RU2624895C1 - System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions) - Google Patents

System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2624895C1
RU2624895C1 RU2016106167A RU2016106167A RU2624895C1 RU 2624895 C1 RU2624895 C1 RU 2624895C1 RU 2016106167 A RU2016106167 A RU 2016106167A RU 2016106167 A RU2016106167 A RU 2016106167A RU 2624895 C1 RU2624895 C1 RU 2624895C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
astronaut
fixed
safety
space object
turns
Prior art date
Application number
RU2016106167A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Семёнович Цыганков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2016106167A priority Critical patent/RU2624895C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2624895C1 publication Critical patent/RU2624895C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/66Arrangements or adaptations of apparatus or instruments, not otherwise provided for

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: group of inventions refers to means of ensuring safe activity at the external surface of space object (SO), for example, an orbital station (OS). The system of astronaut fixation while moving along the external surface of the SO includes handrails, rigidly fixed on the external surface of SO body, a safety wrench fixed to the astronaut's suit with a slidewire, a free end of which is fixed on the external surface of the SO. The system incorporates brackets with flat spirals, each of which is made of conjugated concentric loops, or with rigid plates, each of which has a central hole that passes into the annular section in the form of a through slot with a slit of plate outer contour. In the method of operating the system, the slidewire is introduced, as it unwinds, between the loops of spiral or through the slot of plate outer contour with pulling the slidewire in the direction of motion of the astronaut.
EFFECT: increasing the safety, reliability and speed of astronaut fixation.
4 cl, 9 dwg, 1 tbl

Description

Изобретения относятся к космической технике, в частности к средствам обеспечения деятельности и безопасности космонавта в открытом космическом пространстве, в том числе на внешней поверхности космического объекта, например орбитальной станции (ОС), а также могут быть использованы в различных видах монтажных работ в иных средах для прокладки гибких протяженных по длине изделий: кабелей, шлангов и т.п.The invention relates to space technology, in particular, to means for ensuring the activities and safety of an astronaut in open space, including on the outer surface of a space object, for example, an orbital station (OS), and can also be used in various types of installation works in other environments for laying flexible long products: cables, hoses, etc.

Под фиксацией в условиях невесомости понимается искусственное ограничение числа степеней свободы одного объекта по отношению к другому - базовому, путем наложения связей различной жесткости. (О.С. Цыганков. Трудовая деятельность в безопорном пространстве. // Полет. №2. 2002, с. 6).Fixation under zero gravity refers to the artificial limitation of the number of degrees of freedom of one object in relation to another - the base, by imposing bonds of different rigidity. (OS Tsygankov. Labor activity in unsupported space. // Flight. No. 2. 2002, p. 6).

Надежная связь космонавта с ОС при работах на ее внешней поверхности, исключение возможности несанкционированного отделения космонавта от станции является доминирующей задачей при организации и техническом обеспечении внекорабельной деятельности (ВКД). С этой целью поверхность ОС оснащена поручнями, установленными на стойках, расположенных по трассе исходя из конструктивных соображений.Reliable communication of the astronaut with the OS during operations on its outer surface, eliminating the possibility of unauthorized separation of the astronaut from the station is the dominant task in organizing and providing technical support for extra-ship activity (VCA). To this end, the surface of the OS is equipped with handrails mounted on racks located along the highway based on design considerations.

Известен отечественный скафандр для ВКД "Орлан-Д" (1977-1984 гг.), снабженный страховочным фалом с карабином (И.П. Абрамов и др. Космические скафандры России. // ОАО "Научно-производственное предприятие "Звезда". Москва. 2005. С. 339, рис. 8.1-1). Космонавт передвигается по поручням с помощью рук, перемещая при этом скольжением карабин страховочного фала, зафиксированный за поручень, от стойки до стойки. Обеспечивая связь с ОС, такой способ фиксации требует выполнения большого количества перецепок карабина у стоек, что вызывает чрезмерную утомляемость мышц-сгибателей кистей и пальцев космонавта в наддутых перчатках.Famous Russian spacesuit for VKD "Orlan-D" (1977-1984), equipped with a safety rope with a carbine (IP Abramov and other space suits of Russia. // JSC "Scientific and Production Enterprise" Star ". Moscow. 2005. P. 339, Fig. 8.1-1). The astronaut moves along the handrails with the help of hands, while sliding the carabiner of the safety rope, fixed by the handrail, from rack to rack, providing communication with the OS, this fixation method requires a large number of carabiner hitching in racks, which causes excessive muscle fatigue -bending flexors of the astronaut’s hands and fingers in inflated gloves.

В состав скафандра "Орлан-ДМА" (1988-1997 гг.), с переходом на автономное электропитание и беспроводную связь, был введен второй страховочный фал для параллельного применения (И.П. Абрамов и др. Космические скафандры России. // ОАО "Научно-производственное предприятие "Звезда". Москва. 2005, с. 341). Это повысило надежность фиксации космонавта к ОС, но еще в большей степени увеличило нагрузку на руки космонавта, т.к. требовалось для каждого шага при передвижении перецеплять уже два карабина.The structure of the Orlan-DMA spacesuit (1988-1997), with the transition to autonomous power supply and wireless communications, introduced a second safety rope for parallel use (IP Abramov et al. Space spacesuits of Russia. // OJSC " Scientific and Production Enterprise Zvezda, Moscow, 2005, p. 341) This increased the reliability of fixing the astronaut to the OS, but increased the load on the astronaut’s hands even more, since it was required to retrieve two carbines for each step during movement .

