RU2688630C2 - Space platform - Google Patents
Space platform Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688630C2 RU2688630C2 RU2016139998A RU2016139998A RU2688630C2 RU 2688630 C2 RU2688630 C2 RU 2688630C2 RU 2016139998 A RU2016139998 A RU 2016139998A RU 2016139998 A RU2016139998 A RU 2016139998A RU 2688630 C2 RU2688630 C2 RU 2688630C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- instrument compartment
- spacecraft
- engines
- panels
- space platform
- Prior art date
Links
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 7
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 2
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 abstract 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической отрасли при производстве космических аппаратов (КА).The invention relates to the rocket and space industry in the manufacture of spacecraft (SC).
Космическая платформа (КП) представляет собой конструктивно и функционально обособленный модуль, объединяющий служебные подсистемы обеспечивающие работу полезной нагрузки. В процессе создания КА, КП объединяется с полезной нагрузкой, которая также представляет собой конструктивно и функционально обособленный модуль. Полезная нагрузка объединяет бортовые ретрансляторы, антенны и все другие элементы, которые непосредственно обеспечивают решение целевой задачи по ретрансляции информации конкретного КА в соответствии с необходимыми требованиями. Поскольку каждый конкретный КА имеет свой собственный частотный план<и зоны обслуживания, а для его ретранслятора определена своя схема, количество транспондеров и их энергетические характеристики, то полезная нагрузка для каждого КА является уникальной. Решаемые КП задачи являются общими для целого ряда близких по характеристикам КА одного класса, поэтому она является унифицированным элементом, общим для всего ряда и имеющим стандартные выходные характеристики и интерфейсы. Общими для ряда однотипных КА должны являться только основные принципы построения полезной нагрузки и интерфейсы с КП, которые являются основным условием возможности применения для создания КА на основе одной из унифицированных платформ. Модульное построение позволяет в пределах конструкции стандартной КП получать различные модификации, наиболее полно удовлетворяющие требованиям конкретных КА, создаваемых на основе КП.The space platform (CP) is a structurally and functionally separate module that combines the service subsystems that ensure the work of the payload. In the process of creating a spacecraft, a gearbox is combined with a payload, which is also a structurally and functionally separate module. The payload combines the airborne repeaters, antennas and all other elements that directly provide the solution to the target task of relaying information of a specific spacecraft in accordance with the necessary requirements. Since each specific spacecraft has its own frequency plan <and service areas, and its own transponder has its own scheme, number of transponders and their energy characteristics, the payload for each spacecraft is unique. The problems solved by the KP are common for a number of similar class spacecraft of the same class, therefore it is a unified element common to the whole series and having standard output characteristics and interfaces. Only basic principles for constructing a payload and interfaces with gearboxes, which are the main condition for the possibility of creating a spacecraft based on one of the unified platforms, should be common to a number of similar types of spacecraft. The modular construction allows, within the framework of the standard KP design, to obtain various modifications that best meet the requirements of specific spacecraft created on the basis of the KP.
Единая конструктивная основа платформ негерметичного исполнения представляет собой силовую конструкцию корпуса (СКК) выполненную в виде сетчатой конструкции из композиционных материалов, с установленными на ней:The unified structural base of unpressurized platforms is the power structure of the body (SCC) made in the form of a mesh structure made of composite materials, with installed on it:
- поворотными крыльями солнечных батарей (БС);- pivoting wings of solar batteries (BS);
- устройств отделения;- separation devices;
- баков хранения рабочего тела;- storage tanks of the working fluid;
- приборным отсеком, с приборами и оборудованием служебных систем, двигательными установками (Космическая платформа [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Kocмичecкaя_плaтфopмa, свободный. - Загл. с экрана).- instrument compartment, with instrumentation and equipment of service systems, propulsion systems (Space platform [Electronic resource]. - Access mode: https://ru.wikipedia.org/wiki/Kocmicheskaya_platform, free. - Title from the screen).
Для обеспечения простой интеграции с различными модулями полезных нагрузок (МПН), соответствующих различным КА, КП имеет простые и четко определенные унифицированные интерфейсы, включая:To provide easy integration with various payload modules (MPN) corresponding to different spacecraft, the control panel has simple and well-defined unified interfaces, including:
- механический интерфейс;- mechanical interface;
- электрический интерфейс;- electrical interface;
- тепловой интерфейс;- thermal interface;
- информационный интерфейс.- information interface.
Построение и характеристики интерфейсов универсальные и обеспечивают возможность интеграции с МПН различных КА, которые соответствуют диапазону интерфейсных требований платформы.The design and characteristics of the interfaces are universal and provide the possibility of integration with various types of spacecraft MPN, which meet the range of interface requirements of the platform.
Все интерфейсы расположены в зонах стыковки конструкций платформы и полезной нагрузки, и к ним обеспечивается легкий доступ на всех этапах наземной эксплуатации.All interfaces are located in the docking areas of the platform and payload, and they are easily accessible at all stages of ground operation.
Для установки КА на средство выведения, КП имеет унифицированный интерфейс.To install the spacecraft on the inference engine, the control panel has a unified interface.
