RU2716513C1

RU2716513C1 - Solar battery mechanical device structure manufacturing method

Info

Publication number: RU2716513C1
Application number: RU2019111346A
Authority: RU
Inventors: Станислав Игоревич Немчанинов; Валентин Иванович Парафейник
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2020-03-12

Abstract

FIELD: astronautics.

SUBSTANCE: invention relates to production of solar battery (SB) of spacecraft (SC). SB mechanical device comprises panels and frame, which are hinged to each other in opened position. Frame is pivotally connected to process appliance (PA) simulating mounting surfaces and attachment points of mechanical device on spacecraft body. Frame and panels (the first time) are moved into folded position and fixed relative to each other and PA by means of mechanisms of support assemblies, kept from actuation by means of ropes and pyrotechnics. Arrangement of all these units and elements according to their location on spacecraft. Then, the SB mechanical device can be tested on the PA to confirm serviceability, on the place of the final installation on the spacecraft.

EFFECT: exclusion of dependence of SB mechanical device manufacturing process on SC readiness degree and availability due to PA.

1 cl

Description

Изобретение относится к космической технике, а именно к способам изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной и может быть использовано при создании космического аппарата.The invention relates to space technology, and in particular to methods for manufacturing the design of a mechanical device for a solar battery and can be used to create a spacecraft.

Из существующего уровня техники известен способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Солнечная батарея космического аппарата» (патент RU №2214949 С1, B64G 1/22), заключающийся в том, что створки батареи солнечной попарно связывают между собой шарнирами, а раму с помощью пиросредств закрепляют на корпусе космического аппарата в раскрытом положении. При этом на внутренних торцах верхних створок устанавливают кронштейны, связанные со стяжными лентами. Переводят батарею космического аппарата в сложенное положение, стяжные ленты пропускают через пиросредства, жестко закрепленные на раме. На внешних торцах верхних створок устанавливают крюки, поверхности которых взаимодействуют с осями подпружиненных стяжных элементов, шарнирно закрепленных на корпусе космического аппарата, причем оси стяжных элементов смещают наружу относительно осей шарниров, связывают верхние и нижние створки, а на нижних створках жестко закреплены шаровые опоры, взаимодействующие с корпусом космического аппарата.From the existing level of technology there is known a method of manufacturing a mechanical device design, disclosed in the device "Solar battery of a spacecraft" (patent RU No. 2214949 C1, B64G 1/22), which consists in the fact that the shutters of the solar battery are connected in pairs by hinges, and the frame with using pyro means are fixed on the body of the spacecraft in the open position. At the same time, brackets are installed on the inner ends of the upper flaps associated with the tie rods. The battery of the spacecraft is moved to the folded position, the coupling belts are passed through pyro means, rigidly fixed on the frame. Hooks are installed on the outer ends of the upper flaps, the surfaces of which interact with the axes of the spring-loaded coupling elements pivotally mounted on the spacecraft body, the axis of the coupling elements being displaced outward from the hinge axes, the upper and lower flaps are connected, and the ball bearings interacting rigidly fixed to the lower flaps with the body of the spacecraft.

Недостатком описанного выше способа является то, что элементы фиксации конструкции механического устройства батареи солнечной взаимодействуют с корпусом космического аппарата. Таким образом, функционирование механического устройство батареи солнечной невозможно без элементов конструкции космического аппарата, что приводит к зависимости изготовления механического устройства от изготовления самого космического аппарата.The disadvantage of the above method is that the structural fixation elements of the mechanical device of the solar battery interact with the spacecraft body. Thus, the functioning of the mechanical device of the solar battery is impossible without structural elements of the spacecraft, which leads to the dependence of the manufacture of the mechanical device on the manufacture of the spacecraft itself.

Из существующего уровня техники известен способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Батарея солнечная космического аппарата» (патент RU №2460676 С2, B64G 1/44), заключающийся в том, что панель батареи солнечной, которая состоит из двух полупанелей, собирают в раскрытом положении, соединяя корневую, среднюю и крайнюю створки каждой из полупанелей шарнирными узлами. Полупанели переводят в сложенное положение и устанавливают на раме, подвижно закрепленной на четырех опорных узлах корпуса космического аппарата.From the existing level of technology there is a known method of manufacturing a mechanical device design disclosed in the device “Solar battery of a spacecraft” (patent RU No. 2460676 C2, B64G 1/44), which consists in the fact that the solar panel panel, which consists of two half-panels, is assembled in open position, connecting the root, middle and extreme leaves of each of the half-panels with hinged nodes. Half panels are placed in a folded position and mounted on a frame that is movably mounted on the four support nodes of the spacecraft body.

Полупанели соединяют между собой с одной стороны при помощи четырех подпружиненных прижимов, установленных на раме, а с другой - четырьмя стяжками в опорных узлах космического аппарата. Подпружиненные прижимы связывают посредством тросовой тяги с пиросредством.Half-panels are interconnected on the one hand with four spring-loaded clamps mounted on the frame, and on the other with four ties in the support nodes of the spacecraft. Spring-loaded clamps are connected by means of cable traction with a pyromedicine.

