×
13.03.2020
220.018.0b3b

Управляемое устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к средствам развёртывания тросовой системы, включающей в себя связанные космические аппараты (КА). На одном из КА (2) установлен барабан (3) с тросом (4), безынерционная (5) и электромагнитная (10), с регулируемым источником питания (11), катушки. На другом КА (8) закреплён (7) свободный конец троса (4) и предусмотрен стыковочный адаптер (12) для КА (2). КА (8) снабжён сверхпроводящей (С-П) катушкой (13), закорачиваемой с помощью С-П ключа (14). Когда КА (2, 8) состыкованы, ток в С-П катушке (13) равен нулю, а катушка (10) запитывается от источника (11). В результате взаимодействия полей данных катушек КА (2, 8) отталкиваются друг от друга и, при освобождении от взаимной фиксации, расходятся до расстояния, равного длине троса (4). В этом состоянии тросовой системы ток в С-П катушке (13) равен нулю, и это состояние в дальнейшем автоматически стабилизируется по известному свойству С-П контура. Технический результат состоит в повышении надежности и гибкости управления развёртыванием тросовой системы. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к космической технике, преимущественно к орбитальным тросовым системам двух космических аппаратов, совершающих орбитальный полет.

Известно также устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов, выполненное в виде лебедок (U.S. 4083520, B64G 1/00, 11.04.1978), устанавливаемое на основном спутнике и предназначенное для отведения на тросе привязного субспутника. Это устройство содержит ферму с механизмом ее выдвижения, на конце которой установлен закрепленный на конце троса привязной субспутник, а в основании которой расположена лебедка для выпуска троса. Лебедка содержит вращающийся барабан с тросом, электродвигатель с системой управления, датчики текущей длины, скорости выпуска и силы натяжения выпускаемого троса, направляющие ролики.

Одним из недостатков этого устройства является низкая надежность работы, обусловленная необходимостью использования электродвигателя с системой управления.

Известно устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов (RU 2148535, B64G 1/00, B64G 1/22, 10.05.2000), выбранное в качестве прототипа и содержащее вращающийся барабан с тросом, электродвигатель, электрически связанный с системой управления, датчик натяжения, резак, арретир и направляющие ролики, дополнительные электродвигатели, связанные через редуктор с вращающимся барабаном, при этом барабан заключен в герметичный корпус с выходным фланцем, на котором установлена безынерционная катушка, причем барабан в корпусе с безынерционной катушкой, датчиком натяжения, резаком, арретиром и направляющими роликами, электродвигателями, редуктором и система управления установлены на одном из космических аппаратов связки, а на другом космическом аппарате связки установлен стыковочный адаптер с узлом крепления свободного конца троса.

Использование механической передачи, состоящей из электродвигателей и редуктора в условиях космоса, и необходимость в регулировании тормозного момента электродвигателей определяют низкую надежность работы прототипа.

Задача изобретения - повышение надежности работы управляемого устройства выпуска троса связки двух космических аппаратов за счет электромагнитного взаимодействия между токами, протекающими по двум катушкам.

Технический результат достигается тем, что в управляемом устройстве выпуска троса связки двух космических аппаратов, содержащем вращающийся барабан с тросом, который заключен в герметичный корпус с выходным фланцем, на котором установлена безынерционная катушка, причем барабан в корпусе с безынерционной катушкой установлен на одном из космических аппаратов связки, а на другом космическом аппарате связки установлен стыковочный адаптер с узлом крепления свободного конца троса, на выходном фланце космического аппарата, на котором установлена безынерционная катушка, жестко закреплена электромагнитная катушка, соединенная с регулируемым источником электропитания, жестко закрепленным на герметичном корпусе, а на другом космическом аппарате коаксиально стыковочному адаптеру жестко закреплена сверхпроводящая катушка, снабженная сверхпроводящим ключом.

Заявляемое управляемое устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов поясняется на чертеже, где в герметичном корпусе 1, жестко закрепленном на одном космическом аппарате 2, расположен барабан 3 с возможностью вращения. На барабан 3 намотан трос 4, проходящий через безынерционную катушку 5 и своим свободным концом 6 жестко прикреплен к узлу крепления 7 другого космического аппарата 8.

