×
27.06.2014
216.012.d6f9

КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к конструкции и терморегулированию космических аппаратов (КА), преимущественно массой до 100 кг, запускаемых как попутные полезные нагрузки. В негерметичном контейнере КА, выполненном в форме параллелепипеда, на сотопанелях (СП) (3,4,5) установлены приборы (2). Тепло от приборов (2) посредством коллекторных тепловых труб (6) равномерно распределяется по СП. При этом также обеспечивается термостабилизация приборов. Значительное снижение тепловыделения приборов включает в работу электронагреватели на верхней СП (3). Этим обеспечивается через СП и тепловые трубы (6) допустимая температура приборов. Нижняя СП (4) ориентирована на Землю и является радиаторной. Верхняя и нижняя СП соединены двумя регулируемыми диагональными подкосами (8). На боковых гранях приборного контейнера без СП установлена (экранно-вакуумная) теплоизоляция (9). Последняя размещена на сетчатой конструкции, закрепленной на СП, с внутренней стороны панелей (1) солнечных батарей. Техническим результатом изобретения является снижение массы конструкции, улучшение технических и эксплуатационных характеристик мини- и микро КА. 3 ил.
Основные результаты: Космический аппарат, содержащий панели батареи солнечной, негерметичный приборный контейнер параллелепипедной формы, образованный теплоизолированными сотопанелями с непосредственно установленными на них теплонагруженными приборами, причем сотопанели соединены в единую тепловую сеть коллекторными тепловыми трубами, оснащенными электронагревателями, отличающийся тем, что верхняя и нижняя сотопанели с расположенными на их внешней поверхности агрегатами соединены двумя диагональными подкосами, панели солнечной батареи с помощью кронштейнов закреплены по периметру боковых стенок контейнера, коллекторные тепловые трубы закреплены равномерно по наружной поверхности сотопанелей, причем ориентированная на Землю нижняя сотопанель является радиаторной, а теплоизоляция на боковых гранях приборного контейнера без сотопанелей установлена с внутренней стороны панелей солнечных батарей на сетчатой конструкции, закрепленной на сотопанелях.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к конструкции космических аппаратов (КА) массой до 100 кг, предназначенных для создания мини- и микроспутников, запускаемых на околоземные орбиты как попутная полезная нагрузка или групповым методом.

При проектировании КА всех типов решается задача обеспечения рациональной и оптимально плотной компоновки агрегатов и систем в объеме, ограниченном корпусом аппарата. Также проблемы возникают при создании КА, размещаемых на средствах выведения с конкретными массо-габаритными характеристиками доставляемой на орбиту полезной нагрузки.

Известен космический модуль (RU, патент №2389660, кл. B64G 1/00), содержащий несущую конструкцию с силовыми элементами, выполненную в виде правильной треугольной призмы. Платформа выполнена в виде плоской трехслойной панели с несущими слоями и заполнителем. Радиаторы-излучатели в виде прямоугольных трехслойных панелей с сотовым заполнителем и сложенные солнечные батареи размещены параллельно боковым стенкам несущей конструкции. Платформа и радиаторы-излучатели снабжены тепловыми трубами для сброса избыточного тепла в космическое пространство. Часть тепловых труб проложена внутри сотового заполнителя платформы. Блоки бортовой аппаратуры размещены между несущей конструкцией и торцом платформы.

Недостатки космического модуля обусловлены конструктивно-компоновочной схемой и заключаются в повышенной массе конструкции - средства обеспечения теплового режима включают три каскада тепловых труб, радиаторы-излучатели выполнены и размещены отдельно от несущей конструкции. Создание такой конструкции требует увеличенных затрат на ее изготовление, а компоновка модуля отличается неудобством обслуживания при наземной отработке.

Известен также космический аппарат (RU, патент №2463219, кл. B64G 1/10), содержащий полезную нагрузку, панели солнечной батареи, негерметичный приборный контейнер параллелепипедной формы, грани которого являются радиаторными со встроенными тепловыми трубами сотопанелями с непосредственно установленными на них теплонагруженными приборами. Все сотопанели приборного контейнера соединены в единую тепловую сеть коллекторными тепловыми трубами, оснащенными в зоне каждой сотопанели электронагревателями с блоками управляющих датчиков температур. На внешние поверхности сотопанелей приборного контейнера, содержащих встроенные тепловые трубы, нанесено терморегулирующее покрытие, а остальная часть внешних поверхностей сотопанелей теплоизолирована. Негерметичный приборный контейнер снабжен дополнительными регулируемыми радиационными теплообменниками с контурными тепловыми трубами (ближайший аналог).

Достоинством известного КА является улучшенная термостабилизация приборов и оборудования с обеспечением равномерного поля температур в пределах каждой сотопанели и между сотопанелями приборного контейнера с одновременным повышением плотности компоновки приборного контейнера.

