Результат интеллектуальной деятельности: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЖУХ

Изобретение относится к изделиям космической техники, а более конкретно к съемному технологическому оборудованию изделий космической техники, и может быть использовано при наземной подготовке космических аппаратов различного назначения.

Известно чехольное укрытие для защиты солнечных батарей космического аппарата, выполненное из полиэтиленовой пленки, закрывающей фотоэлектрические преобразователи солнечных батарей и предохраняющее наружную поверхность фотоэлектрических преобразователей от воздействия загрязнений и влаги (см., например, «Упаковка», сборочный чертеж, 11К65М-КЛ.9401-000СБ, лист 1, ФГУП «ПО «Полет», 2007 г.).

Данное чехольное укрытие не обеспечивает защиту оптических поверхностей от механических повреждений.

Известна технологическая крышка (патент РФ 2375270), закрепленная на солнечной батарее космического аппарата, содержащая кожух, снабженный элементами крепления кожуха к каркасу солнечной батареи и закрывающий в плане фотоэлектрические преобразователи солнечной батареи. Кожух выполнен корытообразной формы, при этом борта кожуха контактируют с каркасом солнечной батареи, а на днище кожуха со стороны фотоэлектрических преобразователей закреплены оптические импульсные электрические излучатели, которые размещены в ячейках, образованных закрепленными на днище кожуха взаимно пересекающимися ребрами, при этом ребра размещены перпендикулярно наружной поверхности фотоэлектрических преобразователей, а на обращенных к фотоэлектрическим преобразователям торцах ребер закреплены накладки, выполненные из эластичного материала.

Данное техническое решение принято за прототип. Основные недостатки прототипа:

- выполнение кожуха корытообразной формы создает замкнутую воздушную полость, прилегающую к оптической поверхности. При перепадах температур в этой полости возможна конденсация влаги (выпадение росы), что приведет к коррозионным повреждениям оптических покрытий, может привести к замыканию контактов фотопреобразователей и выходу их из строя. Также возможно выделение коррозионно-активных газов из материала кожуха в указанную замкнутую воздушную полость;

- накладки из эластичного материала, выполненные на торцах ребер, также могут быть источником коррозионно-активных газов (большинство известных эластомеров содержит остатки растворителей, не прореагировавших мономеров, могут быть выполнены пористыми и, соответственно, накапливать и выделять влагу). Приведенная в примере резина, как правило, содержит серу, которая является сильным коррозионно-активным агентом по отношению к оптическим покрытиям;

- технологическая крышка имеет сложную конструкцию;

- конструкция технологической крышки не предусматривает возможность быстрого изменения ее конфигурации.

Целью настоящего изобретения является обеспечение целостности, защита от загрязнений и коррозионных повреждений оптических поверхностей сложной формы в процессе наземных работ с изделием (сборка, испытания, транспортировка), с возможностью визуального контроля состояния оптических поверхностей без демонтажа защитного кожуха; снижение трудоемкости изготовления, монтажа и обеспечение возможности быстрого изменения конфигурации защитного кожуха.

Цель достигается за счет того, что технологический кожух, крепящийся на защищаемой поверхности элементами крепления, выполнен на основе листов заданной конфигурации из легкого, жесткого, оптически прозрачного материала, например сотового поликарбоната, при этом все материалы кожуха выполнены не содержащими и не накапливающими коррозионно-активные газы, пылевые частицы, влагу; причем указанные листы установлены на защищаемую поверхность в один и более слоев параллельно защищаемой поверхности; между листами кожуха и защищаемой поверхностью обеспечивается заданный зазор за счет конструкции крепежных элементов.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено поперечное сечение кожуха, смонтированного на поверхности. Кожух включает в себя лист 1 из оптически прозрачного, легкого, жесткого материала, который может быть выполнен однослойным или многослойным (например - сотового поликарбоната) и крепежные элементы 2, через которые лист 1 крепится к поверхности 3 с оптическим покрытием 4. Для крепления в поверхности 3 предусмотрены соответствующие посадочные места 5, например - закладные элементы с резьбовыми отверстиями (резьбовые вставки). Посадочные места 5 выполняются на участках поверхности 3 без покрытия 4.

На фиг.2 и 3 представлены варианты исполнения кожуха, выполненного в два слоя. Кожух включает в себя лист 1, монтируемый непосредственно на защищаемую поверхность 3 с оптическим покрытием 4, и листы 6, монтируемые вторым слоем поверх листов 1 для защиты монтажных площадок 7 (для установки приборов или монтажа других элементов конструкции).

На фиг.4 показана схема одного из вариантов установки защитного кожуха на оптическую поверхность. В указанном варианте монтажа лист 1 монтируется на защищаемую конструкцию 3 на посадочное место 5 (выполненное в виде резьбовой вставки) с помощью крепежного элемента 2, включающего в себя составную втулку 8 с резьбовым и клеевым соединениями и шпильки 9.

На фиг.5 показана схема одного из вариантов установки защитного кожуха на оптическую поверхность в два слоя.