Интерфейс со средством выведения используется также для стыковки с наземным транспортировочным и технологическим оборудованием в процессе работ по сборке, интеграции и испытаниям платформы и КА в целом, а также транспортировке и подготовке на полигоне запуска.The interface with the launch vehicle is also used for docking with the ground transportation and process equipment during assembly, integration and testing of the platform and the spacecraft in general, as well as transportation and preparation at the launch site.
КП имеет в своем составе бортовые системы, способные обеспечить функционирование КА на участке выведения на орбиту, дрейфа и установки в заданную точку орбиты, выполнения целевых задач в течение срока эксплуатации:KP incorporates onboard systems capable of ensuring the functioning of the spacecraft at the site of launching into orbit, drift and installation at a given point of the orbit, and the fulfillment of targets during the service life:
- общее управление работой всех подсистем и оборудования и взаимодействие с наземным комплексом управления;- General management of all subsystems and equipment and interaction with the ground control complex;
- перевод платформы из стартовой конфигурации в рабочую;- transfer of the platform from the starting configuration to the working one;
- ориентация и стабилизация корпуса КА с требуемыми точностями;- orientation and stabilization of the spacecraft body with the required accuracy;
- удержание КА в заданной точке орбиты с требуемыми точностями;- retention of the spacecraft at a given point of the orbit with the required precision;
- формирование управляющих сил и моментов в процессе ориентации, стабилизации КА и управления его движением;- formation of controlling forces and moments in the process of orientation, stabilization of the spacecraft and control of its movement;
- электропитание всех подсистем платформы и МПН во всех режимах эксплуатации; -поддержание температурных режимов всех элементов КП и МПН в заданных пределах;- power supply of all subsystems of the platform and MPN in all modes of operation; -support of temperature regimes of all elements of the KP and MPN within the specified limits;
- поддержание всех элементов КА в требуемом взаимном положении на всех этапах эксплуатации и защита от внешних воздействий;- maintaining all the elements of the spacecraft in the desired mutual position at all stages of operation and protection from external influences;
- обеспечение проведения наземной отработки и испытаний КА и его бортовых систем, взаимодействия с наземным испытательным оборудованием.- ensuring the conduct of ground testing and testing of the spacecraft and its onboard systems, interaction with ground-based test equipment.
Из предшествующего уровня техники известна «Многоцелевая служебная платформа для создания космических аппаратов» (патент на изобретение RU №2375267, B64G 1/10, B64G 1/22, опубликованный 10.12.2009), платформа содержит модуль служебной аппаратуры в форме прямоугольного параллелепипеда, образованного торцевой платой и четырьмя боковыми платами. Внутри установлены две промежуточные платы делящие модуль на три отсека для служебной аппаратуры. На боковой плате смонтированы антенны и приборы системы ориентации, стабилизации. На одной из плат смонтированы узлы стыковки с системой отделения. Двигательная установка смонтирована в районе предполагаемого центра масс. Панели БС смонтированы на выступающих за пределы модуля кронштейнах. Узлы установки МПН расположены на свободных торцах боковых плат модуля и выступающих кронштейнах. Причем приборы целевой аппаратуры полезной нагрузки располагаются в пространстве между БС и свободной зоной модуля со стороны открытой его части.From the prior art known "Multi-purpose service platform for the creation of spacecraft" (patent for invention RU No. 2375267, B64G 1/10, B64G 1/22, published 12/12/2009), the platform contains a module of service equipment in the form of a rectangular parallelepiped board and four side boards. Inside there are two intermediate boards dividing the module into three compartments for service equipment. Antennas and devices of the orientation and stabilization system are mounted on the side plate. On one of the boards are mounted docking units with the separation system. The propulsion system is mounted in the area of the proposed center of mass. BS panels are mounted on brackets protruding beyond the module. The units of the installation MPN are located on the free ends of the side plates of the module and protruding brackets. Moreover, the devices of the target equipment of the payload are located in the space between the BS and the free zone of the module from the side of its open part.
Недостатками данного технического решения являются:The disadvantages of this technical solution are:
- ограничение требуемой максимально допустимой массы КА, созданного на основе данной КП-аналога;- restriction of the required maximum permissible mass of a spacecraft created on the basis of this KP-analogue;
- невозможность выведения КА с промежуточной орбиты на требуемую.- the impossibility of removing the spacecraft from the intermediate orbit to the desired one.
В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрана «Космическая платформа» (патент на изобретение RU№2569658, B64G 1/00, опубликованный 27.11.2015), содержащая СКК, выполненную в виде пространственной сетчатой конструкции из композиционных материалов, на которой размещен приборный отсек, образованный из скрепленных между собой панелей, причем некоторые из них являются панелями-радиаторами. Со стороны приборного отсека, на торце СКК размещены узлы стыковки с системой отделения, а внутри СКК расположены баки хранения рабочего тела для двигателей систем коррекции (СК), ориентации и стабилизации (СОС). Внутри и снаружи приборного отсека расположены приборы и оборудование служебных систем. Снаружи на приборном отсеке размещаются: двигатели СК, СОС, узлы установки модуля полезной нагрузки, поворотные крылья БС, складываемые в стартовом состоянии, закрепленные симметрично с двух противоположных сторон приборного отсека с помощью штанг к устройствам поворота, причем крылья БС выполнены в виде плоских панелей, скрепленных между собой.As the closest analogue (prototype), the “Space platform” was selected (patent for invention RU№2569658, B64G 1/00, published 11/27/2015), containing a CCM, made in the form of a spatial network structure made of composite materials, on which the instrument compartment is placed, formed from the panels fastened among themselves, and some of them are panels radiators. From the side of the instrument compartment, at the end of the CCM, docking units with the separation system are located, and inside the CCM there are tanks for storing the working fluid for the engines of correction systems (CK), orientation and stabilization (CAS). Inside and outside the instrument compartment there are instruments and equipment of service systems. Outside on the instrument compartment are placed: engines SK, SOS, units of installation of the module of the payload, rotating wings BS, folding in the starting state, fixed symmetrically from two opposite sides of the instrument compartment with rods to the devices turn, and BS wings are made in the form of flat panels, fastened together.
