RU2785868C2 - Method for arrangement of set of spacecrafts under head fairing of launch vehicle without structural distributor and assembly obtained using such a method - Google Patents
Method for arrangement of set of spacecrafts under head fairing of launch vehicle without structural distributor and assembly obtained using such a method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2785868C2 RU2785868C2 RU2021100446A RU2021100446A RU2785868C2 RU 2785868 C2 RU2785868 C2 RU 2785868C2 RU 2021100446 A RU2021100446 A RU 2021100446A RU 2021100446 A RU2021100446 A RU 2021100446A RU 2785868 C2 RU2785868 C2 RU 2785868C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacecraft
- satellites
- launch vehicle
- assembly
- satellite
- Prior art date
Links
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 claims abstract description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 8
- 241001270131 Agaricus moelleri Species 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000003128 Head Anatomy 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 210000001331 Nose Anatomy 0.000 description 6
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 3
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 210000000887 Face Anatomy 0.000 description 1
- 241000272184 Falconiformes Species 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002365 multiple layer Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области космонавтики и, в частности, касается запуска космических аппаратов, таких как искусственные спутники. Более конкретно, оно относится к способу расположения множества космических аппаратов под головным обтекателем ракеты-носителя и к сборке, которую можно получить при помощи такого способа.The invention relates to the field of astronautics and, in particular, to the launch of spacecraft such as artificial satellites. More specifically, it relates to a method for arranging a plurality of spacecraft under a launch vehicle fairing and to an assembly that can be obtained using such a method.
В рамках активной политики оптимизации расходов и систем необходимо изменить и оптимизировать обычные способы объединения спутников под головным обтекателем ракет-носителей, чтобы максимизировать пространство и массу, доступные для космических аппаратов.As part of an active cost and systems optimization policy, it is necessary to change and optimize the usual ways of combining satellites under the nose fairing of launch vehicles in order to maximize the space and mass available for spacecraft.
Обычно для расположения спутников внутри ракеты-носителя применяют два решения:Typically, two solutions are used to position satellites inside a launch vehicle:
Первым вариантом является использование центрального трубчатого элемента, расположенного вдоль оси головного обтекателя ракеты-носителя и называемого распределителем. Эта труба механически связана со спутниками, чтобы удерживать их во время запуска и полета при помощи механических интерфейсов. Блок, состоящий из распределителя и механических интерфейсов, позволяет получить жесткую сборку. В космическом пространстве после отделения этой сборки от ракеты-носителя пиротехнические заряды, электромеханические катушки, сплавы с эффектом запоминания формы или парафиновые приводы отсоединяют спутники от конструктивного распределителя. Наиболее простым решением является закрепление множества спутников на одной ступени вокруг центральной трубы.The first option is to use a central tubular element located along the axis of the head fairing of the launch vehicle and called the distributor. This tube is mechanically connected to the satellites to hold them during launch and flight using mechanical interfaces. The block, consisting of a distributor and mechanical interfaces, allows you to get a rigid assembly. In outer space, after separation of this assembly from the launch vehicle, pyrotechnic charges, electromechanical coils, shape memory alloys, or paraffin actuators disconnect the satellites from the constructive distributor. The simplest solution is to mount multiple satellites on the same stage around the central tube.
На фиг. 1 показан известный распределитель (раскрытый в документе ЕР 3081496), который можно разместить под головным обтекателем ракеты-носителя Falcon 9, причем этот распределитель позволяет более эффективно использовать имеющееся пространство под головным обтекателем. Эта сборка работает только для спутников небольшого размера с их компоновкой в несколько слоев вокруг распределителя. Эта сборка содержит 6 ступеней из 12 спутников в 2 слоях, плюс одну ступень с одним слоем, содержащим 4 спутника. Эта сборка позволяет запускать до 76 спутников. Таким образом, использование распределителя позволяет механически удерживать спутники на ракете-носителе и управлять последовательностью отделения спутников. Однако монтаж распределителя является дорогостоящим и требует сложной логистики. Кроме того, центральная труба занимает большое пространство, которое не используется для полезной нагрузки (спутники), и в среднем распределитель составляет 10-14% от общей запускаемой в космос массы.In FIG. 1 shows a prior art distributor (disclosed in EP 3081496) that can be placed under the fairing of a Falcon 9 launch vehicle, the distributor making better use of the space available under the fairing. This assembly only works for small satellites with multiple layers around the spreader. This assembly contains 6 stages of 12 satellites in 2 layers, plus one stage with one layer containing 4 satellites. This build allows you to launch up to 76 satellites. Thus, the use of a distributor makes it possible to mechanically hold the satellites on the launch vehicle and control the separation sequence of the satellites. However, the installation of the distributor is costly and requires complex logistics. In addition, the central tube occupies a large space that is not used for payload (satellites), and on average the distributor makes up 10-14% of the total mass launched into space.
