RU2724000C1 - Device for group launching of satellites - Google Patents

Device for group launching of satellites Download PDF

Info

Publication number
RU2724000C1
RU2724000C1 RU2019132503A RU2019132503A RU2724000C1 RU 2724000 C1 RU2724000 C1 RU 2724000C1 RU 2019132503 A RU2019132503 A RU 2019132503A RU 2019132503 A RU2019132503 A RU 2019132503A RU 2724000 C1 RU2724000 C1 RU 2724000C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
beams
satellites
belts
diagonal braces
frames
Prior art date
Application number
RU2019132503A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Вячеславович Ишин
Дмитрий Игоревич Федоскин
Борис Дмитриевич Яковлев
Виктор Павлович Викуленков
Нурсултан Бекетжанович Жумаханов
Антон Юрьевич Порешнев
Евгений Сергеевич Чиханов
Виктор Евгеньевич Бордадымов
Виктор Иванович Саяпин
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority to RU2019132503A priority Critical patent/RU2724000C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2724000C1 publication Critical patent/RU2724000C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

FIELD: aerospace engineering.SUBSTANCE: invention relates to aerospace engineering, particularly, to satellite launch devices. Device for group launching of satellites is made in the form of a column of identical sections connected to each other and made in the form of tetrahedral trusses. Farm of each section comprises four lengthwise posts, top and bottom belts with support assemblies connected with lengthwise posts, transverse power elements and diagonal braces. Braces are made in cross section with profile in form of double tee and are attached to each other near their centers. Section of device are equipped with frames, beams of which are made in cross section in form of U-profile. Outer belt of the frames are made so that to enable attachment of launched satellites, and inner belts are fixed on diagonal braces. Jointing points of frame beams with each other are equipped with support platforms, which are connected to inner beams of beams and are made with possibility of arrangement of frame attachment elements to said diagonal braces on said sites.EFFECT: device weight reduction is achieved.5 cl, 5 dwg

Description

Техническое решение относится к космической технике, а именно к средствам группового запуска спутников.The technical solution relates to space technology, namely to means of group launch of satellites.

Из патента РФ на полезную модель №148483 (МПК B64G 1/10, опубл. 07.07.2014) известно устройство для выведения спутников, включающее ферму и закрепленные на ней средства крепления запускаемых спутников.From the patent of the Russian Federation for utility model No. 148483 (IPC B64G 1/10, publ. 07/07/2014), a device for launching satellites is known, including a farm and means for fastening satellites mounted on it.

В соответствии с этим решением устройство содержит восьмигранную ферму, включающую восемь продольных стоек, размещенных параллельно продольной оси устройства, верхний и нижний пояса с опорными узлами и поперечными силовыми элементами и диагональные раскосы, размещенные между продольными стойками в проемах фермы за исключением одного проема. При этом концы продольных стоек, поперечных силовых элементов поясов фермы и диагональных раскосов соединены с опорными узлами фермы. Кроме того, пара диагональных раскосов, размещенных в проеме фермы между смежными стойками, соединена друг с другом вблизи их середин в узле пересечения.In accordance with this decision, the device contains an octagonal truss, including eight longitudinal racks located parallel to the longitudinal axis of the device, upper and lower belts with support nodes and transverse force elements, and diagonal braces located between the longitudinal racks in the openings of the truss except one opening. In this case, the ends of the longitudinal struts, transverse force elements of the truss belts and diagonal braces are connected to the supporting nodes of the truss. In addition, a pair of diagonal braces placed in the aperture of the truss between adjacent posts is connected to each other near their midpoints at the intersection.

В соответствии с этой полезной моделью диагональные раскосы выполнены из двутаврового профиля, при этом геометрические размеры их профилей в решении выбраны постоянными по длине раскосов. В наиболее предпочтительном варианте использования этой полезной модели поперечные силовые элементы выполнены в поперечном сечении с профилем виде уголка.In accordance with this utility model, the diagonal braces are made of an I-profile, while the geometric dimensions of their profiles in the solution are chosen constant along the length of the braces. In the most preferred embodiment of the use of this utility model, the transverse force elements are made in cross section with a profile in the form of a corner.

Спутники, отделяемые в боковых направлениях, в этом решении закреплены на адаптерах, выполненных в виде прямоугольных каркасов, закрепленных на диагональных раскосах силовой фермы. Каркасы адаптеров выполнены с длиной боковой стороны - стороны, перпендикулярной диагональным раскосам, в 2…2,5 раза меньшей длины стороны основания каркаса. Это обеспечивает размещение в адаптерах запускаемых спутников их средств крепления и отделения.The satellites, separated in the lateral directions, in this solution are mounted on adapters made in the form of rectangular frames mounted on the diagonal braces of the power truss. The adapter frames are made with the length of the side - the side perpendicular to the diagonal braces, 2 ... 2.5 times smaller than the length of the side of the base of the frame. This ensures placement of their fastening and separation means in the adapters of the launched satellites.

