverse jumpers, increasing the critical compressive stress of the shelves of the profile and, thereby, increasing the bearing capacity of the struts of the housing, also reduces the weight of the service system module.

Введение в заявляемом решении в конструкцию модуля служебных систем плоской фермы в виде геометрически неизменяемой конструкции, размещенной на верхнем основании корпуса и составленной из штанги, раскосов и стяжек, концы которых соединены с верхними концами продольных стоек корпуса, существенно повышая жесткость и прочность верхнего контура корпуса модуля служебных систем, обеспечивает возможность восприятия значительных распорных усилий от осевых и боковых сил от полезной нагрузки. Это также уменьшает массу модуля служебных систем, так как элементы плоской фермы работают на растяжение-сжатие и исключают изгибную деформацию верхнего пояса поперечных силовых элементов корпуса модуля служебных систем.The introduction in the claimed solution to the design of the module of the service systems of a flat truss in the form of a geometrically unchanged structure located on the upper base of the housing and composed of rods, braces and couplers, the ends of which are connected to the upper ends of the longitudinal struts of the housing, significantly increasing the rigidity and strength of the upper contour of the module housing service systems, provides the ability to perceive significant spacer forces from axial and lateral forces from the payload. It also reduces the mass of the service system module, since the elements of the flat truss work in tension-compression and exclude the bending deformation of the upper belt of the transverse force elements of the housing of the service system module.

Крепление снабженной тепловыми трубами панели основания корпуса на кронштейнах, установленных в нижних частях продольных стоек, позволяет с минимальными затратами массы конструкции закрепить панель основания корпуса на силовом каркасе модуля. Размещение блоков бортовой служебной аппаратуры на панели основания в центре модуля при этом уменьшает массу бортовой кабельной сети модуля, дополнительно сокращая при этом время сборки и электрических испытаний комплекса бортовых систем.The fastening of the case base panel equipped with heat pipes on the brackets installed in the lower parts of the longitudinal struts allows fastening the case base panel to the module power frame with minimal weight of the structure. Placing the on-board service equipment blocks on the base panel in the center of the module reduces the mass of the on-board cable network of the module, further reducing the assembly and electrical tests of the on-board system complex.

Крепление боковых панелей корпуса на периферийных частях стоек и верхних и нижних поперечных силовых элементах позволяет с минимальными затратами массы конструкции воспринять распределенные нагрузки от агрегатов, закрепленных на боковых панелях корпуса: аккумуляторной батареи, шара-баллона со сжатым газом, приводов панелей солнечных батарей.The fastening of the side panels of the case on the peripheral parts of the racks and the upper and lower transverse power elements allows to absorb distributed loads from the units mounted on the side panels of the case with a minimum weight of the structure: a battery, a compressed gas balloon, drives of solar panels.

Крепление на первой паре противоположно расположенных боковых панелей корпуса топливных баков, а на третьей паре - пилонов позволяет не только обеспечить крепление этих элементов на корпусе с минимальными затратами массы конструкции, но и дополнительно повысить несущую способность корпуса за счет включения в восприятие нагрузок пилонов и топливных баков как силовых элементов корпуса.The fastening on the first pair of opposite side panels of the fuel tank housing, and on the third pair of pylons allows not only to secure these elements on the housing with minimal construction weight, but also to further increase the bearing capacity of the housing by including pylons and fuel tanks in the load perception as the power elements of the body.

Размещение топливных баков, шара-баллона и приводов панелей солнечных батарей с частичным заглублением их внутрь корпуса позволяет уменьшить поперечный размер модуля служебных систем до 3,65…3,75 м, обеспечивая возможность использования при запуске космических аппаратов разработанных головных обтекателей с внешним диаметром 4,1 м.The placement of fuel tanks, balloon balloon and drives of solar panels with a partial deepening into the housing allows to reduce the transverse size of the service systems module to 3.65 ... 3.75 m, providing the possibility of using developed head fairings with an outer diameter of 4 when launching spacecraft, 1m.

Приемлемое сочетание ограничения на высоту модуля и возможности размещение на борту модуля 300…400 кг топлива достигается при этом за счет использования в двигательной установке двух сферических топливных баков и креплением их на первой паре противоположно расположенных боковых панелей корпуса, что позволяет уменьшить диаметр каждого из баков и, как следствие, уменьшить высоту корпуса модуля служебных систем, обеспечив выполнение модуля с высотой, меньшей 800 мм. Достижению этого результата способствует и выполнение радиаторов-охладителей в виде панелей, закрепленных на стержнях изолированно от корпуса. Высота панелей радиаторов-охладителей в этом случае определяется только энерговыделением бортовой служебной аппаратуры и не связана с высотой модуля служебных систем.An acceptable combination of restrictions on the height of the module and the possibility of placing 300 ... 400 kg of fuel on board the module is achieved by using two spherical fuel tanks in the propulsion system and mounting them on the first pair of opposite side panels of the hull, which allows to reduce the diameter of each of the tanks and as a result, reduce the height of the housing module of the office systems, ensuring the execution of the module with a height of less than 800 mm The achievement of this result is also facilitated by the implementation of radiator-coolers in the form of panels mounted on rods isolated from the body. The height of the radiator-cooler panels in this case is determined only by the energy release of the onboard service equipment and is not related to the height of the service system module.

Кроме того, расположение топливных баков на противоположно расположенных панелях позволяет обеспечить стабильное относительно продольной оси модуля положение центра масс при выработке топлива из баков, что уменьшает затраты топлива на стабилизацию и ориентацию в пространстве.In addition, the location of the fuel tanks on oppositely arranged panels makes it possible to provide a center of mass position that is stable relative to the longitudinal axis of the module when generating fuel from the tanks, which reduces the cost of fuel for stabilization and orientation in space.

Расположение блоков двигателей ориентации и стабилизации на топливных баках и верхнем основании пилона на значительном удалении от центра масс космического аппарата и от продольной оси модуля, увеличивая управляющие моменты от двигателей, позволяет дополнительно снизить массу модуля за счет уменьшения расхода топлива.The location of the orientation and stabilization engine blocks on the fuel tanks and the upper pylon base at a considerable distance from the center of mass of the spacecraft and from the longitudinal axis of the module, increasing the control moments from the engines, can further reduce the weight of the module by reducing fuel consumption.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является снижение массы конструкции модуля на 4…6 процентов в сочетании с обеспечением возможности восприятия модулем служебных систем значительных поперечных усилий от полезной нагрузки, возможности размещения на его борту 300…400 кг топлива и возможности выполнения модуля с высотой, меньшей 0,8 м.The technical result achieved by the claimed invention is to reduce the weight of the module structure by 4 ... 6 percent, combined with the possibility that the service system module can absorb significant lateral forces from the payload, the ability to place 300 ... 400 kg of fuel on board and the module can be executed with a height less than 0.8 m.

Помимо указанного штанга, стяжки и вторые концы раскосов фермы верхнего основания корпуса могут быть соединены с продольными стойками корпуса шарнирно. Раскосы фермы верхнего основания корпуса также могут быть соединены со штангой шарнирно. Это, обеспечивая сборку фермы без ручной подгонки, сокращает время сборки модуля служебных систем.In addition to the specified rod, couplers and the second ends of the braces of the truss of the upper base of the housing can be connected to the longitudinal struts of the housing articulated. The braces of the truss of the upper base of the body can also be pivotally connected to the bar. This, ensuring farm assembly without manual adjustment, reduces the assembly time of the utility system module.

Кроме того, выполнение, по крайней мере, одной боковой панели корпуса с продольными ребрами и, по крайней мере, одним поперечным ребром, повышая несущую способность боковой панели по восприятию инерционных нагрузок, обеспечивает возможность крепления на устроенных таким образом боковых панелях массивных агрегатов модуля, например, снабженных приводами панелей солнечных батарей. Выполнение, по крайней мере, одной из боковых панелей корпуса с продольными зигами, повышая несущую способность боковой панели корпуса, дает возможность закрепить на такой боковой панели корпуса менее массивного агрегата модуля, например, моноблока аккумуляторной батареи.In addition, the implementation of at least one side panel of the housing with longitudinal ribs and at least one transverse rib, increasing the load-bearing capacity of the side panel in perceiving inertial loads, makes it possible to attach massive module assemblies to side panels arranged in this way, for example equipped with solar panel drives. The implementation of at least one of the side panels of the housing with longitudinal ridges, increasing the bearing capacity of the side panel of the housing, makes it possible to fix on such a side panel of the housing a less massive module assembly, for example, a monoblock battery.

