UA134847U

UA134847U - DEVICE FOR ORBITAL FLIGHTS OF SPACE OBJECTS

Info

Publication number: UA134847U
Application number: UAU201812496U
Authority: UA
Inventors: Максим Олександрович Дегтярьов; Володимир Георгійович Сіманов; Петро Георгійович Хорольський; Валентин Олексійович Шувалов
Original assignee: Державне Підприємство "Конструкторське Бюро "Південне" Ім. М.К. Янгеля"
Priority date: 2018-12-17
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2019-06-10

Abstract

Пристрій для орбітальних перельотів космічних об'єктів включає магнітне вітрило, встановлене на зовнішній поверхні космічного об'єкта та систему керування. Магнітне вітрило складається з постійного магніту, жорстко зафіксованого у камері, яка оснащена кришкою з можливістю відкриття назовні та механізмом фіксації і відкриття кришки. Камера та кришка виконані з екрануючого матеріалу.The device for orbital flights of space objects includes a magnetic sail mounted on the outer surface of the space object and a control system. The magnetic sail consists of a permanent magnet, rigidly fixed in the chamber, which is equipped with a cover that can be opened to the outside and a mechanism for locking and opening the cover. The camera and cover are made of shielding material.

Description

Корисна модель належить до ракетно-космічної техніки, конкретно стосується космічних об'єктів (КО), що здійснюють орбітальні перельоти, зокрема до космічних апаратів (КА), розгінних блоків, останніх орбітальних ступенів ракет тощо.The utility model belongs to rocket and space technology, specifically applies to space objects (CO) performing orbital flights, in particular to space vehicles (SC), booster units, last orbital stages of rockets, etc.

Відоме магнітне вітрило (МВ) (1|, встановлене на міжпланетному КО, що містить петлю надпровідного електричного дроту великої довжини, сховище для дроту до застосування, спеціальну складну конструкція, систему розгортання вітрила, систему безперебійного електропостачання та систему охолодження для забезпечення надпровідності, систему передачі тягового зусилля на корпус КО з корисним навантаженням.A known magnetic sail (MV) (1|) mounted on an interplanetary CO containing a loop of superconducting electric wire of great length, storage for the wire to be used, a special complex structure, a system for deploying the sail, an uninterruptible power supply system and a cooling system to ensure superconductivity, a transmission system traction force on the KO body with payload.

Недоліком магнітного вітрила є: надто великі масо-габаритні характеристики (діаметр петлі близько 64 км), складність, вартість та надмірне енергоспоживання, потреба у системі охолодження до наднизьких температур, а також обмежена область використання під час міжпланетних польотів.The disadvantage of a magnetic sail is: too large mass-dimensional characteristics (the diameter of the loop is about 64 km), complexity, cost and excessive energy consumption, the need for a cooling system to extremely low temperatures, as well as a limited area of use during interplanetary flights.

Відоме МВ |(|2), встановлене на КА, що містить надпровідну котушку, розміщену у охолоджувальній камері, джерело електроструму та відповідні системи охолодження.A known MV |(|2) installed on a spacecraft containing a superconducting coil placed in a cooling chamber, a source of electric current and appropriate cooling systems.

Недоліками відомої МВ полягають у завеликих масо-габаритних характеристиках, вартості, складності та надмірному енергоспоживанню, потребі у системі охолодження до наднизьких температур.Disadvantages of the well-known MV are excessive mass-dimensional characteristics, cost, complexity and excessive energy consumption, the need for a cooling system to ultra-low temperatures.

Найбільш близьким аналогом є пристрій для відводу КО на безпечні орбіти |З), в якому сукупно застосовані силовий елемент, енергосилова установка, системи енергопостачання, навігації, керування, орієнтації та стабілізації та системи виявлення та спостереження КО, стиковки та/або захвату, зв'язку та передачі даних, з'єднання з КО, відділення у будь-якому складі та поєднанні, в енергосилову установку якого включено установлене на зовнішній поверхні КО МВ, яке виконане у вигляді однієї або більше петель надпровідного дроту.The closest analogue is a device for the diversion of ROC into safe orbits |Z), in which a power element, power plant, energy supply, navigation, control, orientation and stabilization systems and systems for ROC detection and observation, docking and/or capture, are used together communication and data transmission, connection to the CU, branch in any composition and combination, the power plant of which includes the MV CU installed on the outer surface, which is made in the form of one or more loops of superconducting wire.