В скафандре "Орлан-М" (для орбитальной станции "Мир" и МКС с 1998 г.), один из 2-х страховочных фалов выполнен переменной длины (И.П. Абрамов и др. Космические скафандры России. // ОАО "Научно-производственное предприятие "Звезда". Москва. 2005, с. 342, рис. 8. 2-1; Патент RU 2528504, опубл. 20.09.2014, МПК: B64G 1/66 (2006.01)). Такое решение снижало количество перецепок в рабочей зоне с радиусом 2,5-3 м, но при передвижении по поручням необходимость в выполнении перецепок 2-х карабинов осталась, что мало способствует снижению энергозатрат космонавта в процессе ВКД.In the Orlan-M spacesuit (for the Mir orbital station and the ISS since 1998), one of the 2 safety files was made of variable length (IP Abramov et al. Space spacesuits of Russia. // JSC Scientific Zvezda manufacturing enterprise. Moscow. 2005, p. 342, Fig. 8. 2-1; Patent RU 2528504, published on 09/20/2014, IPC: B64G 1/66 (2006.01)). Such a solution reduced the number of transfers in a working zone with a radius of 2.5-3 m, but when moving on handrails, the need to carry out the transfers of 2 carbines remained, which does little to reduce the astronaut’s energy consumption in the VCF process.

Известно средство фиксации космонавта на корпусе космического аппарата (патент RU 2053942, опубл. 10.02.1996, МПК: B64G 1/66 (2006.01)), содержащее поручни, жестко закрепленные на внешней поверхности корпуса космического аппарата, и снабженное фалами и упругими элементами, расположенными вдоль трассы поручней, один конец каждого фала жестко закреплен на одном из поручней, а второй конец снабжен кольцом и закреплен с возможностью скольжения на соответствующем упругом элементе, жестко связанном с поручнем. Предлагаемое средство могло бы несколько снизить количество перецепок карабина страховочного фала, однако фал, входящий в состав данного средства, по своей длине может перекрыть не более 2-3 интервалов между стойками. Необходимость перецепок сохраняется, при этом зацепление карабина за кольцо на конце мягкого фала одной рукой невозможно, в то время как вторая рука космонавта должна находиться в захвате за поручень. Кроме того, вся конструкция в целом загромождает пространство вдоль трассы поручней и неоправданно увеличивает общую массу объекта.Known means of fixing the astronaut on the spacecraft body (patent RU 2053942, publ. 02/10/1996, IPC: B64G 1/66 (2006.01)), containing handrails, rigidly fixed to the outer surface of the spacecraft’s body, and equipped with halyards and elastic elements located along the track of the handrail, one end of each halyard is rigidly fixed on one of the handrails, and the second end is provided with a ring and is mounted with the possibility of sliding on the corresponding elastic element rigidly connected with the handrail. The proposed tool could slightly reduce the number of transfers of the carabiner safety harness, however, the halyard, which is part of this tool, along its length can cover no more than 2-3 intervals between the racks. The need for exchanges remains, while hooking a carbine to the ring at the end of the soft halyard with one hand is not possible, while the astronaut's second hand should be held by the handrail. In addition, the entire structure as a whole clutters the space along the rail of the handrail and unnecessarily increases the total mass of the object.

В качестве прототипа системы выбран (IAC-02-IAA.10.1.02. Russian-American Cooperation in EVA Area (from Russian Perspective). O.S. Tsygankov // 53rd International Astronautical Congress. The Word Space Congress-2002 10-19 Oct 2002 / Houston, Texas, p. 4). Известная система фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта включает поручни, жестко закрепленные на внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку со страховочным тросом, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции, расположенном на внешней поверхности космического объекта. При передвижении космонавта, по мере удаления от точки закрепления карабина, трос вытравливается, при возвращении - наматывается на барабан.(IAC-02-IAA.10.1.02. Russian-American Cooperation in EVA Area (from Russian Perspective). OS Tsygankov // 53 rd International Astronautical Congress. The Word Space Congress-2002 10-19 Oct 2002 / Houston, Texas, p. 4). A well-known system for fixing an astronaut when moving along the outer surface of a space object includes handrails rigidly fixed to the outer surface of the space object’s body, a safety winch with a safety cable fixed on the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element located on the outer surface of the space object. When the astronaut moves, as he moves away from the fastening point of the carabiner, the cable is etched, and on return, it is wound on a drum.