При использовании модуля служебных систем в космических аппаратах панель солнечной батареи наиболее предпочтительно выполнить с возможностью раскладывания. При этом модуль служебных систем дополнительно может быть снабжен плоскими опорами, выполненными с возможностью крепления панелей солнечных батарей к корпусу в сложенном положении. Каждая из опор при этом может быть закреплена на ферме, составленной из трех раскосов, два из которых закреплены вблизи верхних концов продольных стоек корпуса, а третий - на поперечной перемычке одной из продольных стоек корпуса. Такое решение позволяет разместить в транспортном положении под головным обтекателем у корпуса модуля служебных систем две панели солнечных батарей площадью от 8,5 до 11 кв. м каждая. Два первых стержня каждой из указанных ферм при этом могут быть закреплены вблизи верхних концов продольных стоек корпуса, а третий - на поперечной перемычке одной из продольных стоек корпуса, что позволяет оптимальным образом передать на силовой каркас корпуса инерционные нагрузки от солнечной батареи и за счет этого дополнительно снизить массу конструкции модуля.When using the service system module in spacecraft, the solar panel is most preferably folded out. In this case, the service system module can additionally be equipped with flat supports made with the possibility of fastening the solar panels to the housing in the folded position. In this case, each of the supports can be fixed on a truss composed of three braces, two of which are fixed near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, and the third on the transverse bridge of one of the longitudinal struts of the housing. This solution allows you to place in the transport position under the head fairing at the housing of the service system module two solar panels with an area of 8.5 to 11 square meters. m each. In this case, the first two rods of each of these trusses can be fixed near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, and the third on the transverse bridge of one of the longitudinal struts of the housing, which optimally transfers inertial loads from the solar battery to the power frame of the housing and, therefore, additionally reduce the weight of the module design.

Антенна радиосвязи в соответствии с заявляемым решением может быть выполнена в виде открытого конца волновода и закреплена на трех стержнях, один из которых соединен с корпусом модуля вблизи верхнего конца одной из продольных стоек, а два других - вблизи нижних концов продольных стоек.The radio communication antenna in accordance with the claimed solution can be made in the form of the open end of the waveguide and mounted on three rods, one of which is connected to the module housing near the upper end of one of the longitudinal struts, and the other two are near the lower ends of the longitudinal struts.

Помимо прочего, один из радиаторов-охладителей модуля служебных систем может быть выполнен в виде удлиненной в поперечном направлении формы с поперечным размером, превышающем ширину боковой панели корпуса в 5…6 раз, установлен перед аккумуляторной батареей и закреплен на трех продольных планках. Верхние концы продольных планок могут быть стержнями закреплены вблизи верхних концов продольных стоек корпуса, а нижние концы двух из них стержнями могут быть закреплены на перемычках продольных стоек корпуса.Among other things, one of the radiators-coolers of the service system module can be made in the form of a transverse elongated shape with a transverse dimension that is 5 ... 6 times greater than the width of the side panel of the housing, installed in front of the battery and mounted on three longitudinal bars. The upper ends of the longitudinal strips can be fixed with rods near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, and the lower ends of two of them with rods can be fixed on the jumpers of the longitudinal racks of the housing.

Кроме того, по крайней мере, один из радиаторов-охладителей модуля служебных систем может быть выполнен в виде удлиненной в продольном направлении формы и закреплен между боковой панелью корпуса и панелью солнечной батареи на четырех опорных площадках, соединенных стержнями с корпусом. При этом в соответствии с заявляемым решением стержни крепления опорной площадки радиатора-охладителя могут быть соединены с различными элементами корпуса модуля, разнесенными в пространстве по высоте и положению в поперечных плоскостях: с верхним концом продольной стойки корпуса; с перемычкой продольной стойки корпуса; с верхним поперечным силовым элементом; с раскосом фермы крепления панели солнечной батареи в сложенном положении к корпусу.In addition, at least one of the radiators-coolers of the service system module can be made in the form of a longitudinally elongated shape and is fixed between the side panel of the housing and the solar panel on four supporting platforms connected by rods to the housing. Moreover, in accordance with the claimed solution, the mounting rods of the supporting pad of the radiator-cooler can be connected to various elements of the module casing, spaced in space in height and position in transverse planes: with the upper end of the longitudinal strut of the casing; with a jumper of a longitudinal rack of the case; with upper transverse force element; with the diagonal of the truss for fastening the solar panel in the folded position to the body.

Сочетание расположения одного из радиаторов-охладителей модуля служебных систем в виде удлиненной в поперечном направлении формы перед аккумуляторной батареей и, по крайней мере, одного из радиаторов-охладителей в виде удлиненной в продольном направлении формы между боковой панелью корпуса и панелью солнечной батареи дает возможность разместить на модуле радиаторы-охладители значительной площади, что при ориентации боковой панели корпуса с антенной радиосвязи в сторону Солнца обеспечивает проведение длительных по времени режимов ориентации полезной нагрузки на объект наблюдения.The combination of the location of one of the radiators-coolers of the service system module in the form of a transverse elongated shape in front of the battery and at least one of the radiators-coolers in the form of a longitudinally elongated form between the side panel of the housing and the solar panel makes it possible to place module radiators-coolers of a considerable area, which, when the side panel of the housing with the radio communication antenna is oriented towards the Sun, provides long-term modes of orientation of the payload to the object of observation.

Кроме того, модуль служебных систем может быть снабжен теплоизолирующей шторкой, выполненной из мата экранно-вукуумной теплоизоляции и установленной под панелью основания корпуса. При этом теплоизолирующая шторка закреплена на каркасе, закрепленном на нижних поперечных силовых элементах корпуса вблизи их середин и выполненном с обеспечением возможности отворота теплоизолирующей шторки в полете на угол 20…40 градусов относительно панели основания корпуса. Теплоизолирующая шторка, экранируя панель основания корпуса от засветок ее Солнцем, уменьшает тепловые нагрузки на радиаторы-охладители и, тем самым, уменьшает площадь радиаторов-охладителей.In addition, the service system module can be equipped with a heat-insulating shutter made of a mat of screen-vacuum thermal insulation and installed under the panel of the housing base. In this case, the heat-insulating shutter is fixed to the frame, mounted on the lower transverse power elements of the body near their midpoints and made possible to turn the heat-insulating shutter in flight at an angle of 20 ... 40 degrees relative to the panel of the base of the body. The heat-insulating shutter, shielding the panel of the base of the case from sun exposure, reduces the heat load on the radiator-coolers and, thus, reduces the area of the radiator-coolers.

В заявляемом решении панель основания корпуса наиболее предпочтительно установить с зазором относительно боковых панелей корпуса, а между кронштейнами продольных стоек и панелью основания поместить амортизаторы, что, снижая минимум на порядок ударные нагрузки на блоки бортовой служебной аппаратуры от устройств разделения модуля от последней ступени ракеты-носителя, качественно улучшают условия для ее функционирования.In the claimed solution, the hull base panel is most preferably installed with a gap relative to the hull side panels, and shock absorbers are placed between the brackets of the longitudinal struts and the base panel, which, by at least an order of magnitude, reduces the shock loads on the onboard service equipment blocks from the separation devices of the module from the last stage of the launch vehicle , qualitatively improve the conditions for its functioning.

Кроме того, модуль служебных систем может быть снабжен, по крайней мере, одной платой с разъемами, выполненной с обеспечением возможности электрической связи с аппаратурой модуля полезной нагрузки. При этом плату с разъемами наиболее предпочтительно закрепить на раскосах плоских опор крепления панелей солнечных батарей в сложенном положении к корпусу. Наличие в конструкции модуля платы с разъемами для обеспечения электрической связи полезной нагрузки с блоками бортовой служебной аппаратуры уменьшает сроки сборки космического аппарата, а использование раскосов опор крепления солнечных батарей в сложенном положении к корпусу для крепления платы уменьшает массу конструкции модуля.In addition, the service system module can be equipped with at least one board with connectors, made with the possibility of electrical communication with the equipment of the payload module. At the same time, it is most preferable to fix the board with the connectors on the braces of the flat supports for fastening the solar panels in the folded position to the housing. The presence in the design of the module of the board with connectors for providing electrical communication of the payload with the blocks of the onboard service equipment reduces the assembly time of the spacecraft, and the use of braces of the mounts of the solar panels in the folded position to the housing for mounting the board reduces the weight of the design of the module.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими материалами:The invention is illustrated by the following materials:

фиг. 1 - общий вид модуля служебных систем в аксонометрии,FIG. 1 is a General view of the module of service systems in a perspective view,

фиг. 2 - модуль служебных систем, вид в плане (вид А с фиг. 1),FIG. 2 - service system module, plan view (view A from FIG. 1),