Кроме того, в соответствии с полезной моделью устройство для запуска спутников также включает средство запуска спутника, отделяемого в боковом направлении, размещенного на прямоугольной платформе, закрепленной на продольных стойках фермы в пролете фермы без диагональных раскосов, и средство крепления спутника, размещенного внутри фермы и отделяемого в осевом направлении.In addition, in accordance with the utility model, the satellite launching device also includes means for launching a satellite detachable laterally, placed on a rectangular platform fixed to the longitudinal posts of the truss in the span of the truss without diagonal braces, and means for fastening the satellite located inside the truss and detachable in the axial direction.

Рассмотренное устройство выведения спутников ориентировано для попутного выведения спутников совместно с основной полезной нагрузкой большой массы, устанавливаемой на опорных узлах верхнего пояса фермы. Опорные узлы нижнего пояса фермы соединены с последним блоком ракеты - носителя.The satellite deduction device considered is oriented for satellite deduction along with the main payload of a large mass installed on the supporting nodes of the upper belt of the farm. The supporting nodes of the lower truss belt are connected to the last block of the carrier rocket.

Рассмотренное устройство выведения спутников дает возможность установить на ферме до 8…16 попутных нагрузок небольшой массы, которые могут отличаться геометрией посадочных мест для крепления с фермой и направлением их отделения от фермы. Однако, это решение устройства для выведения спутников становится неэффективным в случае решения задачи по выведению идентичных или близких по геометрическим характеристикам спутников в течение значительного календарного срока за несколько пусков ракет - носителей. Это является актуальным, например, при решении задачи по формированию спутниковых систем связи, состоящей из 100 и более спутников и требующих их выведения в течение 2…5 лет с использованием нескольких пусков ракет - носителей.The considered satellite removal device makes it possible to install on the farm up to 8 ... 16 passing loads of small mass, which may differ in the geometry of the seats for mounting with the farm and the direction of their separation from the farm. However, this solution to the satellite deduction device becomes ineffective in the case of solving the problem of deducing satellites identical or similar in geometrical characteristics over a significant calendar period for several launches of launch vehicles. This is relevant, for example, in solving the problem of forming satellite communication systems, consisting of 100 or more satellites and requiring their removal within 2 ... 5 years using several launches of carrier rockets.

Из уровня техники (см, например, патенты США №5884866, 6138951, 6276639, 6416018, патент РФ №2156212) известны устройства, обеспечивающие групповой запуск 12…20 спутников с близкими или идентичными геометрическими характеристиками. Это обеспечивается использованием в устройстве группового запуска спутников в качестве основного несущего элемента удлиненной вдоль продольной оси устройства колонны, на боковой поверхности которой в несколько ярусов размещены средства крепления запускаемых спутников с обеспечением возможности их отделения в боковом направлении.The prior art (see, for example, US patents No. 5884866, 6138951, 6276639, 6416018, RF patent No. 2156212), devices are known that provide group launch of 12 ... 20 satellites with similar or identical geometric characteristics. This is ensured by the use of a column in the device of group launch of satellites as the main bearing element, an elongated column along the longitudinal axis of the device, on the side surface of which there are several tiers of fastening devices for launching satellites with the possibility of their separation in the lateral direction.

Ближайшим аналогом заявляемого решения является устройство для группового выведения спутников, известное из патента США №6138951 (МПК B64G 1/00, опубл. 31.10.2000).The closest analogue of the proposed solution is a device for group satellite output, known from US patent No. 6138951 (IPC B64G 1/00, publ. 31.10.2000).

В соответствии с патентом США 6138951 устройство для группового запуска спутников включает удлиненную в продольном направлении колонну, составленную из соединенных друг с другом одинаковых по конструкции секций, снабженных средствами крепления запускаемых спутников и отделения спутников.In accordance with US Pat. No. 6,138,951, a device for group launching of satellites includes a longitudinally elongated column made up of sections of the same construction, equipped with fastening devices for launching satellites and separating satellites.

Секции колонны включают продольные стойки, продольные и поперечные панели.Column sections include longitudinal struts, longitudinal and transverse panels.

В этом изобретении продольные стойки выполнены в поперечном сечении в виде небольших размеров квадратов и ориентированы вдоль продольной оси устройства. Концы продольных стоек секций совмещены с вершинами правильного четырехугольника и снабжены нижними и верхними опорными узлами, при этом верхние опорные узлы продольных стоек каждой из секций соединены с нижними опорными узлами последующей секции. Нижние опорные узлы первой секции колонны соединены со смежным блоком ракеты -носителя. Кроме того, продольные стойки снабжены средствами крепления и отделения запускаемых спутников и размещены вблизи их концов.In this invention, the longitudinal struts are made in cross section in the form of small sizes of squares and are oriented along the longitudinal axis of the device. The ends of the longitudinal struts of the sections are aligned with the vertices of a regular quadrangle and are equipped with lower and upper supporting nodes, while the upper supporting nodes of the longitudinal struts of each section are connected to the lower supporting nodes of the subsequent section. The lower support nodes of the first section of the column are connected to an adjacent booster block. In addition, the longitudinal racks are equipped with means for fastening and separating launched satellites and are located near their ends.