В качестве прототипа способа эксплуатации данной системы выбран (О.С. Цыганков. Начало сотрудничества России и США в области внекорабельной деятельности. // Пилотируемые полеты в космос. Научно-технический журнал №1, 2014, ФГБУ "НИИ ЦПК имени Ю.А. Гагарина", с. 111). Известный способ эксплуатации данной системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта включает прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки со страховочным тросом, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции на внешней поверхности космического объекта (фиг. 5).As a prototype of the method of operating this system, O.S. Tsygankov was chosen. Beginning of cooperation between Russia and the United States in the field of extra-ship activity. // Manned space flights. Scientific and technical journal No. 1, 2014, FSBI SRI named after Yu.A. Gagarin ", p. 111). A known method of operating this astronaut fixation system when moving along the outer surface of a space object involves attaching a safety winch with a safety rope to the astronaut's spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element on the outer surface of the space object (Fig. 5).

Данная система и способ ее эксплуатации исключает перецепки карабина по трассе поручней. Однако поверхность ОС содержит во множестве выступающие элементы: мишени, датчики, антенны, привода солнечных батарей, дренажные клапаны, кабельные трассы, научную аппаратуру и мн. др. Невозможно исключить заматывание, зацеплении вытравленного троса за выступающие элементы при передвижении космонавта, при изменении направления движения на углы вплоть до 90°, при передвижении по дуге цилиндрических поверхностей, при переходе с одного модуля на другой, пристыкованный перпендикулярно к оси x ОС и т.п. Зацепление троса представляет опасность как для космонавта, так и для внешнего оборудования, особенно при возвращении в шлюзовой отсек. Кроме того, при случайном отделении космонавта от станции, существует опасность его удаления на всю длину вытравленного троса с неизбежным рывком в точке закрепления троса, что категорически неприемлемо.This system and the method of its operation excludes the transfer of the carbine along the track of the handrail. However, the surface of the OS contains many protruding elements: targets, sensors, antennas, solar panels, drain valves, cable routes, scientific equipment, and many others. etc. It is impossible to exclude winding, engagement of the etched cable for the protruding elements when the astronaut moves, when the direction of movement changes to angles up to 90 °, when moving along an arc of cylindrical surfaces, when moving from one module to another, it is connected perpendicular to the x axis of the OS and t .P. Cable engagement is a danger to both the astronaut and external equipment, especially when returning to the airlock. In addition, if the astronaut accidentally separates from the station, there is a danger of his removal along the entire length of the etched cable with an inevitable jerk at the point of fastening of the cable, which is categorically unacceptable.

Задачей предлагаемых изобретений является обеспечение надежности и быстродействия фиксации космонавтов, освобождение от необходимости выполнять перецепки карабинов страховочных фалов при передвижении, исключение несанкционированного отделения космонавта от космического объекта, экономия времени в сеансах ВКД для целевых операций, предотвращение неконтролируемой миграции страховочного троса по поверхности космического объекта.The objective of the proposed inventions is to ensure the reliability and speed of fixation of astronauts, freeing from the need to carry out retransfer of safety rope carabiners while moving, eliminating unauthorized separation of the astronaut from the space object, saving time in VCS sessions for target operations, preventing uncontrolled migration of the safety rope over the surface of the space object.

Техническим результатом изобретений является повышение безопасности, надежности, эргономичности и быстродействия фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта, а также предотвращение неконтролируемой миграции страховочного троса по поверхности космического объекта.The technical result of the inventions is to increase the safety, reliability, ergonomics and speed of fixation of the astronaut when moving on the outer surface of a space object, as well as preventing uncontrolled migration of the safety rope over the surface of the space object.

Технический результат достигается тем, что в систему фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта (вариант 1), включающую поручни, жестко закрепленные на внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку со страховочным тросом, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции, расположенном на внешней поверхности космического объекта, введены кронштейны с плоскими спиралями, каждая из которых выполнена из сопряженных между собой концентрических витков по схеме: 0,75 внутреннего витка +0,75 внешнего витка и жестко закреплена на поручнях через кронштейн (фиг. 2, 3, 4), при этом учитывают выполнение следующих условий:The technical result is achieved by the fact that in the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of the space object (option 1), including handrails rigidly attached to the outer surface of the space object’s body, a safety winch with a safety cable fixed to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed on a fixed structural element located on the outer surface of the space object, introduced brackets with flat spirals, each of which is made of interconnected concentric turns according to the scheme: 0.75 of the internal turn +0.75 of the external turn and is rigidly fixed to the handrails through the bracket (Fig. 2, 3, 4), while taking into account the following conditions:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

L - расстояние между витками спирали, мм;L is the distance between the turns of the spiral, mm;

D - внутренний диаметр спирали, мм;D is the inner diameter of the spiral, mm;

d - диаметр страховочного троса, мм,d is the diameter of the safety cable, mm,

причем спирали установлены в начале и конце прямолинейных участков, на поворотах и изломах трассы поручней с шагом, сопоставимым с функциональной досягаемостью вытянутой руки космонавта (фиг. 6).moreover, the spirals are installed at the beginning and end of the straight sections, at the turns and kinks of the rail of the handrail with a step comparable to the functional reach of the cosmonaut's outstretched arm (Fig. 6).

