RU2641576C1

RU2641576C1 - Ground unit for landing and evacuation of astronauts

Info

Publication number: RU2641576C1
Application number: RU2016137651A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Алеханов; Андрей Вячеславович Волков; Олег Юрьевич Марков; Андрей Алексеевич Первушин; Владимир Иванович Полянский
Original assignee: Акционерное общество "Корпорация "Стратегические пункты управления" АО "Корпорация "СПУ - ЦКБ ТМ"
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2018-01-18

Abstract

FIELD: aviation.

SUBSTANCE: proposed device contains a tower (1), a lifting device (2), a gallery of evacuation (3), power supports (4), a protective structure (5), a crew boarding cabin (not shown), a rotating cabin (7), a stationary cover (8), and a hydraulic drive (9). In the initial position, the lifting device (2) is at the bottom, and the cabin (7) with the cover (8) is moved to the cabin of the space vehicle. The arrived crew is lifted to the landing level by the device (2) and through an elevator hall, a technical zone, a pre-purification zone and a purity zone passes into the space vehicle cabin. In the normal situation after the engines are started, upon the contact sensor, the rotary sections of the cover (8) close, and the cabin (7) is retracted to the extreme position. In the emergency situation, just before the start, the cabin (7) is moved by the hydraulic pneumatic drive (9) to the head part of the carrier, from which the crew from the gallery (3) is moved into the protective structure (5).

EFFECT: providing protection of space vehicle cabin against unfavourable environmental factors, improved safety of astronauts' evacuation in emergency situations and improved quality of crew cleaning, calculation, portable equipment, and tooling before servicing of the space vehicle cabin.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области предохранительных и аварийных устройств космических аппаратов, применяющихся при подготовке космических кораблей (КК) к запуску на стартовой позиции космодрома, и может быть использовано в качестве наземного агрегата посадки и эвакуации космонавтов (НАПЭК).The invention relates to the field of safety and emergency devices of spacecraft used in the preparation of spacecraft (SC) for launch at the launch site of the cosmodrome, and can be used as a ground unit for landing and evacuation of astronauts (NAPEC).

Известен НАПЭК, содержащий башню с лифтами, поворотными площадками и мостиком с чистой камерой, который подводится к КК для посадки и эвакуации экипажа, при этом на башне закреплены пять стальных канатов, каждый из которых заканчивается около отдельного защитного бункера, причем на каждом канате подвешены по две двухместные плоскодонные корзины, сплетенные из прочного материала, при этом корзины оборудованы тормозными устройствами, а у концов канатов смонтированы ограничительные сетки [1]. Данный агрегат нашел применение в посадочно-спасательном комплексе космодрома по программе «Спейс-Шаттл» США для МТКК. Он работает в двух режимах, при этом режим посадки обеспечивают лифты, размещенные в башне, а режим эвакуации осуществляется канатным способом, т.е. по заранее установленному графику космонавты разделяются по корзинам, которые занимают по команде в случае аварии, и опускаются в помещение защитного бункера. Однако данному НАПЭК свойственны и недостатки, среди которых основными являются отсутствие защиты кабины КК от действия факторов внешней среды (снега, дождя, пыльной бури) при ее обслуживании и отличие температуры в ней от заданного значения; низкий уровень безопасности космонавтов при эвакуации в аварийных случаях; сравнительно низкое качество очистки экипажа, расчета, переносимого оборудования и оснастки перед обслуживанием кабины КК.Known NAPEC, containing a tower with elevators, turntables and a bridge with a clean camera that leads to the spacecraft for landing and evacuation of the crew, with five steel ropes fixed to the tower, each of which ends near a separate protective bunker, with each rope suspended two double flat-bottomed baskets woven from durable material, while the baskets are equipped with braking devices, and restrictive grids are mounted at the ends of the ropes [1]. This unit was used in the landing and rescue complex of the cosmodrome under the US Space Shuttle program for the MTKK. It operates in two modes, while the landing mode is provided by elevators located in the tower, and the evacuation mode is carried out by a cable way, i.e. according to a predetermined schedule, the astronauts are divided into baskets, which they occupy on command in case of an accident, and are lowered into the premises of the protective bunker. However, this NAPEC also has drawbacks, among which the main ones are the lack of protection of the spacecraft cabin from environmental factors (snow, rain, dust storm) during its maintenance and the difference in temperature from the set value; low level of safety of astronauts during evacuation in emergency cases; the relatively low quality of crew cleaning, calculation, portable equipment and equipment before servicing the spacecraft cabin.