Поперечные панели, обеспечивающие повышение устойчивости устройства при отделении спутников, выполнены в форме кругов, размещены по торцам секций устройства и соединены с продольными стойками секций.The transverse panels, providing increased stability of the device during the separation of satellites, are made in the form of circles, placed at the ends of the sections of the device and connected to the longitudinal racks of the sections.

Между поперечными панелями секций размещены продольные панели: панели первой группы размещены вдоль продольной оси устройства с образованием центрального силового элемента с поперечным сечением в форме небольшого по размерам квадрата, а панели второй группы ориентированы в радиальном направлении и соединены с продольными стойками и с центральным силовым элементом.Between the transverse panels of the sections, longitudinal panels are placed: the panels of the first group are placed along the longitudinal axis of the device with the formation of a central power element with a cross section in the form of a small square, and the panels of the second group are oriented in the radial direction and are connected to the longitudinal struts and to the central power element.

Запускаемые спутники размещены во внутреннем объеме секций устройства, ограниченном по высоте поперечными панелями и по бокам продольными панелями и головным обтекателем. Для их обслуживания в собранном с секцией устройства положении в поперечных панелях и в центральном силовом элементе секций выполнены небольшие по размерам эксплуатационные вырезы.Launched satellites are located in the internal volume of the device sections, limited in height by the transverse panels and on the sides by longitudinal panels and a head fairing. To maintain them in a position assembled with the device section in the transverse panels and in the central power element of the sections, small-sized operational cutouts are made.

Размещение запускаемых спутников во внутреннем объеме секций устройства в сочетании с небольшим размером эксплуатационных вырезов в панелях затрудняет монтаж спутников на устройстве и их обслуживание, что определяет большой срок монтажа запускаемых спутников и проверки их работоспособности в собранном с секциями устройства виде. Размещение на небольшом удалении от концов продольных стоек как средств крепления, так и средств отделения запускаемых спутников также увеличивает время сборки всего устройства.The placement of launched satellites in the internal volume of the device sections in combination with the small size of the cutouts in the panels complicates the installation of satellites on the device and their maintenance, which determines the long installation time of launched satellites and verification of their operability assembled with the sections of the device. Placing at a short distance from the ends of the longitudinal struts both fastening means and separation means for launched satellites also increases the assembly time of the entire device.

Другим недостатком рассмотренного устройства группового запуска спутников является большая масса устройства, что определяется выбранной конструктивно - силовой схемой секций устройства, включающей продольные стойки и поперечные и продольные панели. При этом четырехточечное крепление спутников к продольным силовым элементам в условиях «открытого» внешнего контура ведет к нагружению конструкции спутников значительными внутренними усилиями.Another disadvantage of the considered device for group launch of satellites is the large mass of the device, which is determined by the selected structural - power scheme of the sections of the device, including longitudinal racks and transverse and longitudinal panels. At the same time, the four-point fastening of satellites to longitudinal power elements under the conditions of an “open” external contour leads to loading of the satellite structure with significant internal forces.

Технической проблемой, решаемой заявляемым решением, является уменьшение массы конструкции устройства группового запуска спутников в сочетании с сокращением времени сборки устройства.The technical problem solved by the claimed solution is to reduce the mass of the structure of the device for group launch of satellites in combination with a reduction in the assembly time of the device.

Заявляемым решением техническая проблема решается следующим образом.The claimed solution to a technical problem is solved as follows.

Как и ближайший аналог, устройство группового запуска спутников выполнено в виде колонны из соединенных друг с другом одинаковых секций.Like the closest analogue, the device of group launch of satellites is made in the form of a column of identical sections connected to each other.

В соответствии с заявляемым решением секции выполнены в виде четырехгранных ферм. Фермы содержат четыре продольные стойки, верхние и нижние пояса с опорными узлами, соединенными с продольными стойками, поперечными силовыми элементами и диагональными раскосами. Диагональные раскосы выполнены в поперечном сечении с профилем в виде двутавра и размещены в каждом из проемов фермы между продольными стойками и скреплены друг с другом вблизи их середин.In accordance with the claimed decision, the sections are made in the form of tetrahedral trusses. The trusses contain four longitudinal struts, upper and lower belts with support nodes connected to the longitudinal struts, transverse force elements and diagonal braces. The diagonal braces are made in cross section with a profile in the form of an I-beam and are placed in each of the openings of the farm between the longitudinal struts and fastened to each other near their midpoints.

Кроме того, секции снабжены рамами, балки которых выполнены в поперечном сечении в виде швеллера с поясами, ориентированными наружу рамы. При этом внешние пояса рам выполнены с обеспечением крепления запускаемых спутников, а внутренние пояса закреплены на диагональных раскосах.In addition, the sections are equipped with frames, the beams of which are made in cross section in the form of a channel with belts oriented outward of the frame. In this case, the outer frame belts are made to ensure fastening of the launched satellites, and the inner belts are mounted on diagonal braces.