На выходном фланце 9 космического аппарата 2 жестко закреплена электромагнитная катушка 10, соединенная с регулируемым источником электропитания 11, жестко закрепленном на герметичном корпусе 1. Коаксиально относительно стыковочного адаптера 12 космического аппарата 8 расположена сверхпроводящая катушка 13, снабженная сверхпроводящим ключом 14, например, сверхпроводящим тепловым ключом (Уилсон М. Сверхпроводящие магниты. - М.: Мир, 1985. - С. 323-326), либо сверхпроводящим механическим ключом (Глебов И.А., Шахтарин В.Н., Антонов Ю.Ф. Проблема ввода тока в сверхпроводниковые устройства. - Л.: Наука, 1985. - С. 37).

Внутри барабана 3 жестко закреплен арретир 15, который управляет возможностью вращения барабана 3 путем его механической фиксации.

Работа устройства выпуска троса связки двух космических аппаратов осуществляется следующим образом. В начале развертывания связки сверхпроводящая катушка 13 закорачивается - шунтируется с помощью сверхпроводящего ключа 14, ток в ней равен нулю, и сверхпроводящая катушка 13 начинает работать в режиме «замороженного» нулевого магнитного потока (Сивухин Д.В. Общий курс физики. Электричество. - ТЛИ. - Ч. 1. - С. 269-270). Затем запитывается электромагнитная катушка 10 от регулируемого источника электропитания 11, в результате чего создается магнитный поток, который стремится пронизать сверхпроводящую катушку 13, но из-за того, что последняя стремится сохранить магнитный поток, сцепленный с ней, на нулевом уровне, в ней индуцируется ток, создающий магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку электромагнитной катушки 10 и компенсирующий последний. В результате взаимодействия тока сверхпроводящей катушки 13 с магнитным полем, созданным током в электромагнитной катушке 10, возникает электромагнитная сила, стремящая оттолкнуть космические аппараты 8 и 2 друг от друга.

Затем космические аппараты 2 и 8 расстыковываются, взаимно отталкиваются и расходятся под действием данной электромагнитной силы. При этом трос 4 выпускается из безынерционной катушки 5 с небольшим сопротивлением. После полного выпуска троса 4 из безынерционной катушки 5 начинается выпуск троса 4 с барабана 3 под действием электромагнитной силы.

Космические аппараты 2 и 8 отходят друг от друга на расстояние, равное длине троса 4 x0. Если космические аппараты 2 и 8 по инерции продолжают удаляться друг от друга, натягивая трос 4, ток в сверхпроводящей катушке 13 меняет направление, и между космическими аппаратами 2 и 8 начинает действовать сила притяжения. Эта сила будет притягивать космические аппараты 2 и 8 до тех пор, пока расстояние между ними не будет равно длине троса 4 х0, и ток в сверхпроводящей катушке не стал равным нулю. Если по каким-либо причинам космические аппараты 2 и 8 сближаются на расстояние менее длины троса 4, наблюдается обратная картина, т.е. работа устройства выпуска троса связки двух космических аппаратов характеризуется свойством автоматической стабилизации конечного взаимного расположения космических аппаратов 2 и 8 на расстоянии x0, равном длине троса 4.

Требуемая величина тока, которым должна быть запитана электромагнитная катушка 10, чтобы х0 равнялась длине троса 4, определяется в ходе наземных испытаний следующим образом. Сверхпроводящая катушка 13 закорачивается с помощью сверхпроводящего ключа 14. Затем запитывается электромагнитная катушка 10 от регулируемого источника электропитания 11. Космические аппараты 2, 8 расстыковываются и принудительно разносятся на требуемое расстояние х0. При этом измеряется величина тока, появившегося в сверхпроводящей катушке 13. При измерении используется косвенный метод (Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника / К.К. Ким, Г.Н. Анисимов, Б.Я. Литвинов. - СПб.: Питер, 2006. - С. 93), согласно которому вначале измеряются магнитный поток или магнитная индукция сверхпроводящих катушек 5 и 10 (Фремке А.В. Электрические измерения. Л.: Энергия, 1973. - С. 261-273), а затем с использованием, например, закона Био-Савара-Лапласа, выполняют расчет значения тока в сверхпроводящей катушке 13. Этим током и нужно запитать электромагнитную катушку 10 на орбите.