Требуемый технический результат изобретения заключается в обеспечении защиты кабины КК от действия факторов внешней среды (снега, дождя, пыльной бури) при ее обслуживании и поддержании вокруг нее постоянной температуры, повышении безопасности эвакуации космонавтов при возникновении аварийных ситуаций и повышении качества очистки экипажа, расчета, переносного оборудования и оснастки перед обслуживанием кабины КК.The required technical result of the invention is to protect the spacecraft cockpit from environmental factors (snow, rain, dust storm) during its maintenance and maintain a constant temperature around it, increase the safety of astronaut evacuation in emergency situations and improve the quality of crew cleaning, calculation, portable equipment and rigging before servicing the KK cabin.

Поставленный технический результат достигается тем, что в наземном агрегате посадки и эвакуации космонавтов, содержащем башню с лифтами, поворотную кабину, кабину посадки экипажа, устройство эвакуации и защитное сооружение с тормозными устройствами, причем указанная башня установлена и закреплена на стартовой позиции космодрома, кабина посадки экипажа соединена с названной башней, а устройство эвакуации соединено с поворотной кабиной и защитным сооружением, введен стационарный чехол, выполненный в виде ферменной металлоконструкции, содержащий неподвижную часть и две поворотные секции и функционально соединенный с поворотной кабиной; кабина посадки снабжена камерой предварительной очистки экипажа и расчета и камерой предварительной очистки переносного оборудования и оснастки, а устройство эвакуации выполнено в виде галереи эвакуации, содержащей желоб цилиндрической формы, в котором смонтированы металлический склиз, лестница и смачивающее устройство.The technical result is achieved by the fact that in the ground unit for landing and evacuation of astronauts containing a tower with elevators, a rotary cockpit, a cockpit, an evacuation device and a protective structure with braking devices, and this tower is installed and fixed at the starting position of the cosmodrome, a crew booth connected to the aforementioned tower, and the evacuation device is connected to a rotary cabin and a protective structure, a stationary cover is introduced, made in the form of a truss metal structure, comprising a fixed part and two rotary sections and functionally connected to a rotary cab; the landing booth is equipped with a crew pre-cleaning and calculation chamber and a preliminary cleaning chamber for portable equipment and rigs, and the evacuation device is made in the form of an evacuation gallery containing a cylindrical gutter in which a metal skid, a ladder and a wetting device are mounted.

На фиг. 1 показан внешний вид НАПЭК (вид сбоку). На фиг. 2 изображено размещение элементов НАПЭК (вид сверху). На фиг. 3 представлена кабина посадки НАПЭК (вид сверху).In FIG. 1 shows the appearance of NAPEC (side view). In FIG. 2 shows the placement of NAPEC elements (top view). In FIG. Figure 3 shows the NAPEC landing booth (top view).