Технический результат достигается также и тем, что в способе эксплуатации системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта (вариант 1), включающем прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки со страховочным тросом, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции на внешней поверхности космического объекта, по мере разматывания страховочного троса вводят его между витками спирали, заправляют его внутрь спирали и производят протяжку страховочного троса в направлении передвижения космонавта.The technical result is also achieved by the fact that in the method of operating the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object (option 1), which includes attaching a safety winch with a safety rope to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element on the outer surface of the space object , as the safety cable is unwound, it is inserted between the turns of the spiral, tucked into the spiral and the safety cable is pulled in to a systematic way of movement of the astronaut.

Технический результат достигается тем, что в систему фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта (вариант 2), включающую поручни, жестко закрепленные на внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку со страховочным тросом, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции, расположенном на внешней поверхности космического объекта, введены кронштейны с жесткими пластинами, в каждой из которых выполнено центральное отверстие, переходящее в кольцевой участок в виде сквозного паза протяженностью 270° по окружности и имеющий прорезь наружного контура жесткой пластины шириной, равной ширине сквозного паза, выполненного концентрически с центральным отверстием (фиг. 7, 8, 9), при этом учитывают выполнение следующих условий:The technical result is achieved by the fact that the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of the space object (option 2), including handrails rigidly attached to the outer surface of the space object’s body, a safety winch with a safety cable fixed to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed on a fixed a structural element located on the outer surface of the space object, brackets with rigid plates are introduced, in each of which a central a hole opening into the annular portion in the form of a through groove extending 270 ° around the circumference and having a cutout of the outer contour of the rigid plate with a width equal to the width of the through groove made concentrically with the central hole (Figs. 7, 8, 9), taking into account the following conditions:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

L - ширина сквозного паза или прорези наружного контура жесткой пластины, мм;L is the width of the through groove or slot of the outer contour of the rigid plate, mm;

D - диаметр центрального отверстия, мм;D is the diameter of the Central hole, mm;

d - диаметр страховочного троса, мм,d is the diameter of the safety cable, mm,

причем пластины жестко закреплены на поручнях через кронштейны и установлены в начале и конце прямолинейных участков, на поворотах и изломах трассы поручней, с шагом, сопоставимым с функциональной досягаемостью вытянутой руки космонавта (фиг. 6).moreover, the plates are rigidly fixed to the handrails through the brackets and installed at the beginning and end of the straight sections, at the turns and kinks of the handrail path, in increments comparable to the functional reach of the astronaut’s outstretched arm (Fig. 6).

Технический результат достигается также и тем, что в способе эксплуатации системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта (вариант 2), включающем прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки со страховочным тросом, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции на внешней поверхности космического объекта, по мере разматывания страховочного троса вводят его через прорезь наружного контура пластины в сквозной паз, затем проводят страховочный трос по сквозному пазу, заправляют его в центральное отверстие и производят протяжку страховочного троса в направлении передвижения космонавта.The technical result is also achieved by the fact that in the method of operating the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object (option 2), which includes attaching a safety winch with a safety cable to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element on the outer surface of the space object , as the safety cable is unwound, it is inserted through the slot of the outer contour of the plate into the through groove, then the safety cable is guided through the through th slot, it is charged into the central hole and produce broach tether in the direction of movement of the astronaut.

Формулы (1)-(4) обоснованы следующим образом.Formulas (1) - (4) are justified as follows.

Зависимости (1,2÷1,4)d и (1,4÷1,6)d определяют зазоры, обеспечивающие свободное введение троса между витками или в сквозные пазы и проводку троса внутри спирали или паза, что подтверждено экспериментально в условиях моделирования невесомости при полетах на самолете.The dependences (1.2 ÷ 1.4) d and (1.4 ÷ 1.6) d determine the gaps that ensure the free introduction of the cable between the turns or into the through grooves and the cable wiring inside the spiral or groove, which is confirmed experimentally under conditions of weightlessness modeling when flying on an airplane.

С позиций эргономики внекорабельной деятельности, расстояние между витками спирали и ширина паза L должны находиться в пределах разрешающей способности космонавта в скафандре работать с мелкими объектами, то есть не менее 12 мм.From the position of ergonomics of extra-ship activity, the distance between the turns of the spiral and the width of the groove L should be within the resolution of the astronaut in the spacesuit to work with small objects, that is, at least 12 mm.

Внутренний диаметр спирали и центральное отверстие в жесткой пластине D должны соответствовать "Отраслевому стандарту ОСТ 134-1004-95. Средства фиксации для внекорабельной деятельности. Общие технические требования", п. 4.1.6.9: «Отверстия (круглые или другой формы) должны иметь поперечный размер не менее 30 мм». Это требование предъявляется во избежание защемления в отверстии пальца, диаметр которого в наддутой перчатке равен 30 мм, а также для обеспечения возможности выполнения космонавтом ручных манипуляций в наддутых перчатках.The internal diameter of the spiral and the central hole in the rigid plate D must comply with "Industry standard OST 134-1004-95. Means of fixation for extra-ship activity. General technical requirements", clause 4.1.6.9: "The holes (round or other shape) must be transverse size not less than 30 mm. " This requirement is presented in order to avoid pinching in the hole of the finger, the diameter of which in the inflated glove is 30 mm, and also to ensure that the astronaut can perform manual manipulations in inflated gloves.