Места стыка балок опорной рамы друг с другом снабжены опорными площадками, которые соединены с внутренними поясами стыкуемых балок, подкреплены стенками балок, продленными за место стыка балок, и выполнены с обеспечением возможности размещения на указанных площадках элементов крепления рамы к диагональным раскосам.The joints of the beams of the supporting frame with each other are equipped with supporting platforms that are connected to the inner belts of the joined beams, reinforced by the walls of the beams extended beyond the junction of the beams, and are made possible to place the frame fastening elements to the diagonal braces on these sites.

Выполнение конструктивно - силовой схемы секций заявляемого решения в виде четырехгранной фермы с пролетами, перекрытыми диагональными раскосами, и размещение на последних рам, соединенных с запускаемыми спутниками, обеспечивая передачу поперечных нагрузок как между секциями, так и от запускаемых спутников через рамы и диагональные раскосы к опорным узлам секций и устраняя силовые элементы конструкции ближайшего аналога - поперечные и продольные панели, размещенные внутри секций устройства, позволяет уменьшить массу конструкции устройства.Implementation of the structural - power scheme of the sections of the proposed solution in the form of a tetrahedral truss with spans overlapped by diagonal braces, and placement on the last frames connected to the launched satellites, ensuring the transmission of lateral loads between the sections and from the launched satellites through the frames and diagonal braces to the reference sections and eliminating the structural elements of the closest analogue - transverse and longitudinal panels placed inside the sections of the device, allows you to reduce the weight of the structure of the device.

Выполнение диагональных раскосов с поперечным сечением в виде двутавра, имеющего максимальное значение момента сопротивления изгибу и момента инерции, по сравнению с другими формами, также уменьшает массу устройства равной прочности и жесткости.The implementation of diagonal braces with a cross section in the form of an I-beam having a maximum value of the moment of resistance to bending and the moment of inertia, compared with other forms, also reduces the mass of the device of equal strength and stiffness.

Наличие в местах стыка балок рам опорных площадок, соединенных с внутренними поясами балок и подкрепленных стенками балок, продленными за место стыка балок, и выполнение указанных опорных площадок с обеспечением возможности размещения на них элементов крепления рамы к диагональным раскосам позволяет снизить изгибающие моменты в раскосах и увеличить жесткость и собственные частоты спутников на раскосах без увеличения массы раскосов.The presence at the junction of the beams of the frames of the supporting platforms connected to the inner belts of the beams and reinforced by the walls of the beams extended beyond the junction of the beams, and the implementation of these supporting platforms with the possibility of placing on them the fastening elements of the frame to the diagonal braces can reduce bending moments in the braces and increase stiffness and natural frequencies of satellites on braces without increasing the mass of braces.

Выполнение рам с обеспечением возможности крепления на них запускаемых спутников, включающих их адаптеры со средствами крепления и отделения спутников, позволяя исключить из общей сборки устройства операций по проведению трудоемкого монтажа средств отделения спутников на их адаптерах, сокращает общее время сборки устройства. Сокращение времени сборки устройства обеспечивается также за счет обеспечения доступа к запускаемым спутникам и их системам как снаружи ферм, так и изнутри ферм секций.The implementation of the frames with the possibility of mounting launched satellites on them, including their adapters with means of fastening and separating the satellites, eliminating operations from the general assembly of the device for the laborious installation of satellite separation means on their adapters, reduces the overall assembly time of the device. Reducing the assembly time of the device is also ensured by providing access to launched satellites and their systems both outside the trusses and inside truss sections.

Техническим результатом использования заявляемого решения является уменьшение массы устройства группового запуска спутников на 4…7 процентов в сочетании с сокращением времени его сборки.The technical result of using the proposed solution is to reduce the mass of the device group launch of satellites by 4 ... 7 percent in combination with a reduction in the time of its assembly.

Выполнение поперечных силовых элементов в виде круглых стержней трубчатого сечения обеспечивает их более высокую прочность и жесткость, особенно на кручение, в сравнении, например, с профилями углового сечения, что в частности предотвращает их потерю устойчивости, что особенно важно при несимметричном нагружении конструкции.The implementation of the transverse force elements in the form of round rods of tubular section provides their higher strength and rigidity, especially torsion, in comparison, for example, with profiles of the angular section, which in particular prevents their loss of stability, which is especially important for asymmetric loading of the structure.

Продольные стойки секций наиболее предпочтительно выполнить из углепластика, что также уменьшает массу устройства.The longitudinal struts of the sections are most preferably made of carbon fiber, which also reduces the weight of the device.

Помимо этого, пояса диагональных раскосов могут быть выполнены с уменьшением ширины при переходе от места соединения диагональных раскосов друг с другом к опорным узлам, что обеспечивает распределение напряжений в поясах, близкое к равномерному и упрощает крепление раскосов к вертикальным стойкам устройства. Это дополнительно уменьшает массу устройства, как за счет уменьшения массы диагональных раскосов, так и за счет уменьшения массы опорных узлов.In addition, the belts of the diagonal braces can be made with decreasing width when moving from the junction of the diagonal braces to each other to the support nodes, which ensures a stress distribution in the belts that is close to uniform and simplifies the fastening of the braces to the vertical struts of the device. This further reduces the mass of the device, both by reducing the mass of the diagonal braces, and by reducing the mass of the support nodes.