Недоліками найближчого аналога є завеликі маса, габарити та вартість пристрою через виконання магнітного вітрила у вигляді однієї або більше петель надпровідного дроту великого розміру, завелике енергоспоживання пристрою через необхідність пропускання електричного струму через магнітне вітрило для створення магнітного поля, а також складність пристрою через наявність великої кількості складових елементів.The disadvantages of the closest analogue are the excessive mass, dimensions and cost of the device due to the execution of the magnetic sail in the form of one or more loops of a large superconducting wire, excessive energy consumption of the device due to the need to pass an electric current through the magnetic sail to create a magnetic field, as well as the complexity of the device due to the presence of a large number component elements.

В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у зменшенні маси, габаритів таThe basis of a useful model is the task of reducing mass, dimensions and

Зо вартості пристрою для орбітальних перельотів космічних об'єктів, а також зменшенні його енергоспоживання та складності, за рахунок введення у пристрій нових конструктивних елементів.From the cost of the device for orbital flights of space objects, as well as reducing its energy consumption and complexity, due to the introduction of new structural elements into the device.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для орбітальних перельотів космічних об'єктів, що містить магнітне вітрило, встановлене на зовнішній поверхні космічного об'єкта, та систему керування, згідно з корисною моделлю, магнітне вітрило виконане у вигляді постійного магніту, жорстко зафіксованого у камері з кришкою, які виконані з екрануючого матеріалу.The task is solved by the fact that in the device for orbital flights of space objects, which contains a magnetic sail installed on the outer surface of a space object, and a control system, according to a useful model, the magnetic sail is made in the form of a permanent magnet, rigidly fixed in cameras with a cover, which are made of shielding material.

Камера оснащена механізмом фіксації та відкриття кришки, а кришка виконана з можливістю відкриття назовні. Разом з цим, механізм фіксації і відкриття кришки виконаний з попередньо напруженої торсіонної пружини, жорстко пов'язаної з камерою і кришкою та замка, зафіксованого відносно камери, у вигляді соленоїда та засувки, жорстко пов'язаної з якорем соленоїда, вхід якого пов'язаний з системою керування.The camera is equipped with a mechanism for fixing and opening the lid, and the lid is made with the possibility of opening outwards. Along with this, the mechanism for fixing and opening the lid is made of a pre-tensioned torsion spring rigidly connected to the camera and the lid and a lock fixed relative to the camera in the form of a solenoid and a latch rigidly connected to the armature of the solenoid, the input of which is connected with a control system.

Виконання магнітного вітрила у вигляді постійного магніту, зафіксованого у камері з кришкою, виконаних з екрануючого матеріалу, дозволить зменшити габарити, масу та вартість пристрою за рахунок малих габаритів, малої маси та низької вартості постійних магнітів які використовуються в якості МВ. Зменшення енергоспоживання забезпечується за рахунок практично відсутньої потреби у енергоспоживанні цих магнітів. Виконання механізму фіксації і відкриття кришки у вигляді попередньо напруженої торсіонної пружини та замка, у вигляді соленоїда та засувки, дозволить мінімізувати складність пристрою за рахунок мінімальної кількості потрібних конструктивних елементів, які потрібні для задіяння МВ.Making a magnetic sail in the form of a permanent magnet, fixed in a chamber with a cover, made of shielding material, will allow to reduce the dimensions, mass and cost of the device due to the small dimensions, low mass and low cost of permanent magnets used as MV. The reduction in energy consumption is ensured by the virtually non-existent need for energy consumption of these magnets. Implementation of the mechanism of fixation and opening of the cover in the form of a pre-tensioned torsion spring and lock, in the form of a solenoid and a latch, will minimize the complexity of the device due to the minimum number of necessary structural elements that are required for the use of the MV.

Корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 зображено пристрій у вихідному стані, на Фіг. 2 зображено пристрій у дії.A useful model is explained by the drawings, where in Fig. 1 shows the device in its initial state, in Fig. 2 shows the device in action.

Пристрій реалізується наступним чином.The device is implemented as follows.

На КО 1 встановлена екрануюча камера 2 з жорстко зафіксованим усередині неї постійним магнітом 3. Камера 2 закрита екрануючою кришкою 4, яка встановлена на камері за допомогою попередньо напруженого торсіона 5. Кришка 4 утримана у закритому стані засувкою 6, яка висунута із соленоїда 7. Інформаційний вхід соленоїда 7 пов'язаний із системою керування (СК) (на кресленнях на показано).A shielding chamber 2 with a permanent magnet 3 rigidly fixed inside it is installed on the KO 1. The chamber 2 is closed by a shielding cover 4, which is installed on the camera with the help of a pre-stressed torsion 5. The cover 4 is kept in the closed state by a latch 6, which is extended from a solenoid 7. Informative the input of the solenoid 7 is connected to the control system (SC) (shown in the drawings).

