способ сборки многоступенчатого летательного аппарата с транспортно-пусковым контейнером

Формула изобретения

СПОСОБ СБОРКИ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ТРАНСПОРТНО-ПУСКОВЫМ КОНТЕЙНЕРОМ, основанный на выставке стыкуемыми торцами друг к другу и в соосное положение на сборочном стенде заглушенных технологическими заглушками секций транспортно-пускового контейнера с закрепленными в них соответственно предыдущей и последующей ступенями летательного аппарата в положении, обеспечивающем взаимодействие опорно-ведущих поясов летательного аппарата с опорными поясами контейнера, отличающийся тем, что секции контейнера устанавливают с зазором между его стыкуемыми торцами, обеспечивающим доступ к стыку последующей и предыдущей ступеней летательного аппарата, закрепляют секцию контейнера с последующей ступенью летательного аппарата на стенде, отстыковывают последующую ступень летательного аппарата от технологической заглушки, отстыковывают все технологические заглушки, монтируют механизм перемещения на торец секции контейнера с последующей ступенью летательного аппарата, наиболее удаленный от стыкуемых торцов секции контейнера, соединяют его с торцом последующей ступени, после чего с помощью механизма перемещения смещают последующую ступень летательного аппарата относительно секции контейнера до соприкосновения стыкуемых поверхностей ступеней летательного аппарата, соединяют их и, наконец, отстыковывают секцию контейнера от сборочного стенда и смещают эту секцию, контейнера относительно последующей ступени летательного аппарата до соприкосновения стыкуемых поверхностей контейнера, соединяют секции контейнера и отстыковывают механизм перемещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при разработке способов сборки и стендов для осуществления сборки ступеней многоступенчатого летательного аппарата (ЛА) с транспортно-пусковым контейнером (ТПК).

На практике возникает необходимость сборки предварительно собранных с соответствующей секцией ТПК ступеней многоступенчатого ЛА, используемого для вывода на орбиту космических объектов, между собой и секций ТПК непосредственно на стартовой позиции, например, в том случае, когда суммарный вес и габариты ЛА превышают допустимые по условиям транспортирования величины.

Одним из способов, позволяющих использовать крупногабаритные ЛА, является раздельная транспортировка ступеней ЛА, предварительно собранных, каждая c соответствующей секцией ТПК, в секциях ТПК на стартовую позицию, где и осуществляется окончательная сборка ступеней ЛА и секций ТПК.

Проблема сборки ступеней ЛА и секций ТПК непосредственно на стартовой позиции актуальна и в том случае, когда стартовая позиция находится на значительном удалении от завода изготовителя, когда ступени изготавливаются на разных заводах или когда место запуска космического аппарата указывается заказчиком.

Известен способ горизонтальной сборки двигателем, ступеней, летательных аппаратов, по которому конструктивная базовая ось сборочных единиц расположена горизонтально, сборочные единицы укладываются на ложементы или устанавливаются на ролики монтажных тележек и стыкуются друг с другом.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что стыковка ступеней ЛА между собой, осуществляемая после сборки каждой ступени ЛА с соответствующей секцией ТПК, осуществима только при использовании специальных стыковочных узлов ЛА или с использованием специально разработанного для этой цели ТПК, т. е. в нем необходимо, например, в сечении стыковки ступеней ЛА предусмотреть специальные монтажные люки, через которые при контактирующих одновременно торцах контейнера между собой и контактирующих между собой стыкуемых торцах ступеней ЛА осуществляется сборка ступеней ЛА. Следует отметить, что люки снижают прочность ТПК. Также в этом случае, из-за того, что ступени ЛА собраны каждая с соответствующей секцией ТПК с наличием допусков, при сборке изделия в целом возможен зазор или между стыкуемыми торцами ТПК или между стыкуемыми торцами ступеней ЛА. Указанное обстоятельство приводит к тому, что снижается качество сборки из-за нерасчетных усилий, необходимых для выбора зазора при сборке.

Таким образом, известное техническое решение может быть использовано только для сборки изделий, в конструкции которых введены соответствующие изменения (люки в ТПК, специальные стыковочные узлы ЛА), что снижает область его применения, а с другой стороны снижается качество сборки из-за появления нерасчетных монтажных усилий в стыкуемых сечениях ЛА и ТПК.