Базовый состав КП-прототипа:The basic composition of the KP prototype:
- конструкция КП;- design KP;
- бортовой комплекс управления (БКУ);- onboard control complex (BKU);
- система ориентации и стабилизации;- orientation and stabilization system;
- система электропитания;- power supply system;
- система коррекции;- correction system;
- система терморегулирования (СТР);- thermal control system (CTP);
- система навигации и управления движением;- navigation and motion control system;
- механические устройства и конструкция КП;- mechanical devices and design KP;
- бортовая кабельная сеть.- onboard cable network.
Ряд существенных недостатков, характерных для прототипа, заключается в следующем:A number of significant drawbacks characteristic of the prototype, is as follows:
- ограничение требуемой максимально допустимой массы КА, созданного на основе данной КП-прототипа;- limiting the required maximum permissible mass of a spacecraft created on the basis of a given prototype KP;
- невозможность выведения КА с промежуточной орбиты на требуемую.- the impossibility of removing the spacecraft from the intermediate orbit to the desired one.
При создании КА на основе заявляемой КП основными требованиями являются:When creating a spacecraft based on the claimed KP, the main requirements are:
1. Увеличение предоставляемых полезной нагрузке энергомассовых ресурсов за счет внедрения схемы и средств довыведения космического аппарата:1. Increasing the energy and mass resources provided to the payload due to the introduction of a scheme and means of increasing the output of a spacecraft:
- общая масса КА на базе данной КП - до 5000 кг;- the total mass of the spacecraft on the basis of this gearbox is up to 5,000 kg;
- энергопотребление полезной нагрузки - до 18 кВт;- payload power consumption - up to 18 kW;
- тепловыделение полезной нагрузки - до 10 кВт.- heat release of the payload - up to 10 kW.
2. Реализация этапа довыведения КА с промежуточной геопереходной (ГПО) орбиты в рабочую точку геостационарной орбиты (ГСО) за счет использования двигателей электрореактивной двигательной установки.2. The implementation of the stage of additional spacecraft delivery from the intermediate geo-transfer orbit to the operating point of the geostationary orbit (GSO) due to the use of electric propulsion engines.
3. Применение новых, более эффективных приборов, оборудования и технических решений бортовых систем.3. The use of new, more efficient instruments, equipment and technical solutions of onboard systems.
4. Проведение летных испытаний бортового оборудования, бортовых систем и КА в целом на протяжении всего срока активного существования (САС) с целью обеспечения отладки и прогнозирования любых типов отказов, впоследствии обеспечивая создание надежных приборов.4. Carrying out flight tests of onboard equipment, onboard systems and spacecraft in general throughout the entire active life (CAC) period in order to ensure debugging and prediction of any types of failures, subsequently ensuring the creation of reliable instruments.
5. САС - не менее 15 лет на ГСО.5. SED - at least 15 years in the GSO.
6. Точность ориентации связанных осей КА (крен, тангаж, рыскание -±0,07°).6. The accuracy of the orientation of the associated axes of the spacecraft (roll, pitch, yaw - ± 0.07 °).
7. Точность удержания в заданной орбитальной позиции (не более ±0,05°по долготе и широте в течение всего САС).7. Accuracy of holding in a given orbital position (no more than ± 0.05 ° in longitude and latitude during the entire SAS).
Задачами, на решение которых направлено заявляемое техническое решение являются: улучшение технических и эксплуатационных характеристик КП, увеличение максимальной массы КА, созданного на базе данной КП, возможность довыведения с ГПО в рабочую точку ГСО, увеличение функциональности и мощности целевой аппаратуры КА.The tasks addressed by the claimed technical solution are: improving the technical and operational characteristics of the gearbox, increasing the maximum mass of the spacecraft created on the basis of this spacecraft, the ability to reach the operational point of the spacecraft, increasing the functionality and power of the target spacecraft equipment.