Робота пристрою відбувається наступним чином.The device works as follows.

По команді із СК соленоїд 7 втягує засувку 6. Кришка 4 звільняється, торсіон 5 повертає її та бо відкриває камеру 2 з постійним магнітом З назустріч набігаючому потоку. Постійний магніт З змінює тиск набігаючого потоку у порівнянні з тиском, коли постійний магніт З був за екранований кришкою 4. Так відбувається орбітальний перельот, наприклад, пришвидшений схід з орбіти.At the command from the SC, the solenoid 7 retracts the latch 6. The cover 4 is released, the torsion 5 turns it and opens the chamber 2 with a permanent magnet Z towards the oncoming flow. The permanent magnet C changes the pressure of the oncoming flow compared to the pressure when the permanent magnet C was shielded behind the cover 4. This is how the orbital flight takes place, for example, an accelerated descent from orbit.

Таким чином запропонована конструкція забезпечує зменшення маси, габаритів, вартості, а також енергоспоживання та складності пристрою для орбітальних перельотів космічних об'єктів.Thus, the proposed design provides a reduction in mass, dimensions, cost, as well as energy consumption and complexity of the device for orbital flights of space objects.

Джерела інформації: 1. Использованиє магнитного паруса в программе освоения Марса //Зкспрессо-информация.Sources of information: 1. The use of a magnetic sail in the Mars exploration program //Zkspresso-information.

Астронавтика и ракетодинамика. - 1990. - Мо 40. - С. 9-17. 2. Авпіда Мазитаза. Тумо-Оітепвіопа! Рапісіе-Іп-Сеї! Зітшиіайоп ої Мадпеїйс Заїв /УазитазаAstronautics and rocket dynamics. - 1990. - Mo. 40. - P. 9-17. 2. Avpida Mazitaza. Tumo-Oitepviopa! Rapisier-Ip-Sei! Zitshiiayop oi Madpeiis Zaiv /Uazitasa

Авпіда, ІККойп Рипакі, Нігозпі МатаКаума еїс./оштаї! ої Ргориївіоп апа Ромег. - М. 30. - Мо 1. - 2014. - Р. 233-245.Avpida, IKKoip Rypaki, Nigozpi MataKauma eis./oshtai! oi Rgoryiviop apa Romeg. - M. 30. - Mo. 1. - 2014. - R. 233-245.

З. Патент України Мо 108491, МПК 864Сс11/10, Вб4С11/22, В64Сс1/24. Пристрій для відводу космічного об'єкта на безпечні орбіти //Хитько А.В., Хорольський П.Г. - 02015 11911. Заявл. 02.12.2015; опубл. 25.07.2016.Z. Patent of Ukraine Mo 108491, IPC 864Сс11/10, Вб4С11/22, В64Сс1/24. A device for diverting a space object to safe orbits // A.V. Khytko, P.G. Khorolskyi. - 02015 11911. App. 02.12.2015; published 25.07.2016.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA

1. A device for orbital flights of space objects, containing a magnetic sail mounted on the outer surface of a space object and a control system, characterized in that the magnetic sail consists of a permanent magnet rigidly fixed in a chamber, which is equipped with a cover with the possibility opening to the outside and a mechanism for fixing and opening the lid, while the camera and the lid are made of shielding material.

2. The device according to claim 1, which is characterized by the fact that the mechanism for fixing and opening the lid consists of a pre-tensioned torsion spring rigidly connected to the camera and the lid and a lock fixed relative to the camera in the form of a solenoid and a latch rigidly connected to armature solenoid, the input of which is connected to the control system. X;? х 5 и у и щи х У Ки ке х х и щу We и ve ши ша ша и НН у в ; | I I and : I I I ie ; god EE she ; shchi i i NI i i a NN p i i. -

Fig. 1

Not Ki 2. ve 1: choya Z КЯ и х, kvaatgayuchni peotIK б | ; " In ; and I am often with E in, / i t i

5. and and I Her E E. g A y y A Be | ! " a i y y Kk ah Ks I y z Ko - mash NO; U i y sly ey ey zh Kai ke o E: KU - I - sy yazhnko z a I yah s 3 7 nn NN ШЧI

Fig. 2