фиг. 3 - модуль служебных систем, вид снизу (вид Б с фиг. 1),FIG. 3 - module service systems, bottom view (view B from Fig. 1),

фиг. 4 - корпус модуля служебных систем в аксонометрии (панели солнечных батарей и радиаторы-охладители условно не показаны),FIG. 4 - module housing service systems in a perspective view (solar panels and radiators, coolers are conventionally not shown),

фиг. 5 - модуль служебных систем, вид сбоку (панели солнечных батарей условно не показаны, вид Ж с фиг. 2),FIG. 5 - module of service systems, side view (solar panels conventionally not shown, view G from Fig. 2),

фиг. 6 - модуль служебных систем, вид сбоку (панели солнечных батарей условно не показаны, вид Д с фиг. 2),FIG. 6 - module service systems, side view (solar panels conventionally not shown, view D from Fig. 2),

фиг. 7 - модуль служебных систем, вид сбоку (панели солнечных батарей условно не показаны, вид Ε с фиг. 2),FIG. 7 - module of service systems, side view (solar panels are conventionally not shown, view Ε from Fig. 2),

фиг. 8 - модуль служебных систем, вид сбоку (панели солнечных батарей и панели радиаторов-охладителей, установленных перед аккумуляторной батареей, условно не показаны, вид Ε с фиг. 2),FIG. 8 - module of service systems, side view (solar panels and panels of radiators-coolers installed in front of the battery, not shown conditionally, view Ε from Fig. 2),

фиг. 9 - узел крепления антенны радиосвязи к корпусу модуля и пилон в аксонометрии (панели радиаторов-охладителей условно не показаны),FIG. 9 - mount the radio antenna to the module housing and the pylon in a perspective view (panels of radiator-coolers are not conventionally shown),

фиг. 10 - узлы крепления радиаторов-охладителей и элементы узла крепления панелей солнечных батарей в сложенном положении к корпусу в аксонометрии,FIG. 10 - attachment points of radiator-coolers and elements of the attachment point of the solar panel panels in the folded position to the housing in a perspective view,

фиг. 11 - увеличенный вид на узел крепления радиатора-охладителя удлиненной в продольном направлении формы и узла крепления панели солнечной батареи в сложенном виде к корпусу в аксонометрии (вид Л с фиг. 10),FIG. 11 is an enlarged view of the attachment point of the radiator-cooler in the longitudinal direction of the form and the attachment point of the solar panel panel when folded to the housing in a perspective view (view L of FIG. 10),

фиг. 12 - узел крепления панели основания корпуса к продольной стойке в аксонометрии,FIG. 12 - node mounting the panel of the base of the housing to a longitudinal rack in a perspective view,

фиг. 13 - узел крепления топливного бака к корпусу в аксонометрии,FIG. 13 - node mounting the fuel tank to the housing in a perspective view,

фиг. 14 - силовой каркас корпуса модуля служебных систем в аксонометрии,FIG. 14 - power frame of the housing module service systems in a perspective view,

фиг. 15 - узлы крепления раскосов фермы верхнего основания корпуса в аксонометрии (вид снизу),FIG. 15 - attachment points of the braces of the truss of the upper base of the housing in a perspective view (bottom view),

фиг. 16 - поперечное сечение продольной стойки корпуса (сечение В-В с фиг. 14),FIG. 16 is a cross section of a longitudinal rack of the housing (section BB in FIG. 14),

фиг. 17 - продольное сечение стойки корпуса (кронштейны крепления панели основания и кронштейны крепления раскосов фермы к стойке условно не показаны, сечение Г-Г с фиг. 14),FIG. 17 is a longitudinal section of the rack of the casing (the brackets for fastening the base panel and the brackets for attaching the braces of the truss to the rack are not conventionally shown, section G-G with Fig. 14),

фиг. 18 - модуль служебных систем, вид на нижнее основание модуля в аксонометрии (теплоизолирующая шторка отвернута от панели основания корпуса, радиаторы-охладители условно не показаны),FIG. 18 - module of service systems, view of the lower base of the module in a perspective view (heat-insulating shutter is turned away from the panel of the base of the housing, radiator-coolers are conventionally not shown),

фиг. 19 - модуль служебных систем, панель солнечной батареи сложена (фрагмент вида Ε с фиг. 2, панели радиаторов-охладителей условно не показаны),FIG. 19 - service system module, the solar panel is folded (a fragment of the form Ε from Fig. 2, panels of radiator-coolers are conventionally not shown),

фиг. 20 - плата с разъемами, фрагмент вида сверху,FIG. 20 - board with connectors, a fragment of a top view,

фиг. 21 - вид на плату с разъемами в аксонометрии, вид снизу.FIG. 21 is a view of a board with connectors in a perspective view, bottom view.

Без ограничения общности при последующем изложении условимся термины «выше», «ниже», «сверху», «снизу», «верхний конец», «нижний конец», «верхняя сторона», «нижняя сторона» трактовать в соответствии с расположением элементов относительно положительного направления продольной оси 40 модуля (ось X, фиг. 5). Терминами «внешний», «наружный», «внутренний» условимся обозначать элементы, расположенные в поперечной плоскости, дальше или ближе от продольной оси в радиальном направлении.Without loss of generality, in the following presentation, we will agree on the terms “above”, “below”, “above”, “bottom”, “upper end”, “lower end”, “upper side”, “lower side” in accordance with the arrangement of elements relative to the positive direction of the longitudinal axis 40 of the module (X axis, Fig. 5). By the terms “external”, “external”, “internal” we will agree to designate elements located in the transverse plane, farther or closer from the longitudinal axis in the radial direction.

Приводимый в этом разделе пример осуществления изобретения касается выполнения модуля с полезной нагрузкой, ориентированной для решения задачи астрофизических исследований с использованием телескопов рентгеновского диапазона спектра с борта космического аппарата, находящегося в окрестности точки либрации L₂ системы Солнце-Земля, и предназначен для иллюстрации изобретения и не должен быть истолкован как ограничение.The example embodiment given in this section relates to the implementation of a module with a payload oriented to solve the problem of astrophysical research using telescopes of the X-ray range of the spectrum from the spacecraft located in the vicinity of the libration point L ₂ of the Sun-Earth system, and is intended to illustrate the invention and is not should be construed as limiting.

Указанная полезная нагрузка астрофизического назначения может включать два рентгеновских телескопа массой 300…400 и 700…900 кг, размещенных рядом друг с другом, к точности взаимного положения оптических осей которых предъявляются высокие требования. Каждый из телескопов снабжен тремя местами крепления с модулем служебных систем, причем расстояние от одного из мест крепления каждого из телескопов до продольной оси модуля в поперечной плоскости больше, а расстояние от двух других мест крепления каждого из телескопов меньше, чем расстояние от продольной оси до продольных стоек модуля. Могут быть приведены и другие примеры полезных нагрузок космических аппаратов, особенности расположения мест крепления которых к модулю служебных систем приводит к значительным радиальным нагрузкам на корпус модуля служебных систем, которые характеризуются большими радиальными нагрузками на верхний пояс поперечных силовых элементов корпуса.The specified payload for astrophysical purposes can include two X-ray telescopes weighing 300 ... 400 and 700 ... 900 kg, placed next to each other, high demands are placed on the accuracy of the relative positions of the optical axes. Each telescope is equipped with three attachment points with a service system module, the distance from one of the attachment points of each telescope to the longitudinal axis of the module in the transverse plane is greater, and the distance from the other two attachment points of each telescope is less than the distance from the longitudinal axis to the longitudinal module racks. Other examples of spacecraft payloads can be given, the particular location of the attachment points of which to the service system module leads to significant radial loads on the service system module case, which are characterized by large radial loads on the upper belt of the transverse power elements of the case.

Заявляемый модуль служебных систем устроен следующим образом.The inventive module of service systems is arranged as follows.

Модуль служебных систем (см. фиг. 1-3), как и ближайший аналог, содержит корпус, размещенные внутри корпуса блоки 1 бортовой служебной аппаратуры, аккумуляторную батарею 2, антенну радиосвязи 12, двигательную установку, включающую четыре блока 4 двигателей ориентации и стабилизации, средства крепления модуля с полезной нагрузкой и средства крепления модуля с последней ступенью ракеты-носителя.The service system module (see Fig. 1-3), as well as the closest analogue, contains a case, blocks 1 of the onboard service equipment, a battery 2, a radio antenna 12, a propulsion system including four blocks 4 of orientation and stabilization engines, located inside the case means for securing the module with a payload; and means for securing the module with the last stage of the launch vehicle.