Недостатком описанного выше способа является большое количество элементов фиксации (стяжки опорных узлов, опорные узлы, пиросредства и подпружиненные прижимы, фиксирующие внешнюю панель), что усложняющего конструкцию устройства, а также то, что опорные узлы входят в состав конструкции космического аппарата, в связи с чем функционирование механического устройство батареи солнечной невозможно без этих опорных узлов и к зависимости изготовления механического устройства от изготовления самого космического аппарата.The disadvantage of the above method is the large number of fixation elements (couplers of support nodes, support nodes, pyromedicines and spring-loaded clamps securing the external panel), which complicates the design of the device, as well as the fact that the support nodes are part of the structure of the spacecraft, and therefore the functioning of the mechanical device of the solar battery is impossible without these supporting units and the dependence of the manufacture of the mechanical device on the manufacture of the spacecraft itself.

Из существующего уровня техники наиболее близким к заявленному решению (прототипом) является способ изготовления конструкции механического устройства, раскрытый в устройстве «Солнечная батарея» (патент RU №2258640 С1, B64G 1/44), заключающийся в том, что панели соединяют между собой и через первую панель с рамой в раскрытом положении посредством расположенных по их краям соосных шарнирных соединений. Раму связывают шарнирным соединением с космическим аппаратом. Раму и панели переводят в сложенное положение и фиксируют друг относительно друга и на космическом аппарате с помощью механизмов опорных узлов, удерживаемых от срабатывания пирочеками. При этом опорные узлы и пирочеки установлены на скрепленных с космическом аппаратом кронштейнах.From the existing level of technology, the closest to the claimed solution (prototype) is a method of manufacturing a mechanical device design disclosed in the Solar Battery device (patent RU No. 2258640 C1, B64G 1/44), which means that the panels are interconnected and through the first panel with the frame in the open position by means of coaxial articulated joints located at their edges. The frame is connected by a hinge to the spacecraft. The frame and panels are moved to the folded position and fixed relative to each other and on the spacecraft using the mechanisms of the support nodes, which are kept from being triggered by pyrochecks. In this case, the support nodes and pyrochecks are mounted on brackets fastened to the spacecraft.

Недостатком описанного выше способа является то, что сборка механического устройства батареи солнечной происходит на корпусе космического аппарата с подготовленными посадочными поверхностями и необходимыми крепежными отверстиями, с использованием конструктивных элементов космического аппарата (например, таких как кронштейны для установки пиросредств), непосредственно влияющих на функционирование устройства. Это приводит как к усложнению конструкции самого механического устройства батареи солнечной, так и к тому, что сборку конструкции на корпусе космического аппарата необходимо интегрировать в производственный цикл самого космического аппарата, то есть учитывать время, место и необходимую степень готовности конструкции космического аппарата, а так же объем и соответствующие этапы его испытаний на работоспособность в условиях штатного функционирования.The disadvantage of the method described above is that the assembly of the mechanical device of the solar battery occurs on the spacecraft body with prepared landing surfaces and the necessary mounting holes, using structural elements of the spacecraft (for example, such as brackets for installing pyromedicines) that directly affect the operation of the device. This leads both to a complication of the design of the mechanical device of the solar battery itself, and to the fact that the assembly of the structure on the spacecraft body needs to be integrated into the production cycle of the spacecraft itself, that is, the time, place and necessary degree of readiness of the spacecraft design, as well as the volume and corresponding stages of its performance tests under normal operation.

Для заявленного способа выявлены основные общие существенные признаки, как: панели, рама, шарнирные соединения, пакет.For the claimed method, the basic common essential features are identified, such as: panels, frame, swivel joints, package.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является упрощение процесса изготовления механического устройства батареи солнечной, что, в свою очередь снижает время изготовления всего космического аппарата.The technical problem to which the claimed invention is directed is to simplify the manufacturing process of the mechanical device of the solar battery, which, in turn, reduces the manufacturing time of the entire spacecraft.

Поставленная техническая проблема решается тем, что в способе изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной, заключающимся в том, что панели и раму, связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении. Раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата. Переводят раму и панели в сложенное положение. Фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов удерживаемых от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг. При этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее устанавливают на технологическом приспособлении в заданных местах и окончательно. Настраивают их расположение соответствующее их расположению на космическом аппарате при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение. После чего механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате.The posed technical problem is solved by the fact that in the method of manufacturing the design of the mechanical device of the solar battery, which consists in the fact that the panels and the frame are connected together by swivel in the open position. The frame is connected by a swivel with a technological device that simulates the seating surfaces and attachment points of the structural elements of the mechanical device of the solar battery on the spacecraft body. Move the frame and panels to the folded position. They are fixed relative to each other and relative to the technological device by means of the mechanisms of the support nodes which are kept from being triggered by the node with pyro means with the help of cable rods. In this case, the support nodes, the node with pyromedicines and cable rods are pre-installed on the technological device in predetermined places and finally. Adjust their location corresponding to their location on the spacecraft during the first translation of the panels and the frame to the folded position. After that, the mechanical device of the solar battery is tested on a technological device to confirm operability, at the place of final installation on the spacecraft.