Задачи решаются за счет того, что заявленная КП содержит СКК, выполненную в виде сетчатой конструкции из композиционных материалов, на которой размещен приборный отсек, при этом торцы СКК выступают за плоскости панелей приборного отсека. На торцах СКК размещены узлы стыковки с системой отделения и полезной нагрузкой, а внутри СКК расположены баки хранения рабочего тела для двигателей СК, СОС. Приборный отсек выполнен из скрепленных между собой панелей, причем некоторые из них являются панелями-радиаторами. Внутри и снаружи приборного отсека размещаются приборы и оборудование бортовых служебных систем. Снаружи на приборном отсеке размещаются: двигатели СОС, узлы стыковки с полезной нагрузкой, поворотные крылья БС, складываемые в стартовом состоянии, закрепленные симметрично с двух противоположных сторон приборного отсека с помощью штанг к устройствам поворота крыльев БС, причем крылья БС выполнены в виде плоских панелей, скрепленных между собой. Также КП содержит двигатели, обеспечивающие довыведение КА на ГСО, размещенные снаружи приборного отсека, способные изменять свое положение.Tasks are solved due to the fact that the claimed KP contains a CCM, made in the form of a mesh structure made of composite materials, on which the instrument compartment is located, with the ends of the CCM protruding beyond the plane of the instrument compartment panels. At the ends of the CCM there are docking units with a separation system and a payload, and inside the CCM there are tanks for storing the working medium for SC and SOS engines. The instrument compartment is made of panels fastened together, some of which are radiator panels. Instruments and equipment of onboard service systems are placed inside and outside the instrument compartment. Outside on the instrument compartment are placed: SOS engines, docking units with payload, BS turning wings folded in the starting state, fixed symmetrically from two opposite sides of the instrument compartment using rods to BS wing turning devices, with BS wings made in the form of flat panels, fastened together. The gearbox also contains engines providing dovdedevanie KA on GSO, located outside the instrument compartment, capable of changing their position.
Техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков, являются:Technical results provided by the above set of features are:
- увеличение максимально допустимой массы КА на базе данной КП за счет усовершенствования СКК;- an increase in the maximum permissible mass of a spacecraft on the basis of this KP due to the improvement of the CCM;
- довыведение КА с промежуточной орбиты в рабочую точку ГСО за счет использования двигателей электрореактивной двигательной установки;- dovvydevanie KA from intermediate orbit to the operating point of the GSO due to the use of engines of electro-jet propulsion;
- увеличение функциональности и мощности целевой аппаратуры за счет увеличения максимальной массы КА;- increase the functionality and power of the target equipment by increasing the maximum mass of the spacecraft;
- создание универсальной платформы сверхтяжелого класса;- The creation of a universal platform super heavy class;
- уменьшение сроков и стоимости работ по адаптации КА к средствам выведения.- reducing the time and cost of work on the adaptation of the spacecraft to the launch vehicles.
Заявляемая космическая платформа поясняется чертежами, на которых изображено:The claimed space platform is illustrated by drawings, which depict:
- на фиг. 1 - вид общий (стартовое состояние КП в аксонометрической проекции);- in fig. 1 - general view (starting state of the gearbox in axonometric projection);
- на фиг. 2 - вид общий (стартовое состояние КП в аксонометрической проекции); - in fig. 2 - general view (starting state of the gearbox in axonometric projection);
- на фиг. 3 - вид снизу общий (стартовое состояние КП в аксонометрической проекции);- in fig. 3 - a general view from below (starting state of the gearbox in axonometric projection);
- на фиг. 4 - размещение баков хранения рабочего тела для двигательных установок.- in fig. 4 - placement of storage tanks for working fluid for propulsion systems.
КП содержит СКК 1, выполненную в виде сетчатой конструкции из композиционных материалов, на которой размещен приборный отсек 2, при этом торцы СКК 1 выступают за плоскости панелей приборного отсека 2. На торцах СКК 1 размещены узлы стыковки 3, 10 с системой отделения и полезной нагрузкой, а внутри СКК 1 расположены баки 4, 5 хранения рабочего тела для двигателей 6, 7 СК, СОС. Приборный отсек 2 выполнен из скрепленных между собой панелей, причем некоторые из них являются панелями-радиаторами 8. Внутри и снаружи приборного отсека 2 размещаются приборы и оборудование 9 бортовых служебных систем. Снаружи на приборном отсеке 2 размещаются: двигатели 7 СОС, узлы стыковки 10 с полезной нагрузкой, поворотные крылья 11 БС, складываемые в стартовом состоянии, закрепленные симметрично с двух противоположных сторон приборного отсека 2 с помощью штанг 12 к устройствам 13 поворота крыльев 11 БС, причем крылья 11 БС выполнены в виде плоских панелей, скрепленных между собой. Также КП содержит двигатели 14, обеспечивающие довыведение КА на ГСО, размещенные снаружи приборного отсека 2, способные изменять свое положение.KP contains
С целью совершенствования и повышения удельных характеристик КА в целом, изменен состав КП-прототипа заменой части оборудования системы электропитания, БКУ, СК более новым оборудованием, с других КА производства АО «ИСС», а также модернизирована СКК.In order to improve and improve the specific characteristics of the spacecraft as a whole, the composition of the prototype KP was changed by replacing a part of the power supply equipment, the control center, the ICS with newer equipment, from other spacecraft manufactured by JSC “ISS”, and also upgraded the CCM.
Таким образом, определен следующий состав КП, удовлетворяющий требованиям при проектировании:Thus, the following composition of KP is determined, which meets the requirements for design:
- конструкция КП;- design KP;
- бортовой комплекс управления;- onboard control complex;
- система электропитания;- power supply system;
- система ориентации и стабилизации;- orientation and stabilization system;
- система коррекции;- correction system;
- система терморегулирования;- thermal control system;
- бортовая кабельная сеть;- onboard cable network;
- механические устройства БС;- BS mechanical devices;
- устройство отделения.- separation device.