Помимо прочего, в нише, ограниченной поясами и стенками балок рам, могут быть размещены поперечные ребра, что позволяет повысить жесткость рам и дополнительно уменьшить массу устройства.Among other things, transverse ribs can be placed in a niche limited by belts and walls of frame beams, which makes it possible to increase the rigidity of frames and further reduce the weight of the device.

Заявляемое решение поясняется следующими материалами:The claimed solution is illustrated by the following materials:

фиг. 1 - общий вид устройства группового запуска спутников в аксонометрии,FIG. 1 is a General view of the device group launch of satellites in a perspective view,

фиг. 2 - общий вид секции устройства в аксонометрии,FIG. 2 is a General view of a section of the device in a perspective view,

фиг. 3 - боковая грань секции устройства (вид А с фиг. 2),FIG. 3 is a side face of a section of a device (view A of FIG. 2),

фиг. 4 - общий вид опорной рамы в аксонометрии,FIG. 4 is a General view of the support frame in a perspective view,

фиг. 5 - поперечный разрез опорной рамы (вид Б-Б с фиг. 4),FIG. 5 is a cross-sectional view of the support frame (view BB from FIG. 4),

фиг. 6 - узел соединения смежных балок опорной рамы в сборе с диагональным раскосом фермы (выноска В с фиг. 2).FIG. 6 - connection node of adjacent beams of the support frame assembly with a diagonal brace of the truss (callout B from Fig. 2).

Без ограничения общности при последующем изложении условимся обозначать терминами «внешний» и «внутренний» элементы, размещенные соответственно дальше или ближе к продольной оси устройства в поперечной плоскости.Without loss of generality, in the following presentation, we agree to denote by the terms “external” and “internal” elements located respectively farther or closer to the longitudinal axis of the device in the transverse plane.

Устройство для группового запуска спутников (см. фиг. 1) выполнено в виде колонны 10, выполненной из соединенных друг с другом секций 20.A device for group launch of satellites (see Fig. 1) is made in the form of a column 10 made of sections 20 connected to each other.

Каждая секция 20 (см. фиг. 2) устройства выполнена в виде четырехгранной фермы, содержащей четыре продольные стойки 21, параллельные продольной оси 1 устройства (см. фиг. 3), верхние и нижние пояса и диагональные раскосы 22, размещенные в каждом из проемов фермы между продольными стойками 21 и скрепленными друг с другом вблизи их середин. Концы продольных стоек секций совмещены с вершинами правильного четырехугольника. Концы продольных стоек 21, поперечных силовых элементов 23 верхнего и нижнего поясов фермы и диагональных раскосов 22 соединены, как показано на фиг. 1-3, друг с другом в опорных узлах 24 нижнего пояса фермы и в опорных узлах 25 верхнего пояса фермы.Each section 20 (see Fig. 2) of the device is made in the form of a tetrahedral truss containing four longitudinal racks 21 parallel to the longitudinal axis 1 of the device (see Fig. 3), upper and lower belts and diagonal braces 22 located in each of the openings trusses between the longitudinal struts 21 and fastened to each other near their midpoints. The ends of the longitudinal struts of the sections are aligned with the vertices of a regular quadrangle. The ends of the longitudinal struts 21, the transverse force elements 23 of the upper and lower truss belts and the diagonal braces 22 are connected, as shown in FIG. 1-3, with each other in the support nodes 24 of the lower farm belt and in the support nodes 25 of the upper farm belt.

Продольные стойки 21 целесообразно выполнить в виде труб из углепластика, например, из углепластика на основе высокомодульной углеродной ленты Кулон-500/0,07 (СТО 75969440-007-2009). При этом соединение стрежневых элементов фермы, выполненных из углепластика, с элементами, выполненными из металлических материалов, может быть выполнено с использованием накладок (см., например, патент РФ 2292490).Longitudinal racks 21 it is advisable to perform in the form of pipes made of carbon fiber, for example, carbon fiber based on high-modulus carbon tape Coulomb-500 / 0,07 (STO 75969440-007-2009). At the same time, the connection of the truss rod elements made of carbon fiber with elements made of metal materials can be performed using overlays (see, for example, RF patent 2292490).

Поперечные силовые элементы 23 верхнего и нижнего поясов целесообразно выполнить из круглых стержней.The transverse power elements 23 of the upper and lower zones are expediently made of round rods.

В соответствии с заявляемым решением диагональные раскосы 22 наиболее предпочтительно выполнить из заготовок с профилем в виде двутавра, пояса которого выполнены с переменной шириной - с уменьшением ширины его поясов при переходе от места соединения диагональных раскосов друг с другом к опорным узлам (см. фиг. 1-3). В наиболее предпочтительном варианте использования предлагаемого решения ширина поясов диагональных раскосов вблизи их мест соединения с рамами может быть выбрана в пределах от 85 до 105 мм, а при переходе к опорным узлам уменьшена до 35…50 мм.In accordance with the claimed solution, the diagonal braces 22 are most preferably made of blanks with a profile in the form of an I-beam, the belts of which are made with a variable width - with a decrease in the width of its belts when moving from the junction of the diagonal braces to each other to the support nodes (see Fig. 1 -3). In the most preferred embodiment of the proposed solution, the width of the diagonal brace belts near their joints with the frames can be selected in the range from 85 to 105 mm, and when moving to the support nodes it is reduced to 35 ... 50 mm.