В известных решениях (см., например, патент US 5411226 А) адаптируют форму и тип нетрубчатого распределителя, чтобы минимизировать пространство, занимаемое распределителем. Однако даже при минимизации занимаемого пространства масса распределителя остается значительной и ограничивает количество спутников, которые можно запустить одновременно.Known solutions (see, for example, US Pat. No. 5,411,226 A) adapt the shape and type of a non-tubular distributor to minimize the space occupied by the distributor. However, even with space minimization, the mass of the spreader remains significant and limits the number of satellites that can be launched simultaneously.
Вторым вариантом является размещение спутников друг над другом в наборе вдоль продольной оси ракеты-носителя под ее головным обтекателем. Недостатком этого решения является то, что масса спутников в наборе действует на находящийся (находящиеся) внизу спутник(и), что вынуждает адаптировать дизайн и конструкцию этих спутников (как правило, за счет увеличения их массы), чтобы они могли выдерживать такую механическую нагрузку. Кроме того, такая компоновка значительно усложняет и увеличивает риски последовательности отделения спутников. Наконец, такая сборка очень часто ограничена одним спутником на каждом уровне.The second option is to place the satellites one above the other in a set along the longitudinal axis of the launch vehicle under its nose fairing. The disadvantage of this solution is that the mass of the satellites in the set acts on the satellite(s) below, forcing the design and construction of these satellites (typically by increasing their mass) to be able to withstand such a mechanical load. In addition, such an arrangement greatly complicates and increases the risks of the satellite separation sequence. Finally, such a build is very often limited to one companion per level.
Изобретение призвано обеспечить более эффективное использование имеющегося объема под головным обтекателем, общей запускаемой полезной массы и, следовательно, увеличить количество и/или массу спутников, которые можно запускать одновременно.The invention is intended to provide more efficient use of the available volume under the nose fairing, the total launch payload and, therefore, increase the number and/or mass of satellites that can be launched simultaneously.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Согласно изобретению, эта задача решается за счет расположения спутников под головным обтекателем ракеты-носителя без использования конструктивного распределителя.According to the invention, this problem is solved by arranging the satellites under the head fairing of the launch vehicle without using a constructive distributor.
Таким образом, объектом изобретения является сборка, содержащая:Thus, the object of the invention is an assembly containing:
- по меньшей мере один первый блок из множества космических аппаратов, которые должны быть закреплены на ракете-носителе в фазе запуска, отличающийся тем, что космические аппараты расположены вокруг центральной оси в одной поперечной плоскости, перпендикулярной к упомянутой центральной оси, при этом упомянутые космические аппараты имеют ребра вдоль продольной оси и, кроме того, расположены таким образом, чтобы один космический аппарат был соединен с соседним космическим аппаратом посредством одного ребра при помощи по меньшей мере одного устройства крепления, находящегося на упомянутом ребре, чтобы обеспечивать механическое удержание упомянутых космических аппаратов между собой,- at least one first block from a plurality of spacecraft to be fixed on the launch vehicle in the launch phase, characterized in that the spacecraft are located around the central axis in one transverse plane perpendicular to the said central axis, while the said spacecraft have ribs along the longitudinal axis and, in addition, are located in such a way that one spacecraft is connected to an adjacent spacecraft through one rib using at least one fastening device located on said rib to provide mechanical retention of the said spacecraft between themselves ,
- переходник «спутники - ракета-носитель», на котором закреплены упомянутые космические аппараты в поперечной плоскости.- adapter "satellites - carrier rocket", on which the above-mentioned spacecraft are fixed in the transverse plane.