Было проведено определение L (мм) и D (мм) по предложенным формулам (1), (2) или (3), (4) для некоторых точек в диапазоне d=3÷50 мм (таблица).The definition of L (mm) and D (mm) was carried out according to the proposed formulas (1), (2) or (3), (4) for some points in the range d = 3 ÷ 50 mm (table).

Из таблицы следует, что в отдельных ситуациях, при малых диаметрах троса, например, в диапазоне d=3÷8 мм, расстояние L, определенное по формуле (1), не является достаточным для работы космонавта в скафандре, поэтому выполняют L=12 мм.From the table it follows that in some situations, with small cable diameters, for example, in the range d = 3 ÷ 8 mm, the distance L determined by formula (1) is not sufficient for the astronaut to work in a spacesuit, therefore, L = 12 mm .

Аналогично, при диаметре троса в диапазоне d=3÷18 мм, диаметр D, полученный по формуле (2), является эргономически неприемлемым, поэтому выполняют D=30 мм.Similarly, with a cable diameter in the range d = 3 ÷ 18 mm, the diameter D obtained by formula (2) is ergonomically unacceptable, therefore, D = 30 mm is performed.

При диаметре троса d>8 мм для определения L и d>10 мм для определения D предложенные формулы справедливы с учетом правых частей неравенств, указывающих на минимально допустимые размеры L и D.With a cable diameter d> 8 mm for determining L and d> 10 mm for determining D, the proposed formulas are valid taking into account the right-hand sides of the inequalities indicating the minimum allowable sizes L and D.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами: таблицей и фиг. 1-9.The invention is illustrated by graphic materials: table and FIG. 1-9.

В таблице приведены результаты определения L и D по предложенным формулам (1), (2) или (3), (4) для некоторых точек в диапазоне d=3÷50 мм.The table shows the results of determining L and D according to the proposed formulas (1), (2) or (3), (4) for some points in the range d = 3 ÷ 50 mm.

На фиг. 1 представлена схема системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта (варианты).In FIG. Figure 1 shows a diagram of an astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object (options).

На фиг. 2 - пример крепления кронштейна с плоской спиралью к поручню (вид спереди).In FIG. 2 is an example of mounting a bracket with a flat spiral to a handrail (front view).

На фиг. 3 - пример крепления кронштейна с плоской спиралью к поручню (вид сбоку).In FIG. 3 is an example of fixing a bracket with a flat spiral to a handrail (side view).

На фиг. 4 - плоская спираль.In FIG. 4 - a flat spiral.

На фиг. 5 - крепление страховочной лебедки на скафандре и свободного конца страховочного троса на неподвижном элементе конструкции на внешней поверхности космического объекта.In FIG. 5 - fastening the safety winch on the spacesuit and the free end of the safety cable to a fixed structural member on the outer surface of the space object.

На фиг. 6 - пример возможной схемы размещения кронштейнов с плоскими спиралями или жесткими пластинами с пазами на внешней поверхности космического объекта.In FIG. 6 is an example of a possible arrangement of brackets with flat spirals or rigid plates with grooves on the outer surface of a space object.

На фиг. 7 - пример крепления кронштейна и жесткой пластины с пазом к поручню (вид спереди).In FIG. 7 is an example of mounting a bracket and a rigid plate with a groove to a handrail (front view).

На фиг. 8 - пример крепления кронштейна и жесткой пластины с пазом к поручню (вид сбоку).In FIG. 8 is an example of mounting a bracket and a rigid plate with a groove to a handrail (side view).

На фиг. 9 - жесткая пластина с пазом.In FIG. 9 - a rigid plate with a groove.

На фигурах введены следующие обозначения:The following notation is introduced in the figures:

1 - страховочная лебедка;1 - safety winch;

2 - страховочный трос;2 - safety cable;

3 - неподвижный элемент конструкции на внешней поверхности космического объекта;3 - fixed structural element on the outer surface of a space object;

4 - кронштейн;4 - bracket;

5 - плоская спираль;5 - a flat spiral;

6 - элемент крепления (замок) кронштейна к поручню;6 - fastening element (lock) of the bracket to the handrail;

7 - поручень;7 - handrail;

8 - стойка;8 - rack;

9 - внутренний виток;9 - inner loop;

10 - внешний виток;10 - external coil;

11 - сквозной паз;11 - through groove;

12 - жесткая пластина.12 is a rigid plate.

Предусматривается два варианта системы фиксации: с плоскими спиралями из пруткового материала (вариант 1); с жесткими пластинами со сквозными пазами и центральными отверстиями (вариант 2).There are two options for the fixation system: with flat spirals from bar material (option 1); with rigid plates with through grooves and central holes (option 2).