В соответствии с заявляемым решением устройство группового запуска спутников снабжено рамами 30, составленными из соединенных друг с другом под прямым углом балок 31 (см. фиг. 4, 5). Балки 31 опорных рам выполнены в поперечном сечении в виде швеллера с поясами, ориентированными наружу рам. В нише, ограниченной поясами 32, 33 и стенками 38 балок, могут быть размещены поперечные ребра 34. Наиболее предпочтительно высоту стенки швеллера выбрать из диапазона от 65 до 75 мм, а ширину поясов - от 30 до 45 мм.In accordance with the claimed solution, the device of group launch of satellites is equipped with frames 30 composed of beams 31 connected to each other at right angles (see Figs. 4, 5). The beams 31 of the supporting frames are made in cross section in the form of a channel with belts oriented outward of the frames. Transverse ribs 34 can be placed in a niche limited by belts 32, 33 and walls 38 of beams. Most preferably, the channel wall height is selected from the range from 65 to 75 mm and the belt width is from 30 to 45 mm.

Внешние пояса 33 балок - пояса профиля, ориентированные наружу фермы, выполнены с обеспечением возможности крепления на них запускаемых спутников, и, как показано на фиг. 5, 6, снабжены отверстиями 35 для разъемных соединений.The outer belts 33 of the beams — the profile belts oriented outward to the truss, are made capable of mounting launched satellites on them, and, as shown in FIG. 5, 6, provided with holes 35 for detachable connections.

Углы рам 30 закреплены на диагональных раскосах 22 фермы (см. фиг. 1, 2, 3, 6). При этом вблизи углов рамы снабжены опорными площадками 37, соединенными с внутренними поясами 32 балок. Кроме того, опорные площадки 37 подкреплены стенками 38 смежных балок, продленными за место стыка балок. Опорные площадки 37 выполнены с обеспечением возможности размещения на площадках элементов 36 крепления рам к диагональным раскосам. Наиболее предпочтительно элементы 36 крепления рам к диагональным раскосам ориентировать вдоль раскосов, как показано на фиг. 6, что снижает изгибающие моменты в раскосах.The corners of the frames 30 are fixed on the diagonal braces 22 of the farm (see Fig. 1, 2, 3, 6). Moreover, near the corners of the frame are equipped with supporting platforms 37 connected to the inner belts of 32 beams. In addition, the supporting pads 37 are supported by the walls of 38 adjacent beams, extended beyond the junction of the beams. The supporting platforms 37 are made with the possibility of placement on the sites of the elements 36 for attaching frames to diagonal braces. Most preferably, the frame attachment elements 36 to the diagonal braces are oriented along the braces, as shown in FIG. 6, which reduces bending moments in the braces.

Опорные узлы 24 нижнего пояса одной из секций колонны устройства через переходную ферму 40 (см. фиг. 1) соединены со смежным блоком головной части ракеты - носителя (условно не показан).The supporting nodes 24 of the lower belt of one of the sections of the column of the device through the transitional farm 40 (see Fig. 1) are connected to an adjacent block of the head of the launch vehicle (conventionally not shown).

В наиболее предпочтительном варианте использования технического решения колонна 10 устройства, ориентированная на использование в составе ракеты- носителя «Союз-2», может быть составлена из двух секций 20 (см. фиг. 1) с высотой каждой из секций от 1500 до 1750 мм и длиной поперечных силовых элементов от 900 до 1100 мм, что облегчает доступ к запускаемым спутникам из внутреннего объема фермы и обеспечивает возможность монтажа бортовой кабельной сети внутри фермы. Опорные рамы при этом могут быть выполнены из балок длиной от 450 до 550 мм и высотой стенки профиля 65 мм… 75 мм, то есть с высотой стенки балки в 6…7,5 раза меньшей длины балки. При этом длина диагональных подкосов может быть выбрана из диапазона от 1700 до 1850 мм, а элементы крепления 36 опорных рам к диагональным раскосам закреплены на удалении от опорных узлов фермы на расстоянии от 400 до 500 мм.In the most preferred embodiment of the technical solution, the column 10 of the device, oriented to use as part of the Soyuz-2 launch vehicle, can be composed of two sections 20 (see Fig. 1) with a height of each section from 1500 to 1750 mm and the length of the transverse power elements from 900 to 1100 mm, which facilitates access to launched satellites from the internal volume of the farm and provides the ability to install an onboard cable network inside the farm. The supporting frames can be made of beams with a length of 450 to 550 mm and a profile wall height of 65 mm ... 75 mm, that is, with a beam wall height of 6 ... 7.5 times less than the length of the beam. The length of the diagonal struts can be selected from a range from 1700 to 1850 mm, and the fastening elements 36 of the supporting frames to the diagonal braces are fixed at a distance from the supporting nodes of the truss at a distance of 400 to 500 mm.