Согласно частным вариантам выполнения такой сборки:According to private options for performing such an assembly:
- Упомянутые космические аппараты закреплены на ракете-носителе при помощи соединительной детали ракеты-носителя, называемой переходником «спутники - ракета-носитель», адаптируемой в зависимости от количества подлежащих сборке космических аппаратов.Said spacecraft are fixed to the launch vehicle by a launcher connector called a satellite-to-booster adapter, adaptable depending on the number of spacecraft to be assembled.
- Упомянутый переходник «спутники - ракета-носитель» является деталью, имеющей плоскую верхнюю часть со стороны космических аппаратов и круглую или коническую нижнюю часть со стороны ракеты-носителя.- Said satellite-to-launcher adapter is a piece having a flat top on the spacecraft side and a round or conical bottom on the launcher side.
- Упомянутый переходник «спутники - ракета-носитель» является цилиндрической деталью, расположенной под космическими аппаратами.- Said adapter "satellites - launch vehicle" is a cylindrical piece located under the spacecraft.
- Упомянутые космические аппараты установлены непосредственно на ракете-носителе и соединены с ракетой-носителем и между собой при помощи хомута.- The said space vehicles are installed directly on the launch vehicle and are connected to the launch vehicle and to each other by means of a clamp.
- Сборка содержит центральную стойку, совместно используемую всеми космическими аппаратами, служащую для управления последовательностью отделения космических аппаратов.- The assembly contains a central rack shared by all spacecraft, serving to control the spacecraft separation sequence.
- Сборка, в которой находятся несколько блоков космических аппаратов, расположенных вокруг центральной оси в одной поперечной плоскости, перпендикулярной к упомянутой центральной оси, при этом упомянутые космические аппараты имеют ребра вдоль продольной оси и, кроме того, расположены таким образом, чтобы один космический аппарат был соединен с соседним космическим аппаратом посредством одного ребра при помощи по меньшей мере одного устройства крепления, находящегося на упомянутом ребре, чтобы обеспечивать механическое удержание между собой упомянутых космических аппаратов, образующих слои, уложенные друг на друга вдоль продольной оси ракеты-носителя, при этом слои связаны между собой в поперечной плоскости упомянутой ракеты-носителя.- An assembly in which there are several blocks of spacecraft located around a central axis in one transverse plane perpendicular to said central axis, while said spacecraft have ribs along the longitudinal axis and, in addition, are located in such a way that one spacecraft is connected to an adjacent spacecraft through one rib using at least one fastening device located on said rib to provide mechanical retention between the said spacecraft forming layers stacked on top of each other along the longitudinal axis of the launch vehicle, while the layers are connected with each other in the transverse plane of said launch vehicle.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Другие отличительные признаки, детали и преимущества изобретения будут более очевидны из описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые представлены в качестве примеров и на которых:Other features, details and advantages of the invention will become more apparent from the description with reference to the accompanying drawings, which are presented by way of example and in which:
Фиг. 1 (описана выше) - сборка космических аппаратов под головным обтекателем согласно известному уровню техники.Fig. 1 (described above) - the assembly of spacecraft under the head fairing according to the prior art.
Фиг. 2 - общий вид сборки космических аппаратов согласно изобретению.Fig. 2 is a general view of the spacecraft assembly according to the invention.
Фиг. 3 - вид космического аппарата.Fig. 3 - view of the spacecraft.
Фиг. 4 - вид детали сборки космических аппаратов согласно одному варианту выполнения изобретения.Fig. 4 is a detail view of a spacecraft assembly according to one embodiment of the invention.
Фиг. 5 - упрощенный вид в разрезе сборки космических аппаратов согласно варианту выполнения изобретения.Fig. 5 is a simplified sectional view of a spacecraft assembly according to an embodiment of the invention.
Фиг. 6 - сборка космических аппаратов согласно одному варианту выполнения изобретения.Fig. 6 shows the assembly of spacecraft according to one embodiment of the invention.