В соответствии с заявляемым решением двигательная установка модуля служебных систем снабжена двумя сферическими топливными баками 3 и шаром-баллоном 11 со сжатым газом (см. фиг. 1-4). Кроме того, модуль служебных систем в соответствии с заявляемым решением дополнительно содержит два пилона 5, радиаторы-охладители 6, 9 и установленные на приводах 7 с возможностью поворота две панели 8 солнечных батарей.In accordance with the claimed solution, the propulsion system of the service system module is equipped with two spherical fuel tanks 3 and a ball-balloon 11 with compressed gas (see Fig. 1-4). In addition, the service system module in accordance with the claimed solution additionally contains two pylons 5, radiator-coolers 6, 9 and two solar panels 8 that can be rotated mounted on drives 7.

Корпус (см. фиг. 1, 4, 14) модуля служебных систем составлен из продольных стоек 16 и поперечных силовых элементов: верхних поперечных силовых элементов 17, составляющих верхний пояс силового каркаса корпуса, и нижних - 18, составляющих нижний пояс силового каркаса корпуса. Пространственно корпус модуля служебных систем выполнен в виде прямой восьмигранной призмы, вдоль боковых ребер которой пропущены продольные стойки 16, а вдоль сторон оснований которой пропущены верхние 17 и нижние 18 поперечные силовые элементы.The housing (see Figs. 1, 4, 14) of the service system module is composed of longitudinal struts 16 and transverse power elements: the upper transverse power elements 17 that make up the upper belt of the power frame of the body, and the lower 18, which make up the lower belt of the power frame of the body. Spatially, the housing of the service system module is made in the form of a straight octagonal prism, along the lateral ribs of which longitudinal posts 16 are skipped, and along the sides of the bases of which the upper 17 and lower 18 transverse power elements are skipped.

В соответствии с заявляемым решением продольные стойки 16 корпуса выполнены с профилем в виде таврошвеллера (см. фиг. 16): профиль продольных стоек составлен из стенки, содержащей центральную 37 и периферийные 38 части, и пояса 39. Периферийные 38 части стенки профиля каждой из продольных стоек расположены под тупым углом к центральной части стенки профиля. Кроме того, каждая из продольных стоек 16 корпуса снабжена поперечной перемычкой 19 (см. фиг. 17), соединенной с поясами профиля стойки и вдоль вертикали размещенной вблизи половины высоты стойки.In accordance with the claimed solution, the longitudinal struts 16 of the housing are made with a profile in the form of a t-channel (see Fig. 16): the profile of the longitudinal struts is composed of a wall containing a central 37 and peripheral 38 parts, and a belt 39. The peripheral 38 parts of the wall profile of each longitudinal racks are located at an obtuse angle to the central part of the profile wall. In addition, each of the longitudinal struts 16 of the casing is equipped with a transverse jumper 19 (see Fig. 17) connected to the belt profiles of the rack and vertically placed near half the height of the rack.

Как и в ближайшем аналоге, на верхних концах продольных стоек корпуса размещены места 20 крепления модуля служебных систем к полезной нагрузке. На нижних концах продольных стоек корпуса в соответствии с заявляемым решением размещены места 21 крепления модуля служебных систем к переходному отсеку последней ступени ракеты-носителя (см. фиг. 17).As in the closest analogue, at the upper ends of the longitudinal racks of the hull there are places 20 for attaching the service system module to the payload. At the lower ends of the longitudinal struts of the hull, in accordance with the claimed solution, there are placed 21 fastenings of the service systems module to the transition compartment of the last stage of the launch vehicle (see Fig. 17).

Поперечные силовые элементы 17, 18 в соответствии с заявляемым решением наиболее предпочтительно могут быть выполнены с профилем в форме уголка.The transverse power elements 17, 18 in accordance with the claimed solution, most preferably can be made with a profile in the form of a corner.

Пролеты между продольными стойками 16 корпуса перекрыты, как и в ближайшем аналоге, боковыми панелями 23-27, 35. Боковые панели 23-27, 35 закреплены на поперечных силовых элементах 17, 18 и на отогнутых периферийных 38 частях стенок профилей продольных стоек 16.Spans between the longitudinal struts 16 of the body are blocked, as in the closest analogue, by the side panels 23-27, 35. The side panels 23-27, 35 are mounted on the transverse power elements 17, 18 and on the bent peripheral 38 parts of the walls of the profiles of the longitudinal struts 16.

В отличие от ближайшего аналога, нижнее основание корпуса перекрыто панелью 28 основания, которая закреплена на кронштейнах 22, размещенных в нижних частях продольных стоек 16 (см. фиг. 3, 12).). Панель 28 основания выполнена в виде снабженной тепловыми трубами трехслойной сотопанели. В отличие от ближайшего аналога блоки 1 бортовой служебной аппаратуры размещены внутри корпуса на панели 28 основания корпуса (см. фиг 1, 2, 4).Unlike the closest analogue, the lower base of the casing is blocked by a panel 28 of the base, which is mounted on brackets 22 located in the lower parts of the longitudinal struts 16 (see Fig. 3, 12).). The base panel 28 is made in the form of a three-layer honeycomb panel provided with heat pipes. Unlike the closest analogue, blocks 1 of the onboard service equipment are located inside the housing on the panel 28 of the housing base (see Figs. 1, 2, 4).

Указанную панель 28 основания корпуса наиболее предпочтительно расположить с зазором δ (см. фиг. 3) относительно боковых панелей 23-27, 35 корпуса. В соответствии с заявляемым решением места крепления панели 28 основания к продольным стойкам 16 могут быть снабжены амортизаторами 36 - устройствами защиты блоков бортовой служебной аппаратуры 1 модуля служебных систем от ударных нагрузок при отделении модуля служебных систем с космическим аппаратом от последней ступени ракеты носителя.The specified panel 28 of the base of the housing is most preferably positioned with a gap δ (see FIG. 3) relative to the side panels 23-27, 35 of the housing. In accordance with the claimed decision, the mounting points of the base panel 28 to the longitudinal struts 16 can be equipped with shock absorbers 36 - protection devices for the onboard service equipment blocks 1 of the service systems module from shock loads when the service systems module with the spacecraft is separated from the last stage of the carrier rocket.

Амортизаторы 36 размещены между кронштейнами 22 продольных стоек и панелью 28 основания, как показано на фиг. 12. Амортизаторы могут быть устроены, например, в соответствии с авторским свидетельством СССР 1737184, патентами РФ №2411404, 2499924.Shock absorbers 36 are placed between the brackets 22 of the longitudinal struts and the base panel 28, as shown in FIG. 12. Shock absorbers can be arranged, for example, in accordance with the USSR copyright certificate 1737184, RF patents No. 2411404, 2499924.

В соответствии с заявляемым решением верхнее основание перекрыто плоской фермой (см. фиг. 1, 2, 4, 14), составленной из штанги 65, раскосов 66 и стяжек 67. Штанга 65 и первые концы стяжек 67 закреплены на верхних концах продольных стоек корпуса, расположенных симметрично относительно первой поперечной оси 43 модуля. Первые концы раскосов 66 соединены со штангой 65 вблизи ее середины в опорном узле 69. Вторые концы раскосов 66 и вторые концы стяжек 67 закреплены вблизи верхних концов продольных стоек корпуса, расположенных симметрично относительно второй поперечной оси 44 модуля. Такая конструкция, обеспечивая геометрическую неизменяемость фермы, существенно повышает жесткость верхнего пояса поперечных силовых элементов модуля корпуса, так как исключает его изгибную деформацию от действия радиальных распорных сил. При этом штанга, стяжки и вторые концы раскосов фермы верхнего основания корпуса наиболее предпочтительно соединить продольными стойками 16 корпуса шарнирно. Также шарнирно целесообразно соединить раскосы фермы со штангой.In accordance with the claimed solution, the upper base is covered by a flat truss (see Fig. 1, 2, 4, 14) composed of a rod 65, braces 66 and couplers 67. The rod 65 and the first ends of the couplers 67 are fixed to the upper ends of the longitudinal struts of the housing, located symmetrically with respect to the first transverse axis 43 of the module. The first ends of the braces 66 are connected to the rod 65 near its middle in the support unit 69. The second ends of the braces 66 and the second ends of the couplers 67 are fixed near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, located symmetrically relative to the second transverse axis 44 of the module. This design, providing a geometric immutability of the truss, significantly increases the rigidity of the upper belt of the transverse power elements of the housing module, since it excludes its bending deformation from the action of radial spacer forces. In this case, the rod, couplers and the second ends of the braces of the truss of the upper base of the housing are most preferably connected by longitudinal struts 16 of the housing articulated. It is also pivotally advisable to connect the braces of the farm to the bar.