Секции фермы могут быть изготовлены из сплавов на основе алюминия с использованием известных способов механической обработки и сборки. Как указывалось выше, продольные стойки наиболее предпочтительно выполнить из углепластика. Опорные рамы наиболее предпочтительно изготовить зацело в виде одной детали на фрезерных станках с числовым программным управлением. Сборка секций в колонну может быть проведена с использованием разъемных соединений.Farm sections can be made of aluminum-based alloys using known methods of machining and assembly. As indicated above, the longitudinal struts are most preferably made of carbon fiber. The support frames are most preferably made integrally in one piece on numerically controlled milling machines. Assembling sections into a column can be carried out using detachable joints.

На первом этапе сборки проводится сборка секций устройства с запускаемыми спутниками, которую наиболее предпочтительно проводить параллельно для секций. При этом запускаемые спутники в сборе с адаптерами, снабженными системами отделения спутников, крепятся на внешних поясах рам каждой из секций устройства. После этого проводится общая сборка колонны из секций с предварительно установленными на них запускаемыми спутниками. Первая из секций соединяется с переходной фермой для крепления колонны устройства на разгонном блоке ракеты носителя.At the first stage of assembly, sections of the device with launched satellites are assembled, which is most preferably carried out in parallel for sections. In this case, the launched satellites assembled with adapters equipped with satellite separation systems are mounted on the outer belt frames of each of the sections of the device. After this, a general assembly of the column from sections with pre-installed launched satellites on them is carried out. The first of the sections is connected to the transitional farm for mounting the column of the device on the booster block of the carrier rocket.

На участке выведения со стороны спутников на рамы действуют результирующие инерционные нагрузки: нормальная сила, перпендикулярная плоскости крепления спутников, две составляющие боковых сил, действующие в плоскости крепления спутников, и две составляющие изгибающего момента (крутящим моментом пренебрегаем).The resulting inertial loads act on the frames at the satellite-leading site: the normal force perpendicular to the plane of attachment of the satellites, two components of the lateral forces acting in the plane of attachment of the satellites, and two components of the bending moment (we neglect the torque).

Все эти составляющие инерционных сил от адаптеров с запускаемыми спутниками через опорные рамы воспринимаются в точках крепления опорных рам к диагональным раскосам в виде нормальных усилий, действующих нормально к поясам раскосов, и касательных сил, действующих в плоскости поясов раскосов.All these components of the inertial forces from adapters with launched satellites through the support frames are perceived at the points of attachment of the support frames to the diagonal braces in the form of normal forces acting normally to the braces of the braces and tangential forces acting in the plane of the braces.

В результате в раскосах возникают осевые и перерезывающие силы и изгибающие моменты.As a result, axial and cutting forces and bending moments arise in the braces.

Силы, действующие на раскосы, уравновешиваются реакциями в точках их крепления к продольным стойкам реакциями сил вдоль продольных стоек и вдоль поперечных элементов.The forces acting on the braces are balanced by the reactions at the points of their attachment to the longitudinal struts by the reactions of the forces along the longitudinal struts and along the transverse elements.

Указанные усилия суммируются по продольным стойкам и в горизонтальных плоскостях вдоль поперечных элементов и в плоскости крепления колонны к ферме 40 уравновешиваются реакциями возникающими в ферме 40.These efforts are summed up along the longitudinal struts and in horizontal planes along the transverse elements and in the plane of attachment of the column to the truss 40 are balanced by the reactions that occur in the truss 40.

После выведения устройства на опорную орбиту разгонный блок ракеты - носителя переводит устройство на рабочие орбиты и спутников, по достижению которых запускаемые спутники отделяются от устройства.After putting the device into the reference orbit, the booster rocket - carrier transfers the device to the working orbits and satellites, upon reaching which the launched satellites are separated from the device.

Claims (9)