Как можно заметить, работа устройства выпуска троса связки двух космических аппаратов происходит без электродвигателей, редуктора и датчиков количества оборотов и скорости вращения электродвигателей, поэтому заявляемое устройство характеризуется высокой надежностью работы по сравнению с прототипом.

Управляемое устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов, содержащее вращающийся барабан с тросом, который заключен в герметичный корпус с выходным фланцем, на котором установлена безынерционная катушка, причем барабан в корпусе с безынерционной катушкой установлен на одном из космических аппаратов связки, а на другом космическом аппарате связки установлен стыковочный адаптер с узлом крепления свободного конца троса, отличающееся тем, что на выходном фланце космического аппарата, на котором установлена безынерционная катушка, жестко закреплена электромагнитная катушка, соединенная с регулируемым источником электропитания, жестко закрепленным на герметичном кожухе, а на другом космическом аппарате коаксиально стыковочному адаптеру жестко закреплена сверхпроводящая катушка, снабженная сверхпроводящим ключом.
Управляемое устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов
Управляемое устройство выпуска троса связки двух космических аппаратов
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 118 items.
25.08.2017
№217.015.bcce

Наномодифицированный бетон

Изобретение относится к строительной отрасли и может найти применение при изготовлении наномодифицированных бетонов на основе потенциально реакционноспособных заполнителей для транспортного, промышленного и гражданского строительства. Технический результат – увеличение прочности на сжатие в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616205
Дата охранного документа: 13.04.2017
25.08.2017
№217.015.c9dd

Способ изготовления строительного элемента с перфорированной стенкой

Способ изготовления строительного элемента с перфорированной стенкой относится к строительным конструкциям и может быть использован в несущих конструкциях зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения, например, в качестве балок покрытий и перекрытий, составных элементов ферм,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619571
Дата охранного документа: 16.05.2017
25.08.2017
№217.015.c9ef

Устройство регулирования скорости электроподвижного состава

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств с питанием от внешних источников энергоснабжения. Устройство включает в себя четыре тяговых двигателя постоянного тока, обмотки якорей (1)-(4) и обмотки возбуждения (11), (12), (15), (16), контакторы (6), (7), (8),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002619499
Дата охранного документа: 16.05.2017
25.08.2017
№217.015.d09a

Сталебетонная балка

Изобретение относится к строительству, а именно к балкам покрытий и перекрытий зданий и сооружений, к подкрановым балкам и другим элементам, работающим преимущественно в условиях пространственного изгиба. Сталебетонная балка состоит из верхнего и нижнего поясов, стенок и опорных диафрагм,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621247
Дата охранного документа: 01.06.2017
25.08.2017
№217.015.d0e8

Комплексная добавка для пенобетонной смеси

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки при производстве пенобетона. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: золь гидроксида железа(III) 2,1-4,5; пенообразующая добавка на протеиновой основе 89,8-94,3; дихромат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621250
Дата охранного документа: 01.06.2017
26.08.2017
№217.015.d45e

Комплексная добавка для пенобетонной смеси

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси включает, мас.%: золь кремниевой кислоты 4,4-6,2, пенообразующую добавку на протеиновой основе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622420
Дата охранного документа: 15.06.2017
26.08.2017
№217.015.d751

Способ разрушения ледяного покрова для всплытия батискафа

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации батискафа в ледовых условиях. Предложен способ разрушения ледяного покрова для всплытия батискафа, в котором производят всплытие батискафа до упора рубки в лед, выдвигают из корпуса штанги с электродами до упора их в лед,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623297
Дата охранного документа: 23.06.2017
26.08.2017
№217.015.ddde

Устройство для измерения аэродинамического давления на тоннельные сооружения

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения аэродинамического давления, и может быть использовано в тоннелях на высокоскоростных железнодорожных магистралях. Техническим результатом изобретения является расширение области использования устройства для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624786
Дата охранного документа: 06.07.2017
26.08.2017
№217.015.dec8

Смесь для автоклавного пенобетона

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым бетонам автоклавного твердения. Смесь для автоклавного пенобетона, включающая портландцемент, известь негашеную молотую, песок в виде песчаного шлама с плотностью примерно 1,6 г/л, полученного мокрым помолом до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624942
Дата охранного документа: 11.07.2017
26.08.2017
№217.015.df2f