НАПЭК содержит (фиг. 1) башню 1, устройство подъема 2, галерею эвакуации 3, силовые опоры 4, защитное сооружение 5, кабину посадки экипажа 6, поворотную кабину 7, стационарный чехол 8 и гидропривод 9, причем башня 1 предназначена для функционального соединения устройства подъема 2, кабины посадки экипажа 6, поворотной кабины 7 и гидропривода 9. Башня представляет собой конструкцию, состоящую из 4-х колонн, выполненных в виде сварных балок крестообразного сечения, связанных посредством плоских рам и подкосов вдоль всей высоты башни. С противоположной стороны от поворотной кабины к башне идут подкосы, выполненные в виде сварных балок коробчатого сечения, позволяющие компенсировать опрокидывающий и крутящий моменты, возникающие при движении кабины, а также газодинамическое воздействие на башню при запуске КК. Устройство подъема 2 представляет собой вертикальную шахту и подъемник, предназначено для подъема и опускания экипажа и расчета с использованием двух грузопассажирских лифтов. Галерея эвакуации 3 выполнена в виде желоба цилиндрической формы, в котором смонтированы металлический склиз, лестница и смачивающее устройство. Галерея эвакуации 3 по своей длине крепится к башне 1, силовым опорам 4 между башней 1 и защитным сооружением 5. Галерея эвакуации 3 предназначена для эвакуации экипажа и расчета от кабины КК (не показана) до защитного сооружения 5. Защитное сооружение 5 представляет собой железобетонное укрытие, заглубленное в землю, функционально соединено с галереей эвакуации 3 и предназначено для укрытия экипажа и обслуживающего персонала во время аварийной ситуации. Силовые опоры 4 выполнены в виде ферменной металлоконструкции из труб прямоугольного сечения. В верней части опор имеется опорно-поворотное кольцо (не показано), позволяющее удерживать галерею эвакуации 3. Кабина посадки экипажа 6 (фиг. 2) представляет собой закрытое помещение, предназначенное для размещения зон предварительной очистки экипажа и расчета 10 (фиг. 3) и оборудования 11 (фиг. 3), функционально соединенное с поворотной кабиной 7 через шлюзовую камеру 16 (фиг. 3), а с устройством подъема 2 посредством лифтового холла 12 (фиг. 3) и технической зоны 13 (фиг. 3). Поворотная кабина 7 выполнена в виде короба квадратного сечения с закрепленным на нем стыковочным рукавом 15 (фиг. 15). Предназначена для посадки экипажа непосредственно в кабину КК, а также эвакуации экипажа. Функционально соединена с башней 1, галереей эвакуации 3, стационарным чехлом 8, гидропневмоприводом 9 и кабиной посадки экипажа б. Кроме того, в поворотной кабине расположена камера чистоты 14 (фиг. 3). Стационарный чехол 8 выполнен в виде ферменной металлоконструкции, состоит из неподвижной части и двух поворотных секций. Предназначен для обслуживания непосредственно кабины КК, создания и поддержания постоянной температуры вокруг нее. Функционально соединен с поворотной кабиной 7. Гидропневмопривод 9 предназначен для подвода/отвода поворотной кабины 7 к/от кабины КК. Все перечисленные элементы НАПЭК серийно выпускаются отечественной промышленностью, технология их изготовления считается отработанной.NAPEC contains (Fig. 1) a tower 1, a lifting device 2, an evacuation gallery 3, power supports 4, a protective structure 5, a crew boarding cabin 6, a rotary cabin 7, a stationary cover 8 and a hydraulic actuator 9, and the tower 1 is designed for the functional connection of the device lift 2, a crew boarding cabin 6, a rotary cockpit 7 and a hydraulic drive 9. The tower is a structure consisting of 4 columns made in the form of welded cross-section beams connected by flat frames and struts along the entire height of the tower. On the opposite side from the swivel cabin to the tower there are struts made in the form of welded box-section beams, which make it possible to compensate for the overturning and torque moments that arise when the cabin moves, as well as the gas-dynamic effect on the tower when the spacecraft is launched. Lifting device 2 is a vertical shaft and elevator, designed to raise and lower the crew and calculation using two freight and passenger lifts. The evacuation gallery 3 is made in the form of a cylindrical gutter in which a metal skid, a ladder and a wetting device are mounted. The evacuation gallery 3 is attached along its length to the tower 1, the power supports 4 between the tower 1 and the protective structure 5. The evacuation gallery 3 is designed to evacuate the crew and calculate from the KK cockpit (not shown) to the protective structure 5. The protective structure 5 is a reinforced concrete shelter buried in the ground, functionally connected to the evacuation gallery 3 and is designed to shelter the crew and maintenance personnel during an emergency. Power supports 4 are made in the form of truss metal structures of rectangular pipes. In the upper part of the supports there is a slewing ring (not shown) that allows you to hold the evacuation gallery 3. The crew booth 6 (Fig. 2) is a closed room designed to accommodate crew pre-cleaning zones and calculation 10 (Fig. 3) and equipment 11 (Fig. 3), functionally connected to the rotary cabin 7 through the lock chamber 16 (Fig. 3), and with a lifting device 2 through the elevator hall 12 (Fig. 3) and technical area 13 (Fig. 3). The rotary cab 7 is made in the form of a box of square cross section with a docking sleeve 15 fixed on it (Fig. 15). Designed for boarding the crew directly into the spacecraft cockpit, as well as the evacuation of the crew. Functionally connected to tower 1, evacuation gallery 3, stationary cover 8, hydraulic actuator 9 and crew boarding b. In addition, a purity chamber 14 is located in the rotary cab (Fig. 3). The stationary case 8 is made in the form of a truss metal structure, consists of a fixed part and two rotary sections. Designed for servicing the KK cabin directly, creating and maintaining a constant temperature around it. Functionally connected to the rotary cab 7. Hydropneumatic actuator 9 is designed for supply / removal of the rotary cab 7 to / from the KK cab. All of these elements of NAPEC are serially produced by domestic industry, the technology of their manufacture is considered exhausted.