Конструкция КП предназначена:KP design is designed:
- для размещения и обеспечения требуемого взаимоположения оборудования служебной аппаратуры на всех этапах наземной и летной эксплуатации КА;- to accommodate and ensure the required interposition of the equipment of service equipment at all stages of ground and flight operations of the spacecraft;
- для обеспечения необходимых значений уровней механических нагружений на всех этапах изготовления, наземной и летной эксплуатации КА;- to ensure the necessary values of the levels of mechanical loading at all stages of manufacturing, ground and flight operation of the spacecraft;
- для размещения элементов СТР, позволяющих обеспечить необходимую температуру посадочных поверхностей оборудования КП;- to accommodate the elements of the CTP, allowing to provide the necessary temperature of the seating surfaces of the equipment KP;
- для обеспечения интерфейсов с антенно-фидерным устройством;- to provide interfaces with antenna-feeder device;
- для обеспечения интерфейсов с КП с разгонным блоком (РБ);- to provide interfaces with gearbox with overclocking unit (RB);
- для защиты оборудования КП от факторов космического пространства.- to protect equipment KP from space factors.
КП представляет собой конструкцию, состоящую из СКК с закрепленным на ней приборным отсеком, образованным из трехслойных сотовых панелей, соединенных между собой алюминиевыми кронштейнами. Торцы СКК оснащены шпангоутами. Со шпангоутом, расположенным рядом с приборным отсеком осуществляется стыковка с устройством отделения (УО). С другим шпангоутом осуществляется стыковка с базовой панелью МПН. Приборы и оборудование КП размещаются на внутренней стороне боковых приборных панелей, а также снаружи на панелях-основаниях.KP is a structure consisting of a SCC with an instrument compartment fixed to it, formed of three-layer honeycomb panels interconnected by aluminum brackets. The ends of the CCM are equipped with frames. With the frame, located next to the instrument compartment is docked with the device branch (PP). With another frame is docked with the base panel MPN. Instruments and equipment KP are placed on the inside of the side dash panels, as well as outside on the base panels.
Стартовая масса КА, созданного на базе данной КП, предполагается на уровне 5000 кг. Увеличение массы КА обусловлено необходимостью увеличения возможностей полезной нагрузки (увеличение аппаратуры полезной нагрузки, введение крупногабаритных антенных систем). Для обеспечения требований по механическим нагрузкам была разработана и проведена наземная экспериментальная отработка СКК, в ходе которой была изменена схема плетения с повышенными характеристиками по прочности и жесткости, что позволит также реализовать функцию довыведения КА с ГПО на ГСО.The launch mass of the spacecraft created on the basis of this gearbox is assumed to be 5000 kg. The increase in the mass of the spacecraft is due to the need to increase the capabilities of the payload (increase in the equipment of the payload, the introduction of large antenna systems). To meet the requirements for mechanical loads, a ground-based experimental testing of the SCC was developed and carried out, during which the weaving scheme was changed with enhanced strength and stiffness characteristics, which would also allow implementing the function of launching spacecraft from GPO to GSO.
Бортовой комплекс управления. БКУ предназначен для управления и контроля КА автономно и совместно с наземным комплексом управления. К экспериментальному оборудованию, разрабатываемому для данной КП, относится бортовая аппаратура командно-измерительной системы производства АО «ИСС».Onboard control complex. The BKU is designed to control and monitor the spacecraft autonomously and jointly with the ground control complex. The experimental equipment developed for this gearbox includes on-board equipment of the command-measuring system manufactured by JSC “ISS”.
БКУ включает в свой состав аппаратуру:The BKU includes the following equipment:
- бортовой цифровой вычислительный комплекс (БЦВК);- on-board digital computing complex (BTsVK);
- блок управления БКУ;- control unit BKU;
- блок интерфейсный БКУ;- block interface BKU;
- бортовая аппаратура телесигнализации;- onboard equipment for remote signaling;
- программируемый сетевой коммутатор;- programmable network switch;
- бортовая аппаратура командно-измерительной системы;- onboard instrumentation instrumentation system;
- блок сетевых фильтров;- block network filters;
- программное обеспечение.- software.
Система электропитания (СЭП) решает задачу обеспечения электропитанием оборудования бортовых подсистем КА электроэнергией требуемого качества и мощностью в соответствии с требованиями энергетического бюджета на всех этапах эксплуатации.The power supply system (BOT) solves the problem of providing power supply to the equipment of the onboard subsystems of the spacecraft with electric power of the required quality and power in accordance with the requirements of the energy budget at all stages of operation.
СЭП включает в себя следующее оборудование:BOT includes the following equipment:
- батарея солнечная;- solar battery;
- батарея аккумуляторная;- rechargeable battery;
- блок электроники аккумуляторной батареи;- battery electronics unit;
- комплекс энергопреобразующий;- energy conversion complex;
- программное обеспечение СЭП;- software BOT;
- бортовая кабельная сеть.- onboard cable network.
Функционально в состав СЭП входят также многоколечные токосъемные устройства БС, конструктивно расположенные в приводах вращения БС, которые являются составной частью СОС. Программное обеспечение, реализуемое средствами бортового компьютера является основным организующим элементом при решении задач обеспечения функционирования аккумуляторной батареи и осуществляет функцию контроля за состоянием СЭП.Functionally, the BSE multicolumn current collector devices, structurally located in the BS rotational drives, which are an integral part of the AS, are also part of the EPB. The software implemented by the on-board computer is the main organizing element in solving problems of ensuring the functioning of the battery and performs the function of monitoring the state of the EPS.