1. Устройство для группового запуска спутников, выполненное в виде колонны из соединенных друг с другом одинаковых секций, выполненных с обеспечением возможности крепления запускаемых спутников,1. A device for group launch of satellites, made in the form of a column of identical sections connected to each other, made with the possibility of fastening launched satellites, отличающееся тем, что секции выполнены в виде четырехгранных ферм, каждая из которых содержит четыре продольные стойки, верхние и нижние пояса с опорными узлами, соединенными с продольными стойками, поперечными силовыми элементами и диагональными раскосами, последние из которых выполнены в поперечном сечении с профилем в виде двутавра, размещены в каждом из проемов фермы между продольными стойками и скрепленными друг с другом вблизи их середин,characterized in that the sections are made in the form of tetrahedral trusses, each of which contains four longitudinal struts, upper and lower belts with support nodes connected to longitudinal struts, transverse force elements and diagonal braces, the last of which are made in cross section with a profile in the form I-beams, placed in each of the openings of the farm between the longitudinal struts and fastened to each other near their midpoints, кроме того, секции устройства снабжены рамами, балки которых выполнены в поперечном сечении в виде швеллера,in addition, sections of the device are equipped with frames, the beams of which are made in cross section in the form of a channel, пояса рам ориентированы наружу рам, причем их внешние пояса выполнены с обеспечением крепления запускаемых спутников, а внутренние пояса закреплены на диагональных раскосах,the frame belts are oriented outward of the frames, and their outer belts are made to ensure fastening of the launched satellites, and the inner belts are mounted on diagonal braces, при этом места стыка балок рам друг с другом снабжены опорными площадками, которые соединены с внутренними поясами балок, подкреплены стенками балок, продленными за место стыка балок, и выполнены с обеспечением возможности размещения на них элементов крепления рамы к диагональным раскосам.at the same time, the joints of the beams of the frames with each other are equipped with supporting platforms that are connected to the inner belts of the beams, reinforced by the walls of the beams extended beyond the junction of the beams, and are made possible to accommodate the elements for attaching the frame to the diagonal braces. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поперечные силовые элементы выполнены из круглых стержней.2. The device according to p. 1, characterized in that the transverse power elements are made of round rods. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что продольные стойки выполнены из углепластика.3. The device according to p. 1, characterized in that the longitudinal racks are made of carbon fiber. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пояса диагональных раскосов выполнены с уменьшением ширины при переходе от места соединения диагональных раскосов друг с другом к опорным узлам.4. The device according to claim 1, characterized in that the diagonal brace belts are made with decreasing width when moving from the junction of the diagonal braces to each other to the support nodes. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нише балок, ограниченной их поясами и стенками, размещены поперечные ребра.5. The device according to p. 1, characterized in that in the niche of the beams, limited by their belts and walls, transverse ribs are placed.
RU2019132503A 2019-10-14 2019-10-14 Device for group launching of satellites RU2724000C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132503A RU2724000C1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Device for group launching of satellites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019132503A RU2724000C1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Device for group launching of satellites

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2724000C1 true RU2724000C1 (en) 2020-06-18

Family

ID=71096023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019132503A RU2724000C1 (en) 2019-10-14 2019-10-14 Device for group launching of satellites

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2724000C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6138951A (en) * 1998-08-10 2000-10-31 Mcdonnell Douglas Corporation Spacecraft dispensing system
US9957068B2 (en) * 2012-05-11 2018-05-01 The Boeing Company Multiple space vehicle launch system
RU2694487C1 (en) * 2018-10-05 2019-07-15 Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Double start system and support assembly
US10351268B2 (en) * 2016-12-08 2019-07-16 The Boeing Company Systems and methods for deploying spacecraft
US10407189B1 (en) * 2016-10-27 2019-09-10 Space Systems/Loral, Llc Spacecraft exoskeleton truss structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6138951A (en) * 1998-08-10 2000-10-31 Mcdonnell Douglas Corporation Spacecraft dispensing system
US9957068B2 (en) * 2012-05-11 2018-05-01 The Boeing Company Multiple space vehicle launch system
US10407189B1 (en) * 2016-10-27 2019-09-10 Space Systems/Loral, Llc Spacecraft exoskeleton truss structure
US10351268B2 (en) * 2016-12-08 2019-07-16 The Boeing Company Systems and methods for deploying spacecraft
RU2694487C1 (en) * 2018-10-05 2019-07-15 Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Double start system and support assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2725824C1 (en) Device for group launch of satellites and reinforced frame
US5624088A (en) Spacecraft structure and method
RU2438922C2 (en) Aircraft fuselage floor structural set
RU2617162C1 (en) Spacecraft, its payload module and service system module
US20070125033A1 (en) Multiple node junction structure
CN101381003A (en) Main load-carrying structure of spacecraft
US3270478A (en) Building construction
RU148483U1 (en) ADAPTER FOR LATERAL REMOVAL OF USEFUL LOADS, POWER FARM AND SUPPORT UNIT FOR POWER FARM
US5203428A (en) Modular scaffolding platform and truss frame components therefor
RU2724000C1 (en) Device for group launching of satellites
JPS58542A (en) Low twisting mount structure
US7958813B1 (en) Aircraft ordinance mounting system
RU2603872C1 (en) Transfer compartment of carrier rocket (versions)
RU2340516C1 (en) Upper-stage rocket and strong ring (2 versions)
RU2661631C1 (en) Carrier rocket transfer compartment and its supporting frame
US4805368A (en) Expandable pallet for space station interface attachments
RU2694487C1 (en) Double start system and support assembly
RU186237U1 (en) Adapter in the form of a polyhedral conical shell made of composite materials
CN108625530B (en) Beam string structure and construction method thereof
RU2617018C1 (en) Service system module
US20170016241A1 (en) Lattice mast having an open framework structure in particular an electricity pylon or telecommunication mast, and method for increasing the stability of lattice masts having an open framework structure
RU2673447C9 (en) Space vehicle
RU2621221C1 (en) Service system module
RU2779010C1 (en) Transitional truss
US9126674B2 (en) Beam