Крепление штанги 65, стяжек 67 и вторые концы раскосов 66 на продольных стойках 16 корпуса наиболее предпочтительно выполнить с использованием кронштейнов 68, размещенных на центральных частях 37 профилей продольных стоек 16 (см. фиг. 15).The fastening of the rod 65, couplers 67 and the second ends of the braces 66 on the longitudinal struts 16 of the housing is most preferably done using brackets 68 located on the central parts 37 of the profiles of the longitudinal struts 16 (see Fig. 15).

Упомянутые выше пилоны 5 (см. фиг. 1-4, 6, 8, 9) выполнены в виде усеченных пирамид с основанием в форме прямоугольника. Каркас пилона может быть выполнен из уголкового профиля, а боковые стороны частично зашиты листовым материалом из сплава на основе алюминия.The pylons 5 mentioned above (see Figs. 1-4, 6, 8, 9) are made in the form of truncated pyramids with a base in the shape of a rectangle. The pylon frame can be made of a corner profile, and the sides are partially sewn up with aluminum-based alloy sheet material.

Упомянутые радиаторы-охладители 6, 9 могут быть выполнены из снабженных тепловыми трубами панелей. Радиаторы-охладители 6, 9 с использованием известных конструктивных элементов, например, контурных тепловых труб, термически соединены с панелью 28 основания корпуса и аккумуляторной батареей 2 и выполнены с возможностью отвода тепла от блоков 1 бортовой служебной аппаратуры, размещенной внутри корпуса на панели 28 основания, и от аккумуляторной батареи 2, расположенной снаружи корпуса. Радиаторы-охладители 6, 9 расположены параллельно боковым панелям 24, 25 корпуса на удалении от панелей и закреплены на стержнях, соединенных с корпусом.Mentioned radiators-coolers 6, 9 can be made of panels provided with heat pipes. Radiators-coolers 6, 9 using well-known structural elements, for example, contour heat pipes, are thermally connected to the panel 28 of the base of the housing and the battery 2 and are configured to remove heat from the blocks 1 of the onboard service equipment located inside the housing on the panel 28 of the base, and from the battery 2 located outside the housing. Radiators-coolers 6, 9 are located parallel to the side panels 24, 25 of the housing at a distance from the panels and are mounted on rods connected to the housing.

Упомянутые панели 8 солнечных батарей снабжены приводами 7, закрепленными на корпусе модуля служебных систем и выполненными с возможностью поворота панели 8 солнечной батареи. Приводы панелей солнечных батарей могут быть выполнены в соответствии с патентом РФ 2466069 или патентом США 4076191. Корпус привода 7 панели солнечной батареи наиболее предпочтительно выполнить в виде цилиндрообразной формы.Said solar panel 8 is provided with actuators 7 mounted on the housing of the service system module and configured to rotate solar panel 8. The solar panel drives can be made in accordance with RF patent 2466069 or US patent 4076191. The drive housing 7 of the solar panel panel is most preferably made in the form of a cylindrical shape.

В соответствии с заявляемым решением аккумуляторная батарея 2 выполнена в виде моноблока.In accordance with the claimed solution, the battery 2 is made in the form of a monoblock.

В соответствии с заявляемым решением на первой паре противоположно расположенных относительно продольной оси 40 модуля боковых панелей 23 корпуса установлены топливные баки 3, как показано на фиг. 1-4. Топливные баки 3 установлены на корпусе с использованием кронштейнов 29, соединенных с боковыми панелями 23 корпуса (см. фиг. 13).In accordance with the claimed solution, fuel tanks 3 are installed on the first pair of side panels 23 of the housing opposite to the longitudinal axis 40 of the module, as shown in FIG. 1-4. Fuel tanks 3 are mounted on the housing using brackets 29 connected to the side panels 23 of the housing (see FIG. 13).

Перед второй парой 25, 26 противоположно расположенных относительно продольной оси 40 модуля боковых панелей корпуса закреплены аккумуляторная батарея 2 и антенна радиосвязи 12.In front of the second pair 25, 26 of the side panels of the housing opposite to the longitudinal axis 40 of the module, a storage battery 2 and a radio antenna 12 are fixed.

На третьей паре противоположно расположенных относительно продольной оси 40 модуля боковых панелей корпуса 27, 35 своими большими основаниями закреплены пилоны 5. Внутри одного из пилонов 5 размещен шар-баллон 11 со сжатым газом. Как показано на фиг. 9, шар-баллон 11 со сжатым газом закреплен на боковой панели корпуса 27 с использованием стяжных лент.On the third pair of side panels of the housing 27, 35 opposite to the longitudinal axis 40 of the module, pylons 5 are fixed with their large bases. Inside one of the pylons 5 there is a balloon balloon 11 with compressed gas. As shown in FIG. 9, the balloon gas cylinder 11 is fixed to the side panel of the housing 27 using tie straps.

На четвертой паре противоположно расположенных относительно продольной оси 40 модуля боковых панелей 24 корпуса закреплены привода 7 панелей 8 солнечных батарей.On the fourth pair of the side panels 24 of the housing opposite to the longitudinal axis 40 of the module, the drives of 7 solar panels 8 are fixed.

В соответствии с заявляемым решением топливные баки 3, шар-баллон 11 со сжатым газом и привода 7 панелей 8 солнечных батарей размещены на модуле служебных систем с частичным заглублением внутрь корпуса, как показано на фиг. 2. При этом в панелях 23, 24, 27 выполнены вырезы.In accordance with the claimed solution, the fuel tanks 3, the balloon gas cylinder 11 and the drive 7 of the solar panels 8 are placed on the service system module with a partial deepening into the housing, as shown in FIG. 2. At the same time, cutouts are made in the panels 23, 24, 27.

С внешней стороны корпуса приводов 7 панелей 8 солнечных батарей закреплены на наружной стороне боковых панелей 24 разъемными соединениями.On the outside of the drive enclosure, 7 panels 8 of solar panels are fixed on the outside of the side panels with 24 detachable joints.

Боковые панели 24 корпуса, на которых закреплены агрегаты значительных масс, например, привода 7 с панелями солнечных батарей, целесообразно снабдить продольными ребрами, протянутыми от нижнего силового поперечного элемента 18 к верхнему 17, и, по крайней мере, одним поперечным ребром, протянутым вдоль боковых панелей 24 от одной продольной стойки 16 до другой (см. фиг. 4). Как и поперечные перемычки 19 продольных стоек, поперечные ребра боковых панелей 24 корпуса наиболее предпочтительно расположить вдоль вертикали на высоте, близкой половине высоты стоек.It is advisable to provide the side panels 24 of the housing, on which the aggregates of considerable masses, for example, the actuator 7 with solar panels, are fixed, with longitudinal ribs extending from the lower power transverse element 18 to the upper 17, and at least one transverse rib extending along the side panels 24 from one longitudinal rack 16 to another (see Fig. 4). Like the transverse bridges 19 of the longitudinal struts, the transverse ribs of the side panels 24 of the housing are most preferably arranged along a vertical at a height close to half the height of the struts.

При установке на корпусе перед боковыми панелями агрегатов меньших масс, например, аккумуляторной батареи 2 или антенны радиосвязи 12 боковые панели 25, 26 корпуса могут быть выполнены с продольными зигами (см. фиг. 1, 6, 9): боковые панели корпуса выполняются на большей части площади гофрированными, что повышает несущие характеристики боковых панелей.When installing on the case in front of the side panels of units of smaller masses, for example, a battery 2 or a radio antenna 12, the side panels 25, 26 of the case can be made with longitudinal ridges (see Fig. 1, 6, 9): the side panels of the case are made on a larger parts of the area are corrugated, which increases the bearing characteristics of the side panels.

В соответствии с заявляемым решением упомянутые блоки 4 двигателей ориентации и стабилизации размещены на топливных баках 3 и на меньших основаниях упомянутых пилонов 5.In accordance with the claimed decision, said blocks 4 of orientation and stabilization engines are placed on fuel tanks 3 and on smaller bases of said pylons 5.