Система ориентации и стабилизации создается на базе СОС КП-прототипа.The system of orientation and stabilization is created on the basis of the SOS KP prototype.
СОС предназначена для решения следующих задач:SOS is designed to solve the following tasks:
- проведение успокоения и начальной ориентации КА с момента включения СОС до перехода в штатный режим трехосной стабилизации;- conducting calm and initial orientation of the spacecraft from the moment the SOS is turned on until the transition to the normal triaxial stabilization mode;
- обеспечение трехосной стабилизации КА в орбитальной системе координат в соответствии с требованиями по эксплуатации в течение всего САС, в том числе и при проведении коррекции орбиты;- provision of three-axis spacecraft stabilization in the orbital coordinate system in accordance with the requirements for operation during the entire SAS, including during the orbit correction;
- обеспечение ориентации крыльев БС на Солнце;- ensuring the orientation of the BS wings to the Sun;
- обеспечение режима аппаратной солнечной ориентации (РАСО) - режима живучести КА.- provision of hardware solar orientation mode (PACO) - spacecraft survivability mode.
Главным отличием от базовой СОС является внедрение новой задачи - обеспечение ориентации КА для необходимого положения векторов тяги двигателей на этапе довыведения на ГСО.The main difference from the base SOS is the introduction of a new task - ensuring the orientation of the spacecraft for the required position of the thrust vectors of the engines at the stage of bringing to the GSO.
В качестве экспериментальных приборов предлагается к использованию: двухкоординатный малогабаритный датчик Солнца, малогабаритный цифровой прибор ориентации на Солнце, электромагнитный исполнительный орган, твердотельный волновой блок измерения угловых скоростей, новый привод устройства поворота БС. Помимо использования нового оборудования рассматриваются: альтернативный метод разгрузки электромеханического исполнительного органа управляющих двигателей-маховиков при помощи двигателей СК, установленных на поворотные платформы, и возможность отказа от гидразиновых двигателей в пользу пневмосистемы (сопла на холодном газе - ксеноне) для проведения начальных режимов и РАСО. Ожидаемым положительным эффектом от применения указанных нововведений является - снижение массы КА.As an experimental instrument, it is proposed to use: a two-coordinate small-sized Sun sensor, a small-sized digital device targeting the Sun, an electromagnetic actuator, a solid-state wave unit measuring angular velocities, a new drive for the BS turning device. In addition to using the new equipment, an alternative method of unloading the electromechanical actuator of control flywheels using SC engines installed on turntables and the possibility of rejecting hydrazine engines in favor of a pneumatic system (nozzles on cold gas - xenon) for conducting initial modes and PACO are considered. The expected positive effect from the application of these innovations is the reduction of the mass of the spacecraft.
Программное обеспечение СОС заимствуется с КП - прототипа с изменениями в части работы с приборами и их функционирования на этапе довыведения КА с ГПО на ГСО.The SOS software is borrowed from the KP - prototype with changes in the part of working with the instruments and their functioning at the stage of completion of the spacecraft from the SCG to the GSO.
Система коррекции. Новым оборудованием для СК являются, вытекающие из требования довыведения и конечной массы КА: электрореактивная двигательная установка с системой преобразования и управления и необходимый запас рабочего тела, обеспечивающие реализацию этапа довыведения КА. В остальном, СК использует стандартные решения, отработанные на других КА производства АО «ИСС». СК КА должна обеспечивать решение следующих задач:Correction system. The new equipment for the SC is following from the requirement for additional output and final mass of the spacecraft: electric propulsion system with a conversion and control system and the necessary reserve of the working body, ensuring the implementation of the stage of the spacecraft output. Otherwise, the IC uses standard solutions that have been tested on other satellites produced by JSC “ISS”. SC spacecraft should provide the following tasks:
- выдача импульсов тяги для довыведения КА с ГПО на ГСО;- issue of impulses of impulse for docking of spacecraft from GPO to GSO;
- выдача импульсов тяги для устранения ошибок довыведения и приведения КА в заданную орбитальную позицию (может быть совмещено с довыведением);- issuing thrust impulses for eliminating errors in bringing up the spacecraft and bringing the spacecraft into a given orbital position (can be combined with endurance);
- выдача импульсов тяги для удержания КА в заданной орбитальной позиции в течение срока эксплуатации с погрешностями, не превышающими заданные;- issuing thrust impulses to keep the spacecraft in a given orbital position during the service life with errors not exceeding the given;
- выдача импульсов тяги для перевода КА из одной орбитальной позиции в другую;- issuing thrust impulses to transfer the spacecraft from one orbital position to another;
- выдача импульсов тяги для перевода КА на орбиту захоронения после завершения штатной эксплуатации;- issuance of impulses for transferring the spacecraft into a disposal orbit after the completion of normal operation;
- выдача импульсов тяги для создания моментов в соответствии с потребностями системы ориентации и стабилизации в течение всего периода штатной эксплуатации КА, в том числе и в режимах обеспечения живучести КА.- issuing impulses for creating moments in accordance with the needs of the orientation and stabilization system during the entire period of regular spacecraft operation, including in spacecraft survivability modes.