Система фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта по первому варианту (фиг. 1) включает поручни 7, жестко закрепленные на стойках 8 внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку 1 со страховочным тросом 2, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции 3, расположенном на внешней поверхности космического объекта, в нее введены кронштейны 4 с плоскими спиралями 5, каждая из которых выполнена из сопряженных между собой концентрических витков по схеме: 0,75 внутреннего витка 9+0,75 внешнего витка 10 и жестко закреплена на поручнях 7 через кронштейн 4, например, замком 6, при этом учитывают выполнение следующих условий:The astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of the space object according to the first embodiment (Fig. 1) includes handrails 7 that are rigidly fixed on racks 8 of the outer surface of the space object’s body, a safety winch 1 with a safety cable 2, the free end of which is fixed to a fixed structural member 3 located on the outer surface of the space object, brackets 4 with flat spirals 5 are introduced into it, each of which is made of oboj concentric coils according to the scheme: the inner coil 9 0.75 0.75 + 10 and the outer coil is rigidly attached to the railing bracket 4 through 7, such as lock 6, while taking into account the following conditions:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

L - расстояние между витками спирали, мм;L is the distance between the turns of the spiral, mm;

D - внутренний диаметр спирали, мм;D is the inner diameter of the spiral, mm;

d - диаметр страховочного троса, мм,d is the diameter of the safety cable, mm,

причем спирали установлены в начале и конце прямолинейных участков, на поворотах и изломах трассы поручней, с шагом, сопоставимым с функциональной досягаемостью вытянутой руки космонавта (фиг. 7).moreover, the spirals are installed at the beginning and end of the straight sections, at the turns and kinks of the rail of the handrail, with a step comparable to the functional reach of the astronaut’s outstretched arm (Fig. 7).

Способ эксплуатации системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта по первому варианту включает прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки 1 со страховочным тросом 2, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции 3 на внешней поверхности космического объекта (фиг. 6), по мере разматывания страховочного троса 2 вводят его между витками 9 и 10 спирали 5, заправляют его внутрь спирали 5 и производят протяжку страховочного троса 2 в направлении передвижения космонавта.The method of operating the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object according to the first embodiment involves attaching a safety winch 1 with a safety rope 2 to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural member 3 on the outer surface of the space object (Fig. 6), as unwinding the safety cable 2 introduce it between the turns 9 and 10 of the spiral 5, tuck it into the spiral 5 and pull the safety cable 2 in the direction of movement of the cosmos navta.

По второму варианту система фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта (фиг. 1), включающая поручни 7, жестко закрепленные на стойках 8 внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку 1 со страховочным тросом 2, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции 3, расположенном на внешней поверхности космического объекта, в нее введены кронштейны 4 с жесткими пластинами 12, в каждой из которых выполнено центральное отверстие, переходящее в кольцевой участок в виде сквозного паза 11 протяженностью 270° по окружности и имеющего прорезь наружного контура жесткой пластины 12 шириной, равной ширине сквозного паза 11, выполненного концентрически с центральным отверстием, при этом учитывают выполнение следующих условий:According to the second option, the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of the space object (Fig. 1), including handrails 7, rigidly mounted on the racks 8 of the outer surface of the space object’s body, a safety winch 1 with a safety cable 2, the free end of which is fixed on the astronaut’s spacesuit on a fixed structural member 3 located on the outer surface of the space object, brackets 4 with rigid plates 12 are inserted into it, in each of which a central hole is made A hole that passes into the annular portion in the form of a through groove 11 extending 270 ° around the circumference and having a cut of the outer contour of the rigid plate 12 with a width equal to the width of the through groove 11 made concentrically with the central hole, taking into account the following conditions:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

L - ширина сквозного паза и прорези наружного контура жесткой пластины, мм;L is the width of the through groove and the slots of the outer contour of the rigid plate, mm;

D - диаметр центрального отверстия, мм;D is the diameter of the Central hole, mm;

d - диаметр страховочного троса, мм,d is the diameter of the safety cable, mm,

причем пластины 12 жестко закреплены на поручнях 7 через кронштейны 4, например, замком 6, и установлены в начале и конце прямолинейных участков, на поворотах и изломах трассы поручней 7, с шагом, сопоставимым с функциональной досягаемостью вытянутой руки космонавта (фиг. 7).moreover, the plates 12 are rigidly fixed to the handrails 7 through brackets 4, for example, by a lock 6, and are installed at the beginning and end of straight sections, at the turns and kinks of the handrail 7, with a step comparable to the functional reach of the cosmonaut's outstretched arm (Fig. 7).

Способ эксплуатации системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта по второму варианту включает прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки 1 со страховочным тросом 2, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции 3 на внешней поверхности космического объекта (фиг. 5), по мере разматывания страховочного троса 2 вводят его через прорезь наружного контура пластины 12 в сквозной паз 11, затем проводят страховочный трос 2 по сквозному пазу 11, заправляют его в центральное отверстие и производят протяжку страховочного троса 2 в направлении передвижения космонавта.The method of operating the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object according to the second embodiment involves attaching a safety winch 1 with a safety cable 2 to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural member 3 on the outer surface of the space object (Fig. 5), as unwinding the safety cable 2 introduce it through the slot of the outer contour of the plate 12 into the through groove 11, then hold the safety cable 2 through the groove 11, tuck it into the center ral hole and pull the safety cable 2 in the direction of movement of the astronaut.