В дальнейшем тексте описания под «продольным направлением» (или «продольной осью») следует понимать направление (соответственно ось), параллельное оси головного обтекателя и, следовательно, направлению полета ракеты-носителя. Под «поперечной плоскостью» следует понимать плоскость, перпендикулярную к оси головного обтекателя (то есть к продольной оси).In the following text of the description, "longitudinal direction" (or "longitudinal axis") is to be understood as a direction (or axis) parallel to the axis of the head fairing and therefore to the direction of flight of the launch vehicle. By "transverse plane" is meant a plane perpendicular to the axis of the head fairing (i.e. to the longitudinal axis).
Термин «космический аппарат» обозначает искусственный спутник или любой другой аппарат, предназначенный для полета в космическом пространстве, такой как межпланетный зонд. В дальнейшем тексте описания будут равнозначно использоваться термины «спутник» и «космический аппарат».The term "spacecraft" means an artificial satellite or any other vehicle designed to fly in outer space, such as an interplanetary probe. In the following text of the description, the terms "satellite" and "spacecraft" will be used interchangeably.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
На фиг. 2 представлен фронтальный вид сборки 2 космических аппаратов 20, 21, 22, которые должны быть закреплены под головным обтекателем ракеты-носителя в фазе запуска, при этом головной обтекатель 23 показан прозрачно. В данном случае сборка состоит из трех спутников с трапециевидным сечением. В заявленной сборке спутники расположены вокруг центральной оси Z в заданной поперечной плоскости, образуя один слой. Центральная ось является осью, параллельной относительно продольной оси ракеты-носителя. В данном случае поперечной плоскостью называют любую плоскость, перпендикулярную к центральной оси Z. Спутники связаны механически между собой только посредством своих ребер (граней) вдоль продольной оси ракеты-носителя. В частности, спутники или космические аппараты расположены таким образом, чтобы один космический аппарат был соединен с соседним космическим аппаратом блока посредством одного ребра при помощи по меньшей мере одного устройства В крепления (или точки крепления), находящегося на упомянутом ребре, чтобы обеспечивать механическое удержание упомянутых аппаратов между собой. На фиг. 2 показаны три из этих точек В крепления, находящиеся в вершине ребер соседних спутников. Кроме того, спутники механически связаны с ракетой-носителем через интерфейсную (соединительную) деталь, называемую переходником «спутники - ракета-носитель» (24, показана на фиг. 3) и подобную интерфейсной детали, схематично показанной на фиг. 4 и содержащей точки (или ножки) крепления, связывающие спутники с этой деталью. Поскольку интерфейс ракеты-носителя обычно является круглым, то переходник «спутники - ракета-носитель» обычно содержит круглую часть для крепления на ракете-носителе. В варианте выполнения, представленном на фиг. 2, крепления спутник/спутник и спутник/ракета-носитель выполнены в виде пиротехнических болтов. Преимуществом крепления этого типа является облегчение управления последовательностью отделения сгруппированных/разделяемых космических аппаратов. Кроме того, эти устройства крепления обеспечивают возможность разъединения спутников во время последовательности отделения. В альтернативном варианте выполнения устройство или устройства В крепления представляют собой электромеханические катушки, сплавы с запоминанием формы, парафиновые приводы или другие дистанционно активируемые механизмы разделяемого соединения.In FIG. 2 is a frontal view of an assembly 2 of
В заявленной сборке не используют распределитель для удержания космических аппаратов на ракете-носителе во время запуска. Роль механического удержания вдоль продольной оси ракеты-носителя, которая обычно отводилась конструктивному распределителю, в данном случае выполняют соединения между ребрами спутников вдоль этой же оси, в данном случае пиротехнические болты. В данном случае под конструктивным распределителем следует понимать элемент конструкции, обладающий очень большой механической жесткостью и выдерживающий действие сил между ракетой-носителем и каждым из спутников и между самими спутниками. Таким образом, это решение дает существенный выигрыш в объеме хранения и в запускаемой полезной массе. При этом можно изменить конструкцию спутников, чтобы использовать это пространство и эту массу и принять на борт больше полезного груза, который определяет ценность спутников. Кроме того, отказ от установки распределителя позволяет сократить расходы и упростить способ расположения. Сэкономленную при помощи этой сборки полезную массу можно оценить в 5-7% общей запускаемой полезной массы (то есть примерно 50% массы классического распределителя). Компоновка, показанная на фиг. 2, называется «трапецией», так как она образована спутниками с трапециевидным сечением. В другом варианте выполнения спутники имеют прямоугольное сечение. Однако использование спутников с трапециевидным сечением позволяет лучше использовать пространство, высвободившееся за счет отказа от распределителя, чем в случае спутников с прямоугольным сечением. Следовательно, именно ему отдается предпочтение.The claimed assembly does not use a distributor to hold the spacecraft on the launch vehicle during launch. The role of mechanical retention along the longitudinal axis of the launch vehicle, which was usually assigned to the structural distributor, in this case is performed by the connections between the ribs of the satellites along the same axis, in this case, pyrotechnic bolts. In this case, a structural distributor should be understood as a structural element that has a very high mechanical rigidity and withstands the action of forces between the launch vehicle and each of the satellites and between the satellites themselves. Thus, this solution provides a significant gain in storage volume and payload mass launched. In doing so, satellites can be redesigned to take advantage of that space and that mass and take on more payload, which determines the value of satellites. In addition, eliminating the need to install a distributor reduces costs and simplifies the layout. The useful mass saved with this assembly can be estimated at 5-7% of the total launched useful mass (that is, approximately 50% of the mass of a classic distributor). The arrangement shown in Fig. 2 is called a "trapezoid" because it is formed by satellites with a trapezoidal cross section. In another embodiment, the satellites have a rectangular cross section. However, the use of satellites with a trapezoidal cross-section makes better use of the space freed up by eliminating the distributor than in the case of satellites with a rectangular cross-section. Therefore, it is he who is preferred.
Динамическое поведение сборки должно соответствовать требованиям отвечающих за запуск органов. В частности, частоты первых мод колебания в вертикальном и продольном направлении должны превышать предельные значения, которые зависят от ракеты-носителя и составляют порядка нескольких Гц или нескольких десятков Гц. Цифровые модели позволили установить, что в варианте выполнения, представленном на фиг. 2, первые поперечные и продольные частоты имеют значения, отвечающие спецификациям. The dynamic behavior of the assembly must comply with the requirements of the authorities responsible for launching. In particular, the frequencies of the first oscillation modes in the vertical and longitudinal directions must exceed the limit values, which depend on the launch vehicle and are of the order of several Hz or several tens of Hz. The digital models made it possible to establish that in the embodiment shown in FIG. 2, the first transverse and longitudinal frequencies have values that meet the specifications.
Жесткая сборка, образованная тремя спутниками с трапециевидным сечением и переходником «спутники - ракета-носитель», расположена в центре головного обтекателя ракеты-носителя. На фиг. 3 показан отдельный фронтальный вид одного спутника 22 с трапециевидным сечением, установленного на переходнике 24 «спутники - ракета-носитель». Ребра 25 спутника 22, соединенные с другими ребрами соседних спутников 20 и 21 (показаны на фиг. 2) при помощи устройств В крепления, обеспечивают удержание спутников между собой и отделение этих спутников. На фиг. 3 показаны устройства В крепления, расположенные на ребрах 25 и распределенные вдоль этих ребер. В не ограничительном примере, представленном на фиг. 3, соединение между двумя спутниками осуществлено при помощи двух устройств В крепления, расположенных вдоль ребер 25, тогда как соединение спутника с переходником ракеты-носителя осуществлено при помощи двух устройств В крепления.A rigid assembly formed by three satellites with a trapezoidal section and an adapter "satellites - launch vehicle" is located in the center of the head fairing of the launch vehicle. In FIG. 3 shows a separate frontal view of a single