Агрегат посадки и эвакуации космонавтов функционирует следующим образом.The unit of landing and evacuation of astronauts operates as follows.

В исходном положении устройство подъема 2 находится на нижнем уровне, поворотная кабина 7 со стационарным чехлом подведена к кабине КК. Подъехавший на спецтранспорте экипаж поднимается с нижнего уровня на уровень посадки при помощи устройства подъема 2. На уровне посадки от устройства подъема 2 через лифтовой холл 12, техническую зону 13, зоны предварительной очистки 10 и 11 и зону чистоты 14 экипаж проходит в кабину КК. Поворотные секции стационарного чехла 8 раскрываются, поворотная кабина 7 отводится на промежуточный угол (~20°).In the initial position, the lifting device 2 is at the lower level, the rotary cabin 7 with a stationary cover is brought to the KK cabin. The crew arriving in special vehicles rises from the lower level to the landing level using the lifting device 2. At the landing level from the lifting device 2 through the elevator hall 12, technical zone 13, pre-treatment zones 10 and 11 and cleanliness zone 14, the crew passes into the spacecraft cabin. The swivel sections of the stationary cover 8 are opened, the swivel cab 7 is diverted to an intermediate angle (~ 20 °).

При штатной ситуации после пуска двигателей ракетно-космического носителя по датчику контакта поворотные секции стационарного чехла 8 смыкаются, поворотная кабина 7 отводится в крайнее положение.In a normal situation, after starting the rocket-space carrier engines by the contact sensor, the rotary sections of the stationary cover 8 are closed, the rotary cabin 7 is withdrawn to the extreme position.

При аварийной ситуации непосредственно перед пуском ракетно-космического носителя поворотная кабина 7 при помощи гидропневмопривода 9 подводится к головной части ракетно-космического носителя. Экипаж покидает головную часть и по галерее эвакуации 3 перемещается в защитное сооружение 5. Весь путь эвакуации занимает 230 с. In an emergency situation, immediately before the launch of the space rocket, the rotary cabin 7 is connected with the hydraulic actuator 9 to the head of the space rocket. The crew leaves the head part and moves through the evacuation gallery 3 to the protective structure 5. The entire evacuation route takes 230 s.

Таким образом, введение стационарного чехла защищает кабину КК от действий факторов среды и обеспечивает вокруг нее постоянную температуру, необходимую для точных измерений исходного состояния перед запуском, применение камер предварительной очистки экипажа и расчета, переносного оборудования и оснастки позволило обеспечить требуемую чистоту кабины КК и при большом числе космонавтов, а использование металлического желоба в устройстве эвакуации обеспечит заданный уровень безопасности при эвакуации космонавтов, чем и достигается требуемый результат.Thus, the introduction of a stationary cover protects the spacecraft cabin from environmental factors and provides a constant temperature around it, which is necessary for accurate measurements of the initial state before starting, the use of crew pre-cleaning and calculation chambers, portable equipment and accessories made it possible to ensure the required cleanliness of the spacecraft cabin even with large the number of astronauts, and the use of a metal gutter in the evacuation device will provide a given level of safety during the evacuation of astronauts, which is achieved by three required result.

Источники, принятые во вниманиеSources taken into account

[1]. Стартово-посадочные комплексы для МТКК "Спейс-Шаттл». М., ЦНТИ «Поиск», серия Ш, №2, ГОНТИ -12, 1979, листы 18, 21-23.[one]. Launching complexes for the Space Shuttle MTKK. M., Central Scientific Research Institute "Search", series Sh, No. 2, GONTI -12, 1979, sheets 18, 21-23.

Claims

An astronaut’s ground landing and evacuation unit comprising a tower with elevators, a rotary cabin, a crew landing cabin, an evacuation device, a protective structure with braking devices, the tower being installed and fixed at the launch site of the cosmodrome, the crew landing cabin is connected to the named tower, and the evacuation device connected to a rotary cab and a protective structure, characterized in that a stationary cover is introduced, made in the form of a truss metal structure, containing a fixed part and two pivots company sections and functionally connected to the rotary cabin, while the landing cabin is equipped with a crew pre-cleaning and calculation chamber and a preliminary cleaning chamber for portable equipment and equipment, and the evacuation device is made in the form of an evacuation gallery containing a cylindrical gutter in which a metal skid is mounted, a ladder and a wetting device.