СК для задач довыведения и коррекции орбиты имеет следующий состав:SC for the tasks of completion and correction of the orbit has the following composition:
- топливный бак высокого давления (с ксеноном) (единый для задач довыведения и коррекции);- high pressure fuel tank (with xenon) (one for the tasks of finishing and correction);
- блок подачи ксенона для двигателей;- xenon supply unit for engines;
- двигатели;- engines;
- система преобразования и управления;- conversion and management system;
- блок подачи ксенона;- xenon supply unit;
- межблочные трубопроводы;- interblock pipelines;
- программное обеспечение.- software.
Система терморегулирования. На КП используется комбинированная СТР, включающая в себя резервированный объединенный жидкостный контур (ЖК) в сочетании с тепловыми трубами и дополненная управляемыми электрообогревателями и пассивными средствами терморегулирования. При построении СТР КП заложены такие принципы в терморегулировании КА, которые позволят обеспечить максимальную теплоотводящую способность СТР 13000 Вт при наименьших массовых затратах. Исходя из этого, предлагается комбинированная СТР (гибридная схема), включающая в себя следующие принципы:Thermal management system. At KP, a combined PAGE is used, which includes a redundant combined fluid circuit (LC) in combination with heat pipes and augmented with controlled electric heaters and passive thermal control means. When constructing the CTP, the CP laid down such principles in the thermal control of the spacecraft, which would ensure the maximum heat dissipation capacity of the CTP 13,000 W at the lowest mass cost. On this basis, a combined MFR (hybrid scheme) is proposed, which includes the following principles:
- применение в ЖК новых элементов: высокопроизводительного электронасосного агрегата и более технологичного и большего объема компенсатора объема;- the use of new elements in the LCD: high-performance electric pump unit and a more technologically advanced and larger volume compensator volume;
- введение в СТР раскрываемых радиаторов для отвода избыточного теплового потока;- introduction to CTP of openable radiators for removal of excess heat flux;
- перенос избыточного теплового потока на раскрываемые радиаторы должен осуществляться как с помощью ЖК, так и с помощью контурных тепловых труб;- transfer of excess heat flux to open radiators should be carried out both with the help of liquid crystal and with the help of loop heat pipes;
- в качестве терморегулирующего покрытия на радиаторах СТР должно применяться облегченное покрытие оптических солнечных отражателей.- as a thermostatic coating on radiators of the CTP, a lightweight coating of optical solar reflectors should be used.
Применение данной СТР позволяет создавать на ее основе КА с тепловыделением до 13 кВт.The use of this MFR allows you to create a spacecraft on its basis with a heat emission of up to 13 kW.
Механические системыMechanical systems
Механические устройства (МУ) крыльев БС предназначены для размещения и монтажа фотопреобразователей в транспортировочном положении и перевода их в рабочее положение, а так же для приведения КА в рабочую конфигурацию на орбите.Mechanical devices (MU) of BS wings are designed to locate and install photovoltaic cells in the transport position and transfer them to the working position, as well as to bring the spacecraft into a working configuration in orbit.
На КП применяются два механических устройства крыльев БС симметрично расположенных с двух сторон приборного отсека. Базовым вариантом была взята существующая конструкция МУ БС КП-прототипа. Для КА созданного на базе заявляемой КП необходимо увеличение площади каркасов БС до 120 м2.The gearbox uses two mechanical devices of BS wings symmetrically located on both sides of the instrument compartment. The base case was taken the existing design MU BS KP prototype. For the spacecraft created on the basis of the claimed CP it is necessary to increase the area of the BS frames to 120 m 2 .
При проектировании заимствованы следующие принципиальные решения:When designing borrowed the following fundamental decisions:
- температурные развязки;- temperature interchanges;
- философия зачековки и расчековки;- philosophy of checking and unscrapping;
- порядок раскрытия;- the order of disclosure;
- принципиальное построение шарнирных узлов и их зачековки.- The basic construction of the hinge nodes and their zarekovki.
Штанга БС разработана на основе решений, реализованных в штангах КП-прототипа. Пакет панелей БС отличается от пакета панелей БС КП-прототипа количеством панелей в пакете и размерами каркасов. Каркасы панелей БС выполнены из углепластиковых труб, которые прошли испытания по программе квалификации системы БС и летную эксплуатацию.The BS bar is developed on the basis of the solutions implemented in the prototype KP rods. The package of BS panels differs from the package of BS panels of the KP prototype by the number of panels in the package and the size of the frames. The frameworks of the BS panels are made of carbon-fiber pipes, which have been tested according to the BS system qualification program and flight operation.
Введенные в состав базового состава КП опытные образцы аппаратуры смогут получить летную квалификацию, что позволит сформировать в итоге состав перспективной сверхтяжелой космической платформы с надежными приборами, отработанными техническими решениями, имеющими современный уровень развития на мировом рынке космических технологий. КП имеет характеристики и ресурсы для полезной нагрузки, значительно превосходящие имеющиеся у платформы тяжелого класса, например «Экспресс-2000». При этом возможность реализации этапа довыведения КА с ГПО на ГСО средствами СК КА позволяет создавать, на основе спроектированной КП, широкий спектр тяжелых КА. Таким образом, создан научно-технический задел для формирования сверхтяжелого класса платформы.The prototypes of equipment introduced into the base composition of the KP will be able to obtain flight qualification, which will make it possible to eventually form the composition of a promising super-heavy space platform with reliable instruments, sophisticated technical solutions that have a modern level of development in the global space technology market. KP has the characteristics and resources for the payload, significantly surpassing the existing platform of the heavy class, such as Express 2000. At the same time, the possibility of implementing the stage of launching a spacecraft with a GPO to a GSO by means of an SC spacecraft allows you to create, on the basis of the designed gearbox, a wide range of heavy spacecraft. Thus, a scientific and technical reserve has been created for the formation of a super-heavy platform class.