При использовании модуля в составе значительного по массе и по энергопотреблению космического аппарата панели 8 солнечных батарей целесообразно выполнить из нескольких секций с возможностью раскладывания после отделения модуля служебных систем с полезной нагрузкой от последней ступени ракеты-носителя. Для обеспечения крепления каждой из панелей солнечных батарей значительной площади в сложенном положении под головным обтекателем ракеты-носителя при выведении космического аппарата на ОИСЗ модуль служебных систем целесообразно дополнительно снабдить плоскими опорами 32, выполненными с возможностью крепления панелей солнечных батарей к корпусу в сложенном положении (элементы крепления панелей солнечных батарей к опорам на чертежах условно не показаны). Каждая из опор 32 может быть закреплена на ферме, составленной из трех раскосов. Два первых раскоса 33 закреплены вблизи верхних концов продольных стоек 16 корпуса, а третий 34 - на поперечной перемычке 19 одной из продольных стоек 16 корпуса (см. фиг. 9, 10, 11).When using the module as part of a spacecraft of considerable mass and power consumption, it is advisable to make 8 solar panels from several sections with the possibility of folding after separation of the service systems module with a payload from the last stage of the launch vehicle. To ensure the fastening of each of the solar panels of a significant area in the folded position under the head fairing of the launch vehicle during the launch of the spacecraft to the satellite, it is advisable to additionally provide the service systems module with flat supports 32 made with the possibility of fastening the solar panels to the body in the folded position (fastening elements solar panels to supports in the drawings are conventionally not shown). Each of the supports 32 can be mounted on a truss composed of three braces. The first two braces 33 are fixed near the upper ends of the longitudinal struts 16 of the housing, and the third 34 - on the transverse jumper 19 of one of the longitudinal struts 16 of the housing (see Fig. 9, 10, 11).

При использовании заявляемого модуля служебных систем в составе космического аппарата научного назначения, предназначенного для работы в окрестности точки либрации L₂ системы Солнце-Земля, антенна радиосвязи 12 может быть выполнена в виде открытого конца волновода и закреплена на стержнях 13, соединенных со стойками корпуса вблизи их верхних и нижних концов (см. фиг. 9).When using the inventive module of service systems as part of a scientific spacecraft designed to operate in the vicinity of the libration point L ₂ of the Sun-Earth system, the radio communication antenna 12 can be made in the form of the open end of the waveguide and mounted on the rods 13 connected to the racks of the housing near them upper and lower ends (see Fig. 9).

Как указывалось выше, модуль служебных систем снабжен радиаторами-охладителями 6, 9, размещенными перед боковыми панелями 24, 25 корпуса параллельно им. Учитывая размещение на боковых панелях корпуса моноблока аккумуляторной батареи, антенны радиосвязи и панелей солнечных батарей, на модуле служебных систем могут быть размещены радиаторы-охладители удлиненной в поперечном направлении формы и радиаторы-охладители удлиненной в продольном направлении формы. В наиболее предпочтительном выполнении модуля служебных систем для использования в составе космического аппарата научного назначения модуль служебных систем целесообразно снабдить двумя радиаторами-охладителями 6, удлиненными в поперечном направлении, и двумя радиаторами-охладителями 9, удлиненными в продольном направлении.As indicated above, the service system module is equipped with radiators-coolers 6, 9 located in front of the side panels 24, 25 of the housing parallel to them. Considering the placement of a rechargeable battery, a radio communication antenna, and solar panels on the side panels of a monoblock case, radiators-coolers of a transverse shape and radiators-coolers of a longitudinal shape can be placed on the service systems module. In the most preferred embodiment of the service system module for use as part of a scientific spacecraft, the service system module should be equipped with two radiator-coolers 6, elongated in the transverse direction, and two radiator-coolers 9, elongated in the longitudinal direction.

В соответствии с заявляемым решением радиаторы-охладители 6, выполненные в виде удлиненных в поперечном направлении формы, могут быть выполнены с поперечным размером, превышающем ширину боковой панели корпуса в 3…5 раз. Радиаторы-охладители 6 могут быть установлены перед аккумуляторной батареей 2 (см. фиг. 2, 3, 7) и закреплены на трех продольных планках 41, 42, расположенных параллельно друг другу и боковым панелям модуля служебных систем. Верхний конец продольной планки 42, размещенной между планками 41, верхние концы и средние части планок 41 целесообразно стержнями 30 закрепить вблизи верхних концов продольных стоек 16 корпуса. Нижние концы планок 41 можно стержнями 31 закрепить вблизи нижних концов продольных стоек 16 корпуса, как показано на фиг. 8, 19.In accordance with the claimed solution, the radiator-coolers 6, made in the form of elongated in the transverse direction of the form, can be made with a transverse dimension exceeding the width of the side panel of the housing by 3 ... 5 times. Radiators-coolers 6 can be installed in front of the battery 2 (see Fig. 2, 3, 7) and mounted on three longitudinal strips 41, 42 located parallel to each other and to the side panels of the service system module. The upper end of the longitudinal strips 42 located between the strips 41, the upper ends and the middle parts of the strips 41, it is advisable to fix the rods 30 near the upper ends of the longitudinal struts 16 of the housing. The lower ends of the strips 41 can be fixed with rods 31 near the lower ends of the longitudinal struts 16 of the housing, as shown in FIG. 8, 19.

В соответствии с заявляемым решением модуль служебных систем может быть снабжен, по крайней мере, одним радиатором-охладителем 9 удлиненной в продольном направлении формы (см. фиг. 1, 5, 10). В наиболее предпочтительном варианте выполнения модуль служебных систем целесообразно снабдить двумя радиаторами 9 удлиненной в продольном направлении формы и разместить их между боковыми панелями корпуса и панелями солнечных батарей. Каждый из радиаторов-охладителей 9 может быть закреплен на четырех опорных площадках 45, 46, 47, 48 (см. фиг. 11). Опорные площадки 45-48 соединены стержнями 49-55 с корпусом. При этом стержни 49, 52, 53 крепления опорных площадок могут быть закреплены на корпусе вблизи верхних концов продольных стоек 16 корпуса, стержни 54, 55 - на перемычках 19 продольных стоек, стержень 50 - на вернем продольном силовом элементе 17, стержень 51 - на раскосе 33 фермы крепления плоской опоры узла крепления панели солнечной батареи в сложенном положении к корпусу. При этом в наиболее предпочтительном выполнении модуля служебных систем опорная площадка 45 крепления радиатора-охладителя 9 зафиксирована на корпусе тремя стержнями (49, 50, 51), опорная площадка 47 - двумя (53, 54), а опорные площадки 46, 48 - одним стержнем 52, 55.In accordance with the claimed solution, the service system module can be equipped with at least one radiator-cooler 9 of an elongated shape in the longitudinal direction (see Figs. 1, 5, 10). In the most preferred embodiment, the service system module is expediently provided with two radiators 9 of longitudinally elongated shape and placed between the side panels of the housing and the solar panels. Each of the radiators-coolers 9 can be fixed on four supporting platforms 45, 46, 47, 48 (see Fig. 11). Support pads 45-48 are connected by rods 49-55 to the housing. At the same time, the fastening rods 49, 52, 53 of the supporting platforms can be fixed on the housing near the upper ends of the longitudinal struts 16 of the housing, the rods 54, 55 on the bridges 19 of the longitudinal struts, the rod 50 on the back longitudinal power element 17, the rod 51 on the brace 33 trusses for fastening the flat support of the solar panel mount assembly in the folded position to the housing. Moreover, in the most preferred embodiment of the service system module, the support platform 45 for mounting the radiator-cooler 9 is fixed to the housing with three rods (49, 50, 51), the support platform 47 with two rods (53, 54), and the support platforms 46, 48 with one rod 52, 55.

В наиболее предпочтительном варианте использования заявляемого модуля служебных систем в составе космического аппарата для проведения астрофизических исследований с орбиты в окрестности точки либрации L₂ системы Солнце-Земля предлагаемая конструкция модуля позволяет разместить на модуле перед боковой панелью корпуса с аккумуляторной батареей 2 два радиатора-охладителя 6 площадью 0,5…0,6 кв. м каждый и два радиатора-охладителя 9 площадью 0,85…1 кв. м каждый между боковыми панелями корпуса и панелями 8 солнечных батарей, вписав их в ограниченные объемы головного обтекателя. Ориентирование при этом боковой панели 26 корпуса с антенной радиосвязи в сторону Земли обеспечивает расположение радиаторов-охладителей в затененной от солнечного излучения зоне, что позволяет осуществлять проведение длительных по времени (до 24 часов) сеансов наблюдения небесного объекта.In the most preferred embodiment, the use of the claimed module of service systems as part of a spacecraft for conducting astrophysical studies from orbit in the vicinity of the libration point L ₂ of the Sun-Earth system, the proposed module design allows you to place two radiator-coolers 6 with an area of 6 on the module in front of the side panel of the housing with the battery 0.5 ... 0.6 sq. m each and two radiator-coolers 9 with an area of 0.85 ... 1 sq. m each between the side panels of the body and the panels of 8 solar panels, writing them into the limited volumes of the head fairing. The orientation of the side panel 26 of the housing with the radio communication antenna toward the Earth provides the location of the radiator-coolers in the area shaded from solar radiation, which allows for long-term (up to 24 hours) observation sessions of a celestial object.