Изобретение может быть использовано для прокладки различных гибких, протяженных по длине изделий разного диаметра: тросов, кабелей, шлангов и др.The invention can be used for laying various flexible, lengthwise products of different diameters: cables, cables, hoses, etc.

Обеспечивается выбор материалов и технологий изготовления: по первому варианту - навивка из прутковых и трубчатых заготовок; по второму варианту - механическая обработка, штамповка, литье.The choice of materials and manufacturing technologies is provided: according to the first option - winding from bar and tubular blanks; according to the second option - machining, stamping, casting.

Figure 00000009
Figure 00000009

Claims (16)

1. Система фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта, включающая поручни, жестко закрепленные на внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку со страховочным тросом, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции, расположенном на внешней поверхности космического объекта, отличающаяся тем, что в нее введены кронштейны с плоскими спиралями, каждая из которых выполнена из сопряженных между собой концентрических витков по схеме: 0,75 внутреннего витка + 0,75 внешнего витка и жестко закреплена на поручнях через кронштейн, при этом учитывают выполнение следующих условий:1. The astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object, including handrails rigidly fixed on the outer surface of the space object’s body, a safety winch with a safety cable fixed to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element located on the outer surface of the space object characterized in that brackets with flat spirals are introduced into it, each of which is made of concentric mating with each other It can be used as follows: 0.75 internal turns + 0.75 external turns and is rigidly fixed to the handrails through the bracket, while taking into account the following conditions: L=[(1,2÷1,4)d]≥(12±2) мм;L = [(1.2 ÷ 1.4) d] ≥ (12 ± 2) mm; D=[(1,4÷1,6)d]≥(30±2) мм, гдеD = [(1.4 ÷ 1.6) d] ≥ (30 ± 2) mm, where L - расстояние между витками спирали, мм;L is the distance between the turns of the spiral, mm; D - внутренний диаметр спирали, мм;D is the inner diameter of the spiral, mm; d - диаметр страховочного троса, мм,d is the diameter of the safety cable, mm, причем плоские спирали установлены в начале и конце прямолинейных участков, на поворотах и изломах трассы поручней, с шагом, сопоставимым с функциональной досягаемостью вытянутой руки космонавта.moreover, flat spirals are installed at the beginning and end of straight sections, at turns and kinks of the rail of the handrail, with a step comparable to the functional reach of the cosmonaut's outstretched arm. 2. Способ эксплуатации системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта, включающий прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки со страховочным тросом, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции на внешней поверхности космического объекта, отличающийся тем, что по мере разматывания страховочного троса вводят его между витками спирали, заправляют его внутрь спирали и производят протяжку страховочного троса в направлении передвижения космонавта.2. A method of operating the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object, including attaching a safety winch with a safety rope to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element on the outer surface of the space object, characterized in that, as the safety rope is unwound, they are introduced it between the turns of the spiral, tuck it into the spiral and pull the safety cable in the direction of the astronaut's movement. 3. Система фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта, включающая поручни, жестко закрепленные на внешней поверхности корпуса космического объекта, закрепленную на скафандре космонавта страховочную лебедку со страховочным тросом, свободный конец которого зафиксирован на неподвижном элементе конструкции, расположенном на внешней поверхности космического объекта, отличающаяся тем, что в нее введены кронштейны с жесткими пластинами, в каждой из которых выполнено центральное отверстие, переходящее в кольцевой участок в виде сквозного паза протяженностью 270° по окружности и имеющий прорезь наружного контура жесткой пластины шириной, равной ширине сквозного паза, выполненного концентрически с центральным отверстием, при этом учитывают выполнение следующих условий:3. The astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of the space object, including handrails rigidly fixed to the outer surface of the space object’s body, a safety winch with a safety cable fixed to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element located on the outer surface of the space object characterized in that brackets with rigid plates are introduced into it, in each of which a central hole is made, passing into the annular section in the form of a through groove with a length of 270 ° around the circumference and having a cut of the outer contour of the rigid plate with a width equal to the width of the through groove made concentrically with the central hole, taking into account the following conditions: L=[(1,2÷1,4)d]≥(12±2) мм;L = [(1.2 ÷ 1.4) d] ≥ (12 ± 2) mm; D=[(1,4÷1,6)d]≥(30±2) мм, гдеD = [(1.4 ÷ 1.6) d] ≥ (30 ± 2) mm, where L - ширина сквозного паза или прорези наружного контура жесткой платины, мм;L is the width of the through groove or slot of the outer contour of the hard platinum, mm; D - диаметр центрального отверстия, мм;D is the diameter of the Central hole, mm; d - диаметр страховочного троса, мм,d is the diameter of the safety cable, mm, причем пластины жестко закреплены на поручнях через кронштейны и установлены в начале и конце прямолинейных участков, на поворотах и изломах трассы поручней, с шагом, сопоставимым с функциональной досягаемостью вытянутой руки космонавта.moreover, the plates are rigidly fixed to the handrails through the brackets and installed at the beginning and end of the straight sections, at the turns and kinks of the handrail, with a step comparable to the functional reach of the astronaut’s outstretched arm. 4. Способ эксплуатации системы фиксации космонавта при передвижении по внешней поверхности космического объекта, включающий прикрепление на скафандре космонавта страховочной лебедки со страховочным тросом, свободный конец которого фиксируют к неподвижному элементу конструкции на внешней поверхности космического объекта, отличающийся тем, что по мере разматывания страховочного троса вводят его через прорезь наружного контура пластины в сквозной паз, затем проводят страховочный трос по сквозному пазу, заправляют его в центральное отверстие и производят протяжку страховочного троса в направлении передвижения космонавта.4. A method of operating the astronaut’s fixation system when moving along the outer surface of a space object, including attaching a safety winch with a safety rope to the astronaut’s spacesuit, the free end of which is fixed to a fixed structural element on the outer surface of the space object, characterized in that, as the safety rope is unwound, they are introduced it through the slot of the outer contour of the plate into the through groove, then hold the safety cable through the through groove, tuck it into the central Erste and produce broach tether in the direction of movement of the astronaut.
RU2016106167A 2016-02-25 2016-02-25 System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions) RU2624895C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106167A RU2624895C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106167A RU2624895C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2624895C1 true RU2624895C1 (en) 2017-07-07