Существенные признаки известного технического решения целесообразно использовать при создании КА массой несколько сотен килограмм и тепловыделением несколько сотен ватт и более. Однако в конструкции небольших космических аппаратов с массой до 100 кг, энергопотреблением до 100 Вт, и запускаемых на околоземные орбиты как попутная полезная нагрузка или групповым методом, использование этого решения не является эффективным. Это объясняется повышенной массой конструкции, обусловленной наличием системы терморегулирования с улучшенной термостабилизацией и даже в некоторой степени переразмеренной, в состав которой включены встроенные тепловые трубы в силовых сотовых панелях, коллекторные тепловые трубы и дополнительные регулируемые радиационные теплообменники с контурными тепловыми трубами. Использование указанных признаков также существенно повышает стоимость изготовления малого космического аппарата.

Цель предлагаемого технического решения - снижение массы конструкции и улучшение технико-экономических и эксплуатационных характеристик мини- и микро КА.

Поставленная цель достигнута за счет того, что в негерметичном приборном контейнере КА параллелепипедной формы верхняя и нижняя сотопанели с расположенными на их внешней поверхности агрегатами соединены двумя диагональными подкосами, панели солнечной батареи с помощью кронштейнов закреплены по периметру боковых стенок контейнера, коллекторные тепловые трубы закреплены равномерно на наружной поверхности сотопанелей, причем ориентированная на Землю нижняя сотопанель является радиаторной, а теплоизоляция на боковых гранях приборного контейнера без сотопанелей установлена с внутренней стороны панелей солнечных батарей на сетчатой конструкции, закрепленной на сотопанелях.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами:

- на фиг.1 (панель солнечной батареи и теплоизоляции не показаны) представлен космический аппарат, включающий:

1 - панели солнечной батареи;

2 - теплонагруженные приборы на сотопанелях;

3 - сотопанель верхняя;

4 - сотопанель нижняя;

5 - сотопанели боковые;

6 - коллекторные тепловые трубы;

7 - электронагреватели;

8 - регулируемый диагональный подкос;

9 - теплоизоляция;

10 - теплоизоляция на сетчатой конструкции (на двух боковых гранях приборного контейнера без сотопанелей).

На фиг.2 не показана теплоизоляция верхней сотопанели.

Сущность предложенного изобретения заключается в том, что конструктивно-силовую схему негерметичного приборного контейнера КА, выполненного в виде параллелепипеда, составляют две противоположные боковые, а также верхняя и нижняя сотопанели. Это позволяет создать несущую конструкцию контейнера малой массы, а соединение верхней и нижней сотопанели двумя диагональными подкосами придает конструкции необходимую жесткость. При этом нет необходимости две другие боковые грани контейнера выполнять в виде сотопанелей.

Соединение диагональными подкосами именно верхней и нижней сотопанелей с расположенными на их внешней и внутренней поверхностях агрегатами необходимо для обеспечения жесткости и стабильности конструкции и выполнения требований по точности установки внешних агрегатов. Это является важным для обеспечения функционирования закрепленной на внешних поверхностях сотопанелей бортовой аппаратуры: на верхней панели расположены внешние агрегаты системы ориентации, а на нижней сотопанели, постоянно ориентированной на Землю, закреплена приемопередающая аппаратура.

Такая компоновка приборного контейнера - без двух боковых сотопанелей и соединением верхней и нижней сотопанели двумя диагональными подкосами - удобна при наземном обслуживании и сборке-разборке мини КА - при малых размерах панелей обеспечен доступ к любому месту контейнера.

Бортовая аппаратура в основном размещена на внутренних поверхностях сотопанелей в зоне расположения коллекторных тепловых труб, которые закреплены на наружных поверхностях сотопанелей и образуют единую тепловую сеть. Отсутствие в малогабаритных сотопанелях встроенных тепловых труб незначительно увеличивает термосопротивление сотопанели по толщине, т.к. теплопроводимость металлических сот панели достаточна для передачи относительно небольших тепловых потоков от аппаратуры к коллекторным тепловым трубам.

Для сброса тепловой нагрузки мини КА (несколько десятков Вт) достаточно, чтобы радиаторной была одна из панелей. Оптимальной в отношении стабильности падающих внешних тепловых потоков является нижняя сотопанель с нанесенным на ее внешней поверхности надлежащим терморегулирующим покрытием.

Для предотвращения неконтролируемого отвода-подвода внешнего теплового потока к бортовой аппаратуре практически на всю внешнюю поверхность мини КА за исключением внешних агрегатов (приемо-передающих устройств, солнечных и звездных датчиков) и радиаторной поверхности нижней сотопанели установлена экранно-вакуумная теплоизоляция.

Для надежного крепления и уменьшения массы конструкции на двух боковых гранях приборного контейнера без сотопанелей с внутренней стороны панелей солнечных батарей теплоизоляция установлена на сетчатой конструкции, закрепленной на соседних боковых и верхней и нижней сотопанелях.

Система терморегулирования предложенного КА, включающая коллекторные трубы, оснащенные электронагревателями на верхней панели, теплоизоляцию и радиаторную нижнюю сотопанель, обеспечивает необходимую термостабилизацию приборного оборудования и имеет минимально необходимую массу.

Система энергопитания КА включает аккумулятор с аппаратурой регулирования, расположенные на внутренних поверхностях сотопанелей, а также панели солнечной батареи, закрепленные через специальные кронштейны на боковых сотопанелях. Такая компактная и простая (без раскрывающихся дополнительных панелей) компоновка солнечных батарей обеспечивает мини КА необходимой электрической мощностью до ~100 Вт. При этом система энергопитания имеет небольшую массу, а затраты на ее изготовление невелики.

Функционирование КА происходит следующим образом. После вывода КА на заданную орбиту в работу включаются приборы 2, установленные на сотопанелях 3, 4, 5 негерметичного приборного контейнера. Тепловая мощность от приборов передается через сотовую конструкцию сотопанелей на коллекторные тепловые трубы 6, которые передают тепловую мощность вдоль сотопанелей, выравнивают температуры в пределах каждой сотопанели по ее длине. При этом также происходит осреднение температур расположенных на сотопанелях приборов, чем и обеспечивается их термостабилизация.

Отвод избыточной тепловой мощности с КА происходит излучением с открытой внешней радиаторной поверхности нижней сотопанели 4.

При значительном снижении тепловыделений приборов автоматически включаются электронагреватели 7, установленные на верхней сотопанели 3. Тепловая мощность от электронагревателей передается коллекторными тепловыми трубами на все сотопанели и приборное оборудование, обеспечивая их допустимую температуру. Отключение электронагревателей происходит при достижении определенной максимальной температуры верхней сотопанели.

По сравнению с аналогами предложенная конструкция КА имеет следующие преимущества:

- уменьшенную массу приборного контейнера за счет облегченной конструктивно-силовой схемы с двумя диагональными подкосами и оптимального состава системы терморегулирования, обеспечивающей при этом необходимую термостабилизацию приборного оборудования;

- выполнение несущей конструкции в виде четырех сотопанелей, расположение панелей солнечной батареи на боковых гранях приборного контейнера улучшает технико-экономические характеристики КА в части стоимости изготовления, а также обеспечивает удобство наземной эксплуатации.

Космический аппарат, содержащий панели батареи солнечной, негерметичный приборный контейнер параллелепипедной формы, образованный теплоизолированными сотопанелями с непосредственно установленными на них теплонагруженными приборами, причем сотопанели соединены в единую тепловую сеть коллекторными тепловыми трубами, оснащенными электронагревателями, отличающийся тем, что верхняя и нижняя сотопанели с расположенными на их внешней поверхности агрегатами соединены двумя диагональными подкосами, панели солнечной батареи с помощью кронштейнов закреплены по периметру боковых стенок контейнера, коллекторные тепловые трубы закреплены равномерно по наружной поверхности сотопанелей, причем ориентированная на Землю нижняя сотопанель является радиаторной, а теплоизоляция на боковых гранях приборного контейнера без сотопанелей установлена с внутренней стороны панелей солнечных батарей на сетчатой конструкции, закрепленной на сотопанелях.
КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ
КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 102.
27.02.2013
№216.012.2c19

Узел стыковки разделяемых ступеней ракет

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях ракет для разделяемых ступеней и составных частей. Узел стыковки разделяемых ступеней ракет содержит корпус, силовую опору с кольцевой проточкой и заходной фаской с элементами фиксации. На корпусе и силовой опоре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476816
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.3434

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

Изобретение относится к области ракетной техники и касается складываемых аэродинамических поверхностей и механизмов их раскрытия. Крыло и механизм раскрытия установлены автономно на разных ступенях ракеты. Механизм раскрытия выполнен в виде вращающегося кривошипа, состоящего из рычага и оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478907
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3afd

Устройство для продувки и наддува приборного отсека

Изобретение относится к разъемным соединениям пневмогидравлических систем и может быть использовано для стыковки приборных отсеков (ПО) различных изделий, например летательных аппаратов, с обслуживающими наземными установками. В устройстве для наддува и продувки приборного отсека, состоящем из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480662
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d41

Космический аппарат с эталонными отражателями

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА) для юстировки и калибровки комплексов наземного и космического базирования. КА содержит корпус с приборным отсеком, солнечные батареи, эталонные отражатели (ЭО), двигательную установку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481248
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.41d7

Способ имитации условий минометного старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления

Изобретения относятся к способу и устройству определения в наземных условиях параметров минометного старта ракеты из подводной лодки. На макете ракеты, размещенной в пусковой трубе на наземных опорах, тягой ракетного двигателя твердого топлива имитируют гидростатическое давление воды на глубине...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482425
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41df

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям и механизмам их раскрытия. Раскрываемое крыло и механизм раскрытия крыла установлены на разных ступенях двухступенчатой ракеты. Крыло раскрывается за свою заднюю кромку с помощью двух пальцев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482433
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41e0

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям и механизмам их раскрытия. Раскрываемое шарнирно закрепленное на корпусе крыло и механизм раскрытия крыла, выполненный в виде вращающегося стержня с установленными на нем с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482434
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.45fb

Высокотемпературный нагреватель

Изобретение относится к области использования радиационного нагрева конструкций летательных аппаратов (ЛА) при стендовых испытаниях на прочность. Высокотемпературный нагреватель содержит пластинчатый тепловыделяющий токопроводник в форме меандра, образованного тупиковыми прорезями со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483492
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.492f

Устройство имитации гидроудара

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для имитации гидроудара при испытаниях различных устройств регистрации или предупреждения последствий гидроудара в гидравлических системах. Устройство имитации гидроудара состоит из замкнутой емкости, полностью заполненной жидкостью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484315
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.49a5

Устройство для обеспечения заданного усилия натяжения регулируемой механической тяги

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к системам измерения усилий в стержнях, тягах и других протяженных элементах конструкций, нагруженных осевой силой, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где они применяются, и, в частности, в ракетной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484433
Дата охранного документа: 10.06.2013
Показаны записи 1-10 из 117.
27.02.2013
№216.012.2c19

Узел стыковки разделяемых ступеней ракет

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях ракет для разделяемых ступеней и составных частей. Узел стыковки разделяемых ступеней ракет содержит корпус, силовую опору с кольцевой проточкой и заходной фаской с элементами фиксации. На корпусе и силовой опоре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476816
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.3434

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

Изобретение относится к области ракетной техники и касается складываемых аэродинамических поверхностей и механизмов их раскрытия. Крыло и механизм раскрытия установлены автономно на разных ступенях ракеты. Механизм раскрытия выполнен в виде вращающегося кривошипа, состоящего из рычага и оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478907
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.3afd

Устройство для продувки и наддува приборного отсека

Изобретение относится к разъемным соединениям пневмогидравлических систем и может быть использовано для стыковки приборных отсеков (ПО) различных изделий, например летательных аппаратов, с обслуживающими наземными установками. В устройстве для наддува и продувки приборного отсека, состоящем из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480662
Дата охранного документа: 27.04.2013
10.05.2013
№216.012.3d41

Космический аппарат с эталонными отражателями

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах (КА) для юстировки и калибровки комплексов наземного и космического базирования. КА содержит корпус с приборным отсеком, солнечные батареи, эталонные отражатели (ЭО), двигательную установку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481248
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.05.2013
№216.012.41d7

Способ имитации условий минометного старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления

Изобретения относятся к способу и устройству определения в наземных условиях параметров минометного старта ракеты из подводной лодки. На макете ракеты, размещенной в пусковой трубе на наземных опорах, тягой ракетного двигателя твердого топлива имитируют гидростатическое давление воды на глубине...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482425
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41df

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям и механизмам их раскрытия. Раскрываемое крыло и механизм раскрытия крыла установлены на разных ступенях двухступенчатой ракеты. Крыло раскрывается за свою заднюю кромку с помощью двух пальцев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482433
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.05.2013
№216.012.41e0

Раскрываемое крыло двухступенчатой ракеты

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к складным аэродинамическим поверхностям и механизмам их раскрытия. Раскрываемое шарнирно закрепленное на корпусе крыло и механизм раскрытия крыла, выполненный в виде вращающегося стержня с установленными на нем с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482434
Дата охранного документа: 20.05.2013
27.05.2013
№216.012.45fb

Высокотемпературный нагреватель

Изобретение относится к области использования радиационного нагрева конструкций летательных аппаратов (ЛА) при стендовых испытаниях на прочность. Высокотемпературный нагреватель содержит пластинчатый тепловыделяющий токопроводник в форме меандра, образованного тупиковыми прорезями со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483492
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.492f

Устройство имитации гидроудара

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для имитации гидроудара при испытаниях различных устройств регистрации или предупреждения последствий гидроудара в гидравлических системах. Устройство имитации гидроудара состоит из замкнутой емкости, полностью заполненной жидкостью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484315
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.49a5

Устройство для обеспечения заданного усилия натяжения регулируемой механической тяги

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к системам измерения усилий в стержнях, тягах и других протяженных элементах конструкций, нагруженных осевой силой, и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где они применяются, и, в частности, в ракетной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484433
Дата охранного документа: 10.06.2013
+ добавить свой РИД