Используемые в заявляемом решении для крепления антенны радиосвязи, радиаторов-охладителей, опор крепления панелей солнечных батарей в сложенном положении к корпусу стержни наиболее предпочтительно соединить с корпусом разъемными соединениями типа «ухо-вилка».The rods used in the claimed solution for attaching radio communication antennas, radiators-coolers, mounting pins for solar panels in the folded position to the casing are most preferably connected to the casing by detachable ear-plug connections.

В соответствии с заявляемым решением модуль служебных систем может быть дополнительно снабжен теплоизолирующей шторкой 60, установленной под панелью 28 основания корпуса (см. фиг. 3, 18) с зазором относительно панели основания. Теплоизолирующая шторка 60 может быть выполнена в виде мата экрано-вакуумной теплоизоляции и снабжена каркасом 61, выполненном с обеспечением возможности отворота шторки в полете на угол 20…40 градусов. При этом каркас шторки закреплен в механизмах раскрытия 62 и механизме зачековки 63. Механизмы раскрытия 62 и механизм зачековки 63 могут быть закреплены на нижних поперечных силовых элементах 18 корпуса вблизи их середин. Механизм зачековки 63 выполнен с обеспечением возможности фиксации теплоизолирующей шторки 60 около панели 28 основания корпуса на этапе выведения модуля на ОИСЗ. Механизмы раскрытия 62 теплоизолирующей шторки 60 выполнены с обеспечением возможности фиксации теплоизолирующей шторки в транспортном положении у панели основания корпуса и отклонения теплоизолирующей шторки на угол от 20 до 40 градусов относительно панели основания корпуса после выведения на ОИСЗ. В наиболее предпочтительном варианте выполнения модуля служебных систем теплоизолирующая шторка может быть выполнена в виде многоугольника, перекрывающего примерно половину площади основания корпуса, как показано на фиг. 18. Наружный контур шторки подкреплен каркасом 61. Концы каркаса соединены с механизмами 62 раскрытия шторки, а середина каркаса соединена с механизмом фиксации шторки 63.In accordance with the claimed solution, the service system module can be additionally equipped with a heat-insulating shutter 60 installed under the panel 28 of the housing base (see Fig. 3, 18) with a gap relative to the base panel. The heat-insulating shutter 60 can be made in the form of a screen-vacuum heat insulation mat and provided with a frame 61 made with the possibility of opening the shutter in flight at an angle of 20 ... 40 degrees. In this case, the frame of the shutter is fixed in the opening mechanisms 62 and the locking mechanism 63. The opening mechanisms 62 and the locking mechanism 63 can be fixed on the lower transverse power elements 18 of the housing near their midpoints. The locking mechanism 63 is made with the possibility of fixing the heat-insulating shutter 60 near the panel 28 of the base of the housing at the stage of removal of the module on the OIZZ. The opening mechanisms 62 of the heat-insulating shutter 60 are made possible to fix the heat-insulating shutter in the transport position near the panel of the base of the body and deflect the heat-insulating shutter by an angle of 20 to 40 degrees relative to the panel of the base of the body after removal to the OIZZ. In the most preferred embodiment of the service system module, the heat-insulating shutter can be made in the form of a polygon overlapping approximately half the area of the base of the housing, as shown in FIG. 18. The outer contour of the curtain is supported by the frame 61. The ends of the frame are connected to the mechanisms 62 for opening the curtains, and the middle of the frame is connected to the locking mechanism of the curtain 63.

Помимо прочего, в соответствии с заявляемым решением модуль служебных систем может быть снабжен, по крайней мере, одной платой 70 с разъемами, выполненными с обеспечением возможности электрической связи блоков служебных систем модуля с аппаратурой модуля полезной нагрузки. Наиболее предпочтительно закрепить плату 70 с разъемами на раскосах 33 фермы крепления плоских опор 32 панелей солнечных батарей в сложенном положении к корпусу с использованием хомутов, как показано на фиг. 20, 21.Among other things, in accordance with the claimed solution, the service system module can be equipped with at least one board 70 with connectors made with the possibility of electrical connection between the service system units of the module and the equipment of the payload module. It is most preferable to fix the board 70 with the connectors on the braces 33 of the truss for fastening the flat supports 32 of the solar panels in the folded position to the housing using clamps, as shown in FIG. 20, 21.

Проектно-конструкторские проработки показывают возможность создания модуля с обеспечением размещения на его борту 300…400 кг топлива, с выполнением его корпуса высотой (Н, см. фиг. 13) 700 мм, поперечным габаритным размером (S, см. фиг. 3) 3720 мм, с обеспечением панелями солнечных батарей и аккумуляторной батареей электропотребления полезной нагрузки и блоков служебной аппаратуры на уровне 1…1,5 кВт, с обеспечением поддержания температуры блоков служебной аппаратуры, установленной на панели основания корпуса, в диапазоне от минус 5 до плюс 40 градусов С в сочетании с уменьшением массы конструкции модуля на 4…6 процентов. При этом конструкция модуля позволяет воспринимать продольные и поперечные усилия от полезной нагрузки массой 1500…2000 кг, центр масс которой расположен на 3…4 м выше верхнего основания корпуса. При включении в состав полезной нагрузки размещенных рядом друг с другом двух рентгеновских телескопов массой 300…400 и 700…900 кг конструкция модуля обеспечивает возможность поддержания точности взаимного положения оптических осей телескопов на уровне 2…3 угловых минут.Design studies show the possibility of creating a module to ensure that 300… 400 kg of fuel is placed on its board, with its body being made (700 N high, see FIG. 13), 700 mm lateral dimension (S, see FIG. 3) 3720 mm, with the provision of solar panels and a rechargeable battery for power consumption of the payload and service equipment blocks at the level of 1 ... 1.5 kW, while ensuring the maintenance of the temperature of the service equipment blocks installed on the panel of the housing base in the range from minus 5 to plus 40 degrees C in conjunction with a decrease in mass of module construction for 4 ... 6 percent. Moreover, the design of the module allows you to perceive the longitudinal and transverse forces from the payload weighing 1500 ... 2000 kg, the center of mass of which is located 3 ... 4 m above the upper base of the housing. When two x-ray telescopes weighing 300 ... 400 and 700 ... 900 kg placed next to each other are included in the payload structure, the module design provides the ability to maintain the accuracy of the relative position of the optical axes of the telescopes at the level of 2 ... 3 angular minutes.

При изготовлении модуля служебных систем основные его элементы (продольные стойки, поперечные и продольные силовые элементы, пилон, топливные баки, стержни крепления опор секций панелей солнечных батарей и радиаторов-охладителей) выполняются из алюминиевых сплавов с использованием известных методов механического производства. Так продольные стойки и боковые панели корпуса, снабженные ребрами и предназначенные для крепления приводов панелей солнечных батарей, наиболее предпочтительно выполнить фрезерованием на станках с числовым управлением. Снабженные зигами боковые панели корпуса могут быть изготовлены штамповкой листовых заготовок из сплава на основе алюминия. Сотопанели, используемые в конструкции панели основания и панелей радиаторов-охладителей, могут быть выполнены из листов сплава на основе алюминия, используемых для наружной обшивки, между которыми помещены соты из алюминиевой фольги. Между листами обшивки в сотах также монтируются тепловые трубы.In the manufacture of a service system module, its main elements (longitudinal struts, transverse and longitudinal power elements, pylon, fuel tanks, support rods for supporting sections of solar panel panels and radiator coolers) are made of aluminum alloys using known methods of mechanical production. So the longitudinal struts and side panels of the housing, equipped with ribs and intended for mounting drives of solar panels, it is most preferable to perform milling on numerically controlled machines. Equipped with zigs, the side panels of the housing can be made by stamping sheet blanks from an alloy based on aluminum. The honeycomb panels used in the construction of the base panel and the radiator-cooler panels can be made of aluminum-based alloy sheets used for external cladding, between which honeycomb cells are made of aluminum foil. Between the sheathing sheets in the honeycombs, heat pipes are also mounted.

Боковые панели корпуса с установленными топливными баками, пилоном, шаром-баллоном со сжатым газом, блоками двигателей ориентации и стабилизации разъемными соединениями закрепляют на корпусе модуля служебных систем, на продольные стойки разъемными соединениями устанавливают кронштейны для крепления панели основания корпуса, после этого на корпус устанавливают панель основания с блоками бортовой служебной аппаратуры. После дооснащения корпуса навесными элементами-панелями солнечных батарей, опорами и фермами для крепления секций панелей солнечных батарей в сложенном положении, радиаторами-охладителями, аккумуляторной батареей и теплоизолирующей шторкой проводят монтаж бортовой сети и гидравлических и пневматических систем.Side panels of the housing with installed fuel tanks, a pylon, a ballon cylinder with compressed gas, blocks of orientation and stabilization engines with detachable connections are fixed to the housing of the service system module, brackets are mounted on longitudinal racks with detachable connections to secure the housing base panel, after that the panel is mounted on the housing bases with onboard service equipment blocks. After the case is retrofitted with hinged solar panel elements, supports and trusses for fastening the solar panel sections in the folded position, radiators, coolers, a battery and a heat-insulating shutter, the on-board network and hydraulic and pneumatic systems are installed.