Кожух предназначен для защиты оптических поверхностей КА (радиаторов системы терморегулирования (СТР), солнечных батарей) при наземной эксплуатации космических аппаратов различного назначения. Защищаемые оптические поверхности могут быть плоскими или с большим радиусом кривизны (порядка 2-5 м), сложной конфигурации (с вырезами, отверстиями и т.п.). Технологический кожух, закрепленный на оптической поверхности космического аппарата, содержит лист или несколько листов с элементами крепления к защищаемой поверхности. Кожух закрывает в плане оптическое покрытие радиатора СТР или фотоэлектрические преобразователи солнечной батареи. Кожух выполнен плоским и устанавливается на поверхность с заданным зазором параллельно защищаемой поверхности, без контакта кромок с защищаемой поверхностью. Кожух выполняется из легкого оптически прозрачного материала, например - сотового поликарбоната. При этом материал кожуха не должен выделять коррозионно-активных газов, пылевых частиц, не должен накапливать и выделять влагу.

В ряде случаев необходимо применение различных конфигураций кожухов защиты оптических поверхностей (например, для этапов транспортирования, хранения, оснащения). При этом требуется изготовление нескольких комплектов кожухов традиционной конструкции под каждую из задач.

Технический результат: обеспечение целостности, защита от загрязнений и коррозионных повреждений оптических покрытий КА в процессе наземных работ с изделием (сборка, испытания, транспортировка), с возможностью визуального контроля состояния оптических поверхностей без демонтажа защитного кожуха, возможность многослойного монтажа и изменения конфигурации кожуха.

В процессе эксплуатации кожух монтируется на защищаемую оптическую поверхность и остается на ней в процессе сборочных работ, межцеховой транспортировки, испытаний, транспортировки на космодром. При этом благодаря выполнению кожуха из листа, параллельного защищаемой поверхности, и с заданным зазором (в отличие от прототипа, кромка кожуха не контактирует с защищаемой поверхностью), обеспечивается хорошая вентиляция пространства между кожухом и поверхностью с покрытием, что предотвращает конденсацию атмосферной влаги (выпадение росы) в указанном пространстве. Величина зазора, как правило, выбирается в диапазоне от 3 до 50 мм. Меньшая величина зазора не обеспечивает достаточной вентиляции, а большая - нецелесообразна и приводит к снижению степени защиты от механических повреждений по краям защищаемой поверхности.

Пример последовательности изготовления и монтажа кожуха.

1. Подготовительные работы:

- раскрой листа 1 по размерам защищаемой поверхности 3, с учетом имеющихся на указанной поверхности посадочных мест 5 и монтажных площадок 7;

- сверление в листе 1 отверстий под крепежные элементы 2;

- раскрой листов 6 по размерам монтажных площадок 7 под установку других элементов конструкции или приборов, с припуском по краям (как правило - 10-20 мм), с учетом расположения посадочных мест 5;

- сверление в листах 6 отверстий под крепежные элементы 2.

2. Монтаж. В зависимости от конструкции крепежных элементов 2 возможны различные варианты, например:

2А. Вначале монтируются шпильки 9 на посадочные места 6 в поверхности 3, а затем устанавливается составная втулка 8 на лист 1 или 6; производится монтаж листа 1 на шпильки 9; затем - монтаж листов 6 (при необходимости) поверх листа 1 на шпильки 9 (при этом длина верхней резьбовой части шпилек должна быть больше суммы толщин листов 1 и 6 вместе с установленными составными втулками 8) и закрепление гайками 10 через шайбу 11 и пружинную шайбу 12;

2Б. Вначале монтируются составные втулки 8 на листах 1 и/или 6. Затем листы 1 и 6 располагаются на защищаемой поверхности 3 так, чтобы совместить отверстия во втулках 8 и отверстия в посадочных местах 5, и закрепляются болтами 13 с шайбой 11 и пружинной шайбой 12.

При выполнении крепежных элементов 2 из других составных частей возможны другие варианты последовательности монтажа.

Благодаря выполнению листа кожуха жестким обеспечивается надежная защита оптической поверхности от механических повреждений.

Благодаря выполнению кожуха из листа оптически прозрачного материала обеспечивается визуальный контроль состояния оптической поверхности без демонтажа кожуха.

Благодаря выполнению кожуха легким обеспечивается минимальная нагрузка на защищаемую оптическую поверхность, уменьшается необходимое количество точек крепления.

Благодаря выполнению кожуха из материалов, не содержащих и не способных накапливать коррозионно-активные компоненты, пылевые частицы и влагу, обеспечивается сохранение эксплуатационных свойств защищаемой оптической поверхности.

Благодаря установке листов на защищаемую поверхность при помощи крепежных элементов в один и более слоев достигается возможность быстрого изменения конфигурации кожуха без добавления или изменения точек крепления.

Благодаря тому, что крепежные элементы включают в себя резьбовые и клеевые соединения обеспечивается надежное крепление кожуха с возможностью его быстрого демонтажа и изменения конфигурации.

Благодаря совокупности указанных признаков кожух обладает повышенной эффективностью и надежностью, простотой изготовления и монтажа, расширяется область использования кожуха за счет возможности изменения конфигурации.

На предприятии разработаны и изготовлены опытные образцы технологического кожуха. Проведенные испытания показали высокую стойкость кожуха к механическим воздействиям и отсутствие коррозионных воздействий на оптические поверхности.

Из известных авторам патентно-информационных источников не известна совокупность признаков, сходных с признаками заявляемого объекта.