Family

ID=59312579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106167A RU2624895C1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2624895C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4917215A (en) * 1988-08-23 1990-04-17 Grumman Aerospace Corporation Space station transport system for extravehicular activity
RU2053942C1 (en) * 1993-02-11 1996-02-10 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Device for restraining spaceman on space vehicle casing
RU124485U1 (en) * 2012-07-05 2013-01-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" CARBINE OF THE INSURANCE FALL

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4917215A (en) * 1988-08-23 1990-04-17 Grumman Aerospace Corporation Space station transport system for extravehicular activity
RU2053942C1 (en) * 1993-02-11 1996-02-10 Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им.С.П.Королева Device for restraining spaceman on space vehicle casing
RU124485U1 (en) * 2012-07-05 2013-01-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Звезда" имени академика Г.И. Северина" CARBINE OF THE INSURANCE FALL

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O.C. Цыганков. Начало сотрудничества России и США в области внекорабельной деятельности. Пилотируемые полёты в космос, N 1(10), 2014. с.115-117. *
O.S. Tsygankov и др. IAC-02-IAA.10.1.02. Russian-American Cooperation in EVA Area (from Russian Perspective). 53rd International Astronautical Congress. The Word Space - 2002, Houston, Texas. 10-19 Oct 2002. p.4. O.C. Цыганков. Начало сотрудничества России и US в области внекорабельной деятельности. Пилотируемые полёты в космос, N 1(10), 2014. с.115-117. *
O.S. Tsygankov и др. Russian-American Cooperation in EVA Area (from Russian Perspective). 53rd International Astronautical Congress. The Word Space - 2002, Houston, Texas. 10-19 Oct 2002. p.4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1768903B1 (en) In-flight refueling system, damping device and method for damping oscillations in in-flight refueling system components
CN205207337U (en) Lateral positioning device and lateral positioning device combination
EP2955803B1 (en) Mounting assembly for mounting a sheave roller to a cable tray
JP6779240B2 (en) D-ring keeper assembly
JP6113757B2 (en) Self-indexing nut plate
RU2624895C1 (en) System of astronaut fixation while moving along the external surface of space object (versions) and the method of its operation (versions)
RU2624891C1 (en) Cosmonaut fixation system for mobile transportation along space object external surface and method for its operation
US20190070444A1 (en) Fall protection lanyard capable of direct connection to harness webbing
US9709191B2 (en) Underwater support device and installation method for initiating the lateral buckling of a rigid pipe
KR102049134B1 (en) Overhead line tension balancer
US9150284B2 (en) Grabbing apparatus
WO2021090225A1 (en) Rapid protection camming device
CN205524944U (en) Many rotor crafts of scalable foot rest
EP0075055A1 (en) Improved safety harness restraining fixture
US20170088262A1 (en) Release pin and cable actuator for 3 ring release mechanism
US20170283056A1 (en) Return device for retracting a movable attachment device, and an aircraft fitted with such a return device
RU2053942C1 (en) Device for restraining spaceman on space vehicle casing
CN110523018B (en) Climbing safety rope for high-altitude operation tower
RU2560545C2 (en) Individual carrier for astronauts in open space
RU2112715C1 (en) Method of deployment of orbital cable system
Dowling et al. The effect of gravity-propelled interplanetary space travel on the exploration of the solar system- Historical survey, 1961 to 2000
GB2535973A (en) Handle
EP3157813B1 (en) Personnel carrying devices
RU2528504C2 (en) Safety halyard assy for weightlessness conditions
Nakamura The Simplest Tether Control Law in a Small Satellite