Смесь для автоклавного пенобетона

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к ячеистым пенобетонам. Смесь для автоклавного пенобетона включает, мас.%: портландцемент 17,00-19,38, известь негашеную молотую 6,9-7,18, песок в виде песчаного шлама с плотностью около 1,6 кг/л, полученного мокрым помолом до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625063
Дата охранного документа: 11.07.2017
Showing 1-10 of 40 items.
27.04.2015
№216.013.4595

Транспортная система на электродинамическом подвесе

Изобретение относится к высокоскоростному наземному транспорту, а конкретнее к транспортным системам на электродинамическом подвесе. Статорные обмотки (2) линейного синхронного тягового двигателя создают бегущее магнитное поле, перемещающееся вдоль опор (1) путевой структуры. Сверхпроводящие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549317
Дата охранного документа: 27.04.2015
10.06.2015
№216.013.5345

Изолятор-разрядник

Изобретение относится к области высоковольтной техники, а более конкретно к изоляторам и устройствам грозозащиты. При воздействии грозового перенапряжения на изолятор-разрядник сначала пробивается искровой воздушный промежуток между нижним подводящим электродом (13) и нижним вертикальным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552838
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.08.2015
№216.013.7499

Компенсирующая муфта

Изобретение относится к области машиностроение и может быть использовано в компенсирующих муфтах. Компенсирующая муфта предназначена для работы при низких температурах, например, в космосе. Муфта снабжена тригенерационным узлом. При температурах выше температуры плавления легкоплавкого металла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561424
Дата охранного документа: 27.08.2015
20.09.2015
№216.013.7cec

Электромагнитный двигатель возвратно-поступательного движения

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам возвратно-поступательного или ударного действия, применяемым для выполнения различных технологических операций. Технический результат состоит в повышении быстродействия. Срабатывает коммутатор (10), и конденсаторная батарея (12) разряжается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563577
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.10.2015
№216.013.831b

Дисковый тормоз

Изобретение относится к области автомобильного транспорта, а именно к тормозным механизмам с подвижными колодками. На внешней стороне суппорта дискового тормоза жестко закреплен дуговой тепловой коллектор, сверху которого жестко закреплена электроизоляционная накладка. Снаружи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565166
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.12.2015
№216.013.97f3

Электрошокер

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты, а именно к электрошокерам. Электрошокер содержит корпус, активирующую кнопку. Внутри корпуса жестко закреплены источник высокого импульсного напряжения и дополнительный источник высокого импульсного напряжения. Источник высокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570519
Дата охранного документа: 10.12.2015
20.12.2015
№216.013.9d18

Аэродинамический тормоз высокоскоростного подвижного состава

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к аэродинамическим тормозным системам высокоскоростных подвижных составов. Аэродинамический тормоз содержит аэродинамический обтекатель, установленный на лобовой части кузова на оси с возможностью углового поворота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571841
Дата охранного документа: 20.12.2015
27.03.2016
№216.014.c6f3

Динамическая защита

Изобретение относится к военной технике, в частности к конструкции броневой защиты, предназначенной для противодействия кумулятивным боеприпасам. Динамическая защита содержит корпус, в котором расположены две параллельные металлические пластины, детонаторы, равномерно расположенные в зазоре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578904
Дата охранного документа: 27.03.2016
25.08.2017
№217.015.a81d

Замедлитель вагонный электромагнитный

Изобретение относится к средствам механизации работ на сортировочных горках железнодорожных станций, а именно к замедлителю вагонному электромагнитному. При входе колеса (16) в зону действия замедлителя вагонного электромагнитного срабатывает датчик движения 9 и с его первого и второго выходов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002611474
Дата охранного документа: 22.02.2017
25.08.2017
№217.015.af16

Устройство для размагничивания рельсового изолирующего стыка

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а более конкретно к устройствам для размагничивания рельсовых изолирующих стыков. Источник трехфазного переменного напряжения (9) запитывает трехфазным током распределенную трехфазную обмотку (8), которая создает бегущее магнитное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610893
Дата охранного документа: 17.02.2017
+ добавить свой РИД