Способ изготовления конструкции механического устройства батареи солнечной заключается в том, что предварительно изготавливают технологическое приспособление, представляющее собой конструкцию, например балочную ферму, повторяющую космический аппарат в части плоскостей и точек крепления механического устройства батареи солнечной на космическом аппарате. Затем панели и раму, связывают между собой шарнирными соединениями в раскрытом положении, раму связывают шарнирным соединением с технологическим приспособлением, имитирующим посадочные поверхности и точки крепления элементов конструкции механического устройства батареи солнечной на корпусе космического аппарата. Переводят раму и панели в сложенное положение, фиксируют друг относительно друга и относительно технологического приспособления посредством механизмов опорных узлов взаимодействующего с узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг, при этом опорные узлы, узел с пиросредствами и тросовые тяги заранее установлены на технологическом приспособлении в заданном месте. Такая конструкция фиксирующих элементов позволяет объединить все элементы в одну механическую систему, что облегчает монтаж ее на технологическом приспособлении и затем перенос, и монтаж на корпусе космического аппарата. Также это позволяет сократить количество элементов фиксации, но при этом выполнять функцию рамы и панелей в сложенном положении с заданной надежностью и автономно от корпуса космического аппарата. Окончательно расположение элементов механического устройства батареи солнечной на технологическом приспособлении, соответствующее их расположению на космическом аппарате настраивают при первом переводе панелей и рамы в сложенное положение. Механическое устройство батареи солнечной испытывают на технологическом приспособлении для подтверждения работоспособности, по месту окончательной установки на космическом аппарате, а затем демонтируют и устанавливают на космический аппарат в заданный момент его производственного цикла.A method of manufacturing a design of a mechanical device for a solar battery is that a technological device is prefabricated, which is a structure, for example, a truss, repeating a spacecraft in terms of planes and attachment points of a mechanical device for a solar battery on a spacecraft. Then the panels and the frame are connected together by swivel joints in the open position, the frame is connected by a swivel connection with a technological device that simulates the seating surfaces and attachment points of the structural elements of the mechanical device of the solar battery on the spacecraft body. The frame and panels are moved to a folded position, fixed relative to each other and relative to the technological device by means of support nodes interacting with the pyromedical unit using cable ropes, while the supporting units, pyromedicine unit and cable ropes are pre-installed on the technological device in a given place. This design of the fixing elements allows you to combine all the elements in one mechanical system, which facilitates its installation on the technological device and then transfer and installation on the spacecraft body. It also allows to reduce the number of fixing elements, but at the same time to perform the function of the frame and panels in the folded position with a given reliability and autonomously from the body of the spacecraft. Finally, the arrangement of the elements of the mechanical device of the solar battery on the technological device, corresponding to their location on the spacecraft, is adjusted during the first translation of the panels and the frame to the folded position. The mechanical device of the solar battery is tested on a technological device to confirm operability, at the place of final installation on the spacecraft, and then dismantled and installed on the spacecraft at a given moment in its production cycle.

Механическое устройство батареи солнечной, конструкцию которой изготавливают заявленным способом, состоит из рамы и панелей, связанных между собой шарнирными соединениями, и фиксируемых в сложенном положении между собой опорными узлами, механизмы которых удерживаются от срабатывания узлом с пиросредствами с помощью тросовых тяг.The mechanical device of the solar battery, the construction of which is made by the claimed method, consists of a frame and panels interconnected by swivel joints and fixed in a folded position by supporting nodes, the mechanisms of which are prevented from being triggered by a pyromedial assembly using cable rods.

Техническим результатом изобретения является использование дополнительного технологического приспособления (оснастки), позволяющей исключить зависимость процесса изготовления механического устройства батареи солнечной от степени готовности космического аппарата, времени и места его нахождения.The technical result of the invention is the use of additional technological devices (accessories), which eliminates the dependence of the manufacturing process of the mechanical device of the solar battery on the degree of readiness of the spacecraft, time and location.

Claims

1. A method of manufacturing a design of a mechanical device for a solar battery, which means that the panels and the frame are connected together by swivel joints in the open position, characterized in that the frame is connected by a swivel connection to a technological device that simulates the seating surfaces and attachment points of structural elements of the mechanical battery device solar on the spacecraft’s body, the frame and panels are moved to the folded position, fixed relative to each other and relative to the technology of the fixture through the mechanisms of the support assemblies, which are kept from being triggered by the assembly with pyromedicines using cable rods, while the support assemblies, the assembly with pyromedicines and cable rods are pre-installed on the technological fixture in predetermined places and finally adjust their location corresponding to their location on the spacecraft, at the first transfer of panels and frames to the folded position.

2. The method according to p. 1, characterized in that the mechanical device of the solar battery is tested on a technological device to confirm operability, at the place of final installation on the spacecraft.