В варианте выполнения, представленном на фиг. 2 и 3, спутники имеют цилиндрическое усиление 26, установленное в основании конструкции спутников в продолжении крепления с переходником 24 «спутники - ракета-носитель», обеспечивая дополнительную жесткость и удержание спутников на переходнике «спутники - ракета-носитель». В другом варианте выполнения в конструкции спутников отсутствует цилиндрическое крепление.In the embodiment shown in FIG. 2 and 3, the satellites have a
В еще одном варианте выполнения спутники соединены между собой таким же образом, как и в сборке, показанной на фиг. 2, но связаны напрямую (без переходника 24 «спутники - ракета-носитель») с ракетой-носителем при помощи хомута, например, обеспечивающего по сути дополнительное удержание между ними. В этом случае спутники закреплены на окружном контуре интерфейса ракеты-носителя. В еще одном варианте выполнения, количество спутников, образующих сборку, может отличаться от трех как в варианте выполнения с переходником «спутники - ракета-носитель», так и в варианте выполнения с непосредственным креплением на ракете-носителе. На фиг. 4 представлен вид в плане заявленной сборки спутника и интерфейсной детали переходника 24 «спутники - ракета-носитель». Эта деталь связывает ракету-носитель 32 с тремя спутниками (на фигуре показан только один спутник 21) через крепежную ножку 33. В этом варианте выполнения переходник «спутники - ракета-носитель» является жесткой цилиндрической металлической деталью, расположенной непосредственно под спутниками и между спутниками и ракетой-носителем. В еще одном варианте выполнения переходник «спутники - ракета-носитель» является деталью, верхняя часть которой (со стороны спутников) представляет собой простую плоскую жесткую пластину, обеспечивающую соединение со спутниками, а нижняя часть (со стороны ракеты-носителя) является круглой или конической для обеспечения соединения с ракетой-носителем. В варианте выполнения, представленном на фиг. 4, переходник «спутники - ракета-носитель» является деталью, общей для трех спутников. В другом варианте выполнения эта соединительная деталь адаптирована к количеству и к конструкции космических аппаратов, которые требуется объединить в сборку.In yet another embodiment, the satellites are connected to each other in the same manner as in the assembly shown in FIG. 2, but are connected directly (without the satellite-to-booster adapter 24) to the launch vehicle by a yoke, for example, providing essentially additional retention between them. In this case, the satellites are fixed on the circumferential contour of the launch vehicle interface. In yet another embodiment, the number of satellites forming an assembly may be different from three in both the satellite-to-booster adapter and the direct mount embodiment. In FIG. 4 is a plan view of the claimed satellite assembly and the interface piece of the satellite-to-
На фиг. 5 представлен схематичный вид в разрезе сборки космических аппаратов согласно тому же варианту выполнения, что и на фиг. 4. Можно напомнить, что конструкция спутников является трапециевидной, чтобы оптимизировать пространство, высвободившееся в результате отказа от распределителя. Три спутника 20, 21, 22 связаны своими ребрами при помощи устройств В крепления, и усиления 26а, 26b, 26с в каждом спутнике представляют собой треть цилиндра и обеспечивают дополнительную жесткость и удержание спутников на переходнике «спутники - ракета-носитель». Устройства В крепления расположены в вершине ребер соседних спутников данного слоя и позволяют соединить спутники между собой. Кроме того, в центре сборки установлена и соединена со спутниками центральная стойка 31, которая в отличие от обычного распределителя не обеспечивает никакой конструктивной функции и, следовательно, может быть намного более легкой. Эта стойка связана со всеми точками крепления спутников между собой и точками крепления спутников на переходнике «спутники - ракета-носитель». Эта стойка представляет собой простой немеханический интерфейс, который не удерживает спутники между собой или на ракете-носителе, но который содержит устройства отделения космических аппаратов. Концы этой стойки содержат пиротехнические заряды, которые в необходимый момент отсоединяют спутники друг от друга и отделяют спутники от ракеты-носителя. В варианте выполнения, представленном на этой фигуре, точки крепления спутников между собой и точки крепления спутников на переходнике «спутники - ракета-носитель» являются пиротехническими болтами, и стойка позволяет контролировать подрыв этих болтов. Таким образом, эта неконструктивная стойка позволяет управлять последовательностью отделения спутников. Это позволяет отделять несколько спутников сразу или освобождать их раздельно один за другим.In FIG. 5 is a schematic sectional view of a spacecraft assembly according to the same embodiment as in FIG. 4. It may be recalled that the design of the satellites is trapezoidal in order to optimize the space freed up by eliminating the distributor. The three