При выведении модуля служебных систем с полезной нагрузкой на ОИСЗ конструкция модуля воспринимает инерционные силы, как от полезной нагрузки, так и от установленных на модуле блоков бортовой служебной аппаратуры, панелей солнечных батарей с приводами, аккумуляторной батареи, радиаторов-охладителей и других элементов и передает их на переходную ферму ракеты-носителя. При этом продольная инерционная сила и изгибающий момент воспринимаются продольными стойками корпуса модуля. Радиальные усилия от полезной нагрузки воспринимается элементами фермы, стержни которой работают на растяжение-сжатие и исключают изгибную деформацию верхнего пояса поперечных силовых элементов. Перерезывающая сила воспринимается соединенными с продольными стойками и поперечными силовыми элементами боковыми панелями корпуса, которые работают на сдвиг. Наличие зигов или продольных и поперечных ребер на боковых панелях корпуса придают общую устойчивость боковым панелям. Топливные баки и пилон, установленные на боковых панелях, ослабленных круговыми вырезами, включены в восприятие перерезывающей силы и также работают на сдвиг.When deriving a service system module with a payload on the OIZZ, the module design takes inertial forces both from the payload and from the onboard service equipment blocks, solar panels with drives, a battery, radiators, coolers and other elements installed on the module and transfers them to the transitional launch vehicle farm. In this case, the longitudinal inertial force and bending moment are perceived by the longitudinal struts of the module housing. The radial forces from the payload are perceived by the elements of the truss, the rods of which work in tension-compression and exclude the bending deformation of the upper belt of the transverse force elements. The shear force is perceived by the side panels of the casing connected to the longitudinal struts and transverse force elements, which operate in shear. The presence of zigs or longitudinal and transverse ribs on the side panels of the housing give overall stability to the side panels. Fuel tanks and a pylon mounted on side panels weakened by circular cutouts are included in the perception of shear force and also work on shear.

После выведения модуля служебных систем с полезной нагрузкой на ОИСЗ производится раскрытие панелей солнечных батарей, ориентация космического аппарата в пространстве и наведение полезной нагрузки на объект наблюдения. Тепло, выделяемое блоками бортовой служебной аппаратуры и аккумуляторной батареей, радиаторами-охладителями сбрасывается в космическое пространство. Теплоизолирующая шторка экранирует наружную поверхность панели основания корпуса от солнечного излучения.After the removal of the service system module with the payload on the OIZZ, the solar panels are opened, the spacecraft is oriented in space and the payload is guided to the observation object. The heat generated by the onboard service equipment blocks and the battery, radiator-coolers is discharged into outer space. The heat-insulating shutter shields the outer surface of the panel of the base of the housing from solar radiation.

Предложенный модуль служебных систем может быть изготовлен на предприятиях ракетно-космической промышленности.The proposed module of service systems can be manufactured at the enterprises of the rocket and space industry.

Claims

1. The service system module, comprising a housing, on-board service equipment blocks located inside the housing, a battery, a radio antenna, a propulsion system including four orientation and stabilization engine blocks, while the service system module housing is made in the form of a straight octagonal prism along the side ribs which omitted longitudinal struts, the ends of which are connected by transverse power elements, while the spans between the longitudinal struts are blocked by side panels fixed to the longitudinal of the uprights and transverse power elements, the upper ends of the longitudinal struts are made possible to be attached to the payload, and the lower ones to the last stage of the launch vehicle, characterized in that the longitudinal struts are made with a profile in the form of a telescopic channel with bent peripheral parts of the walls and provided with transverse jumpers, and the side panels of the housing are fixed on the peripheral parts of the walls of the longitudinal struts, the lower base of the housing is blocked by a base panel provided with heat pipes and fixed and the brackets installed in the lower parts of the longitudinal struts, the upper base is covered by a flat truss made up of a rod, braces and couplers, while the rod and the first ends of the couplers are mounted on the upper ends of the longitudinal struts of the housing, symmetrically relative to the first transverse axis of the module, the first ends of the braces connected to the rod near its middle, and the second ends of the braces and couplers are fixed near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, located symmetrically relative to the second transverse axis of the module, this unit onboard service equipment of the module is located on the indicated panel of the base of the housing, in addition, the service system module is equipped with two pylons made in the form of truncated pyramids, made in the form of panels with radiator-coolers, two solar panels equipped with drives, the engine installation of the module is equipped with two fuel tanks and a balloon balloon with compressed gas, the battery is made in the form of a monoblock, while fuels are installed on the first pair of opposite side panels of the case tanks, a battery and a radio antenna are fixed in front of the second pair, pylons are fixed on the third pair with their large bases, a balloon with compressed gas is placed inside one of them, and solar panel drives are mounted on the fourth pair of opposite panels, and the fuel tanks, gas balloons and solar panel drives - are partially buried inside the housing, the above-mentioned orientation and stabilization engine blocks are located on fuel tanks and on smaller bases niyah said pylons, and said radio and antenna radiators-coolers are located at a distance from the side panels and secured to rods connected to the housing of the module support systems.

2. The service system module according to claim 1, characterized in that the rod, couplers and second ends of the braces of the truss of the upper base of the housing are pivotally connected to the longitudinal struts of the housing.

3. The service system module according to claim 1, characterized in that the braces of the truss of the upper base of the housing are pivotally connected to the rod.

4. The service system module according to claim 1, characterized in that at least one side panel of the housing is provided with longitudinal ribs and at least one transverse rib.

5. The service system module according to claim 1, characterized in that at least one of the side panels of the housing is made with longitudinal ridges.

6. The service systems module according to claim 1, characterized in that each of the solar panel panels is arranged to be unfolded, while the service systems module is further provided with flat supports configured to fasten the solar panels to the housing in the folded position, each the supports are fixed on a truss composed of three braces, two of which are fixed near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, and the third on the transverse bridge of one of the longitudinal struts of the housing.

7. The service systems module according to claim 1, characterized in that the radio communication antenna is made in the form of the open end of the waveguide and is mounted on three rods, one of which is connected to the module housing near the upper end of one of the longitudinal struts, and the other two are near the lower ends longitudinal racks.

8. The service systems module according to claim 1, characterized in that at least one of the radiators-coolers is made of transverse elongated shape with a transverse dimension that is 5 ... 6 times greater than the width of the side panel of the housing, installed in front of the battery and fixed on three longitudinal strips, the upper ends of which are fixed with rods near the upper ends of the longitudinal struts of the housing, and the lower ends of two of them with rods are fixed on the jumpers of the longitudinal struts of the housing.

9. The service system module according to claim 1, characterized in that at least one of the radiators-coolers is made elongated in the longitudinal direction and is fixed between the side panel of the housing and the solar panel on four supporting platforms connected by rods to the housing.

10. The service system module according to claim 9, characterized in that the mounting rod of the support pad of the radiator-cooler is connected to the upper end of the longitudinal rack of the housing.

11. The service system module according to claim 9, characterized in that the mounting rod of the support pad of the radiator-cooler is connected to the jumper of the longitudinal rack of the housing.

12. The service system module according to claim 9, characterized in that the mounting rod of the support pad of the radiator-cooler is connected to the upper transverse power element.

13. The service system module according to claim 9, characterized in that the mounting rod of the support pad of the radiator-cooler is connected to the brace of the mounting frame of the solar panel in the folded position to the housing.

14. The service systems module according to claim 1, characterized in that the service systems module is equipped with a heat-insulating shutter made of a screen-vacuum thermal insulation mat and installed under the panel of the housing base.

15. The service system module according to claim 14, characterized in that the heat-insulating shutter is provided with a frame fixed to the lower transverse power elements near their midpoints and configured to flip the heat-insulating shutter in flight at an angle of 20 ... 40 degrees relative to the panel of the base of the body.

16. The service systems module according to claim 1, characterized in that the base panel is installed with a gap relative to the side panels of the housing, and shock absorbers are placed between the brackets of the longitudinal struts and the base panel.

17. The service systems module according to claim 8, characterized in that it is equipped with at least one circuit board with connectors, configured to provide electrical communication with the equipment of the payload module and mounted on the braces of the mounting of the flat supports for mounting the solar panels in the folded position to the housing.