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016139998A RU2688630C2 (en) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | Space platform |
EA201800476A EA035209B1 (en) | 2016-10-11 | 2017-10-09 | Space platform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016139998A RU2688630C2 (en) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | Space platform |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016139998A RU2016139998A (en) | 2018-12-14 |
RU2016139998A3 RU2016139998A3 (en) | 2019-04-04 |
RU2688630C2 true RU2688630C2 (en) | 2019-05-21 |
Family
ID=64746810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016139998A RU2688630C2 (en) | 2016-10-11 | 2016-10-11 | Space platform |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA035209B1 (en) |
RU (1) | RU2688630C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021154124A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Андрей Иванович ШУМЕЙКО | Module with a multi-channel plasma propulsion system for a small spacecraft |
RU207383U1 (en) * | 2021-04-02 | 2021-10-26 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва" | UNIVERSAL SPACE INSTRUMENT MODULE |
RU2761973C1 (en) * | 2021-05-05 | 2021-12-14 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Method for connecting the base and instrument panels of the spacecraft payload module |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120205492A1 (en) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Space Systems/Loral, Inc. | Satellite Having Multiple Aspect Ratios |
RU2569658C2 (en) * | 2014-02-26 | 2015-11-27 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Space platform |
RU2586945C2 (en) * | 2014-07-07 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Method for moving spacecraft to geostationary orbit using low-thrust engines |
-
2016
- 2016-10-11 RU RU2016139998A patent/RU2688630C2/en active
-
2017
- 2017-10-09 EA EA201800476A patent/EA035209B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120205492A1 (en) * | 2011-02-11 | 2012-08-16 | Space Systems/Loral, Inc. | Satellite Having Multiple Aspect Ratios |
RU2569658C2 (en) * | 2014-02-26 | 2015-11-27 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Space platform |
RU2586945C2 (en) * | 2014-07-07 | 2016-06-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Method for moving spacecraft to geostationary orbit using low-thrust engines |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021154124A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | Андрей Иванович ШУМЕЙКО | Module with a multi-channel plasma propulsion system for a small spacecraft |
RU207383U1 (en) * | 2021-04-02 | 2021-10-26 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва" | UNIVERSAL SPACE INSTRUMENT MODULE |
RU2761973C1 (en) * | 2021-05-05 | 2021-12-14 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Method for connecting the base and instrument panels of the spacecraft payload module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA035209B1 (en) | 2020-05-15 |
EA201800476A2 (en) | 2019-03-29 |
RU2016139998A3 (en) | 2019-04-04 |
EA201800476A3 (en) | 2019-07-31 |
RU2016139998A (en) | 2018-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108674692B (en) | Remote sensing microsatellite | |
CN110450978B (en) | General modular full-electric push satellite platform | |
WO2016101086A1 (en) | Satellite structure for platform and load integration | |
RU2688630C2 (en) | Space platform | |
RU2684877C1 (en) | Unified space platform modular principle of building | |
CN110187657B (en) | Electromechanical integrated intelligent backboard satellite architecture | |
CN103600852A (en) | Cluster-flying-supportive basic modular spacecraft | |
Aglietti et al. | Multifunctional structure technologies for satellite applications | |
RU2569658C2 (en) | Space platform | |
Arnold et al. | QbX-the CubeSat experiment | |
CN116119026A (en) | Satellite design method | |
Wang et al. | Design and Application Prospect of China’s Tiangong Space Station | |
RU2648520C2 (en) | Space platform | |
CN113120256A (en) | Low-orbit satellite with flat structure | |
CN113815899B (en) | Cell satellite system capable of being assembled and reconstructed in on-orbit modularization manner | |
CN211642644U (en) | Low-orbit satellite with flat structure | |
CN115352651A (en) | Modularized mechanical and thermal integrated service cube satellite system suitable for batch production | |
Sugawara et al. | A satellite for demonstration of Panel Extension Satellite (PETSAT) | |
Melnikova et al. | Nanosatellite aerobrake maneuvering device | |
Underhill et al. | Three Corner Sat Constellation-Arizona State University; Management; Electrical Power System; Structures, Mechanisms, Thermal, and Radiation; Attitude/Orbit Determination and Control; ASU Micropropulsion Experiment; and Integration | |
CN113788163B (en) | On-orbit multidimensional expansion evolution method of modularized satellite | |
Nakasuka et al. | A novel satellite concept “Panel Extension Satellite (PETSAT)” consisting of plug-in, modular, functional panels | |
Prins | Sloshsat FLEVO facility for liquid experimentation and verification in orbit | |
Valarmathi et al. | RISAT-1 spacecraft configuration: architecture, technology and performance | |
RU213765U1 (en) | Small-scale space platform |