На фиг. 6 показана сборка 40 из трех спутников «трапеций» 41, 42, 43 (спутник 43 не показан для упрощения чертежа), соединенных с ракетой-носителем через цилиндрический переходник 44 «спутники - ракета-носитель» с неконструктивной центральной стойкой 31, выполняющей роль интерфейса, общего для трех спутников и содержащего устройство отделения космических аппаратов. В варианте выполнения, представленном на фиг. 6, соединение между соседними спутниками осуществлено при помощи 4 точек крепления через пиротехнические болты, а соединение спутники/переходник «спутники - ракета-носитель» осуществлено при помощи двух точек крепления (в данном случае тоже пиротехнических болтов). Кроме того, как и в варианте выполнения, показанном на фиг. 3, конструкция спутников содержит две трети цилиндра 26а, 26b, которые способствуют передаче усилий спутники/переходник «спутники - ракета-носитель». В другом варианте выполнения количество соединений спутники/спутники и спутники/переходник «спутники - ракета-носитель» может отличаться от варианта выполнения, показанного на фиг. 6.In FIG. 6 shows an
В еще одном варианте выполнения устройство отделения выполнено не в виде пиротехнических болтов, а представляет собой электромеханические катушки, сплавы с запоминанием формы, парафиновые приводы или другие дистанционно активируемые механизмы разделяемых соединений.In yet another embodiment, the separating device is not made in the form of pyrotechnic bolts, but is electromechanical coils, shape memory alloys, paraffin actuators, or other remotely activated separable joint mechanisms.
В другом варианте выполнения немеханический интерфейс, общий для всех космических аппаратов и содержащий устройство отделения аппаратов, не является стойкой, а выполнен в виде тросов, соединенных между собой и закрепленных на уровне переходника «спутники - ракета-носитель», связывающих все точки крепления спутников между собой и спутников на переходнике «спутники - ракета-носитель». Преимуществом стойки является то, что она в меньшей степени может смещаться во время запуска.In another embodiment, the non-mechanical interface, common to all space vehicles and containing a device for separating the vehicles, is not a rack, but is made in the form of cables interconnected and fixed at the level of the satellite-to-carrier adapter, connecting all satellite attachment points between itself and satellites on the adapter "satellites - launch vehicle". The advantage of the strut is that it is less likely to move during launch.
В еще одном варианте выполнения производят укладку в наборы вдоль продольной оси ракеты-носителя нескольких слоев блоков из нескольких космических аппаратов, связанных между собой только вдоль продольной оси ракеты-носителя без использования конструктивного распределителя и связанных с интерфейсом ракеты-носителя в поперечной плоскости ракеты-носителя. Эта сборка позволяет получать N наборов из n спутников и одновременно управлять для каждой сборки последовательностью запуска n спутников. В этом варианте выполнения точки крепления (например, пиротехнические болты) или одно сплошное крепление в виде дуги окружности для каждого спутника в поперечной плоскости будут применяться между каждым набором, чтобы наборы можно было отделять один за другим. Разумеется, в этом случае конструкцию и дизайн спутников в нижних наборах следует адаптировать, чтобы они выдерживали массу спутников верхних наборов.In another embodiment, several layers of blocks from several spacecraft are stacked in sets along the longitudinal axis of the launch vehicle, interconnected only along the longitudinal axis of the launch vehicle without using a structural distributor and connected to the interface of the launch vehicle in the transverse plane of the launch vehicle . This assembly allows you to receive N sets of n satellites and simultaneously control the launch sequence of n satellites for each assembly. In this embodiment, attachment points (eg, pyrotechnic bolts) or one solid circular arc attachment for each satellite in the transverse plane will be applied between each set so that the sets can be separated one by one. Of course, in this case, the construction and design of the satellites in the lower sets must be adapted to support the mass of the satellites in the upper sets.
В варианте выполнения последовательность сборки множества космических аппаратов 20, 21, 22 под головным обтекателем ракеты-носителя 23 включает в себя следующие операции:In an embodiment, the assembly sequence of a plurality of
- устанавливают переходник 24 «спутники - ракета-носитель» на ракете-носителе и под головным обтекателем;- install the
- устанавливают 1-й блок спутников 2 один за другим следующим образом:- install the 1st block of satellites 2 one after the other as follows:
- один спутник закрепляют на переходнике «спутники - ракета-носитель»;- one satellite is fixed on the adapter "satellites - launch vehicle";
- затем крепят другой спутник, связывая его с уже закрепленным спутником вдоль продольной оси ракеты-носителя;- then attach another satellite, linking it to the already fixed satellite along the longitudinal axis of the launch vehicle;
- затем крепят еще один спутник и т.д., пока все спутники не будут закреплены и связаны между собой вдоль продольной оси ракеты-носителя, чтобы получить полную сборку;- then attach another satellite, etc., until all the satellites are fixed and interconnected along the longitudinal axis of the launch vehicle to obtain a complete assembly;
- устанавливают немеханический интерфейс 31, общий для всех космических аппаратов и содержащий устройство отделения аппаратов.- install a
В еще одном варианте выполнения последовательность сборки идентична вышеуказанной последовательности, но установку немеханического интерфейса производят после закрепления первого спутника на переходнике «спутники - ракета-носитель».In yet another embodiment, the assembly sequence is identical to the above sequence, but the non-mechanical interface is installed after the first satellite is attached to the satellite-to-launcher adapter.
В еще одном варианте выполнения установку немеханического интерфейса можно осуществить до размещения первого блока спутников под головным обтекателем ракеты-носителя (и после их соединения вдоль продольной оси ракеты-носителя).In yet another embodiment, installation of the non-mechanical interface may be performed prior to placing the first array of satellites under the nose fairing of the launch vehicle (and after they are connected along the longitudinal axis of the launch vehicle).
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1800608 | 2018-06-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021100446A RU2021100446A (en) | 2022-07-14 |
RU2785868C2 true RU2785868C2 (en) | 2022-12-14 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5411226A (en) * | 1993-10-13 | 1995-05-02 | Martin Marietta Corporation | Spacecraft adapter and dispenser |
FR2717770A1 (en) * | 1994-03-22 | 1995-09-29 | Aerospatiale | Modular multi-satellite distributor for satellite launcher |
RU2574103C2 (en) * | 2014-04-29 | 2016-02-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Method of payload integration and device to this end |
WO2016176298A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Field Daniel W | Stackable satellites and method of stacking same |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5411226A (en) * | 1993-10-13 | 1995-05-02 | Martin Marietta Corporation | Spacecraft adapter and dispenser |
FR2717770A1 (en) * | 1994-03-22 | 1995-09-29 | Aerospatiale | Modular multi-satellite distributor for satellite launcher |
RU2574103C2 (en) * | 2014-04-29 | 2016-02-10 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Method of payload integration and device to this end |
WO2016176298A1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | Field Daniel W | Stackable satellites and method of stacking same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220127022A1 (en) | Multiple space vehicle launch system | |
JP7145975B2 (en) | Efficient satellite architecture concepts for single or stacked multiple launches | |
US11623770B2 (en) | Spacecraft assembly arranged about a central axis and linked on longitudinal edges by fasteners | |
JP6480013B2 (en) | Stackable satellite and method of stacking stackable satellites | |
JP6448855B2 (en) | A spacecraft with pillars for forming a stack, a stack with at least two such spacecraft installed in a launcher, and a method for lowering a spacecraft | |
DE69933676T2 (en) | Distribution system for spacecraft | |
EP3283380B1 (en) | Satellite stacked launch and orbit raising optimization | |
US5474262A (en) | Spacecraft structure and method | |
RU2785868C2 (en) | Method for arrangement of set of spacecrafts under head fairing of launch vehicle without structural distributor and assembly obtained using such a method | |
RU184328U1 (en) | Adapter for launching several spacecraft | |
US11407532B2 (en) | Innovative system for deploying satellites from launch vehicles | |
RU2521078C1 (en) | Transfer compartment of space mission vehicle assembly-protective unit | |
JP2005521590A (en) | Spacecraft, spacecraft construction method, and adapter used for spacecraft | |
US11649075B2 (en) | Multi-satellite deployable dispenser | |
RU2574103C2 (en) | Method of payload integration and device to this end | |
Duret et al. | VEGA, a small launch vehicle | |
RU2091275C1 (en) | Device of connection of space object with launch vehicle | |
WO2023027893A1 (en) | Stackable satellite dispensing configuration |