Целью изобретения является повышение качества сборки путем ограничения усилий в стыке и обеспечения визуального контроля стыкуемых торцев при одновременном расширении области применения.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе сборка предварительно собранных с секциями ТПК ступеней ЛА и секций ТПК, основанном на выставке стыкуемыми торцами друг к другу и в соосное положение на сборочном стенде, заглушенных технологическими заглушками, секций ТПК с закрепленными в них соответственно предыдущей и последующей ступенями летательного аппарата в положении, обеспечивающем взаимодействие опорно-ведущих поясов ЛА с опорными поясами контейнера, согласно изобретению секции контейнера устанавливают с зазором между его стыкуемыми торцами, обеспечивающем доступ к стыку последующей и предыдущей ступеней ЛА, закрепляют секцию контейнера с последующей ступенью летательного аппарата на стенде, отстыковывают последующую ступень ЛА от технологической заглушки, отстыковывают все технологические заглушки, монтируют механизм перемещения на торец секции контейнера с последующей ступенью ЛА, наиболее удаленный от стыкуемых торцев секций контейнера, соединяют его с торцем последующей ступени, после чего с помощью механизма перемещения смещают последующую ступень ЛА относительно секции контейнера до соприкосновения стыкуемых поверхностей ступеней ЛА, соединяют их между собой и, наконец, отстыковывают секцию контейнера от сборочного стенда и смещают эту секцию контейнера относительно последующей ступени ЛА до соприкновения стыкуемых поверхностей контейнера, соединяют секции контейнера между собой и отстыковывают механизм перемещения.

На фиг. 1 изображены секции ТПК, выставленные на сборочном стенде стыкуемыми торцами друг к другу и в соосное положение, заглушенные технологическими заглушками и с закрепленными в них соответственно предыдущей и последующей ступенями ЛА в положении, обеспечивающем взаимодействие опорно-ведущих поясов ЛА с опорными поясами контейнеров; на фиг. 2 - секции ТПК, установленные с зазором между его стыкуемыми торцами, с отстыкованными технологическими заглушками и с механизмом перемещения, смонтированном на свободном торце секции ТПК с последующей ступенью ЛА и соединенном с торцем последующей ступени ЛА; на фиг. 3 - собранный ЛА после выдвижения последующей ступени из соответствующей секции ТПК и с пристыкованным механизмом перемещения; на фиг. 4 - собранный ЛА и собранные секции ТПК, после смещения секции ТПК относительно последующей ступени ЛА и после отстыковки механизма перемещения; на фиг. 5 - вид по стрелке А на фиг. 4; на фиг. 6 - собранные ЛА, ТПК с пристыкованными технологическими заглушками.

П р и м е р реализации способа.

На сборочный участок на месте проведения пуска поступают предыдущая 1 и последующая 2 ступени ЛА, собранные соответственно каждая с соответствующей секцией 3 и 4 транспортно-пускового контейнера.

На месте проведения испытаний последующая сборка осуществляется после установки секций 3 и 4 с соответствующими ступенями ЛА на сборочном стенде (см. фиг. 1).

Ступень 1 ЛА снабжена опорно-ведущими поясами 5 и 6, а ступень 2 ЛА снабжена опорно-ведущими поясами (ОВП) 7 и 8 (см. фиг. 2).

Ступени 1 и 2 обращены друг к другу стыкуемыми торцами S₂ и S₃ соответственно. Секция 3 ТПК по наружной поверхности снабжена опорными поясами 9, 10, а секция 4 - опорными поясами (ОП) 11, 12 (соответственно).

К опорным поясам секций ТПК прикреплены опорные кронштейны 13, которые взаимодействуют своими опорными поверхностями с ответными поверхностями 14 и 15 сборочного стенда (т. е. секция 3 ТПК установлена на опорной поверхности 14, а секция 4 - на опорной поверхности 15 сборочного стенда). Опорные поверхности 14 и 15 взаимодействуют с основанием 16 сборочного стенда через стойки 17. Закрепляют секцию 2 ТПК с последующей ступенью 4 ЛА на сборочном стенде.

Далее отстыковывают последующую ступень 2 ЛА от технологической заглушки 18 путем выворачивания шпилек 19, отстыковывают все технологические заглушки 20, 18, 21 с торцев секций ТПК, монтируют на торце S₈ секции 4 ТПК механизм перемещения (см. фиг. 2), соединяют механизм перемещения с торцем S₄ последующей ступени 2 ЛА (т. е. удаленной от стыкуемых торцев S₆ и S₇ секций ТПК), загруженный ЛА в ТПК взаимодействует своими ОВП с ОП ТПК, т. е. ОВП 5 расположен напротив ОП 9 ТПК, ОВП 6 - напротив ОП 10, ОВП 7 - напротив ОП 11 и ОВП 8 - напротив ОП 12.

В примере показано, что каждая ступень ЛА снабжена двумя ОВП, а каждая секция ТПК - двумя ОП. Отметим, что количество ОВП и ОП, а также количество стыкуемых ступеней ЛА может быть и другим, отличным от приведенной в данной заявке величины.

В данной заявке рассматривается конкретная конструкция механизма перемещения (не единственно возможная).

В нашем случае механизм перемещения выполнен в виде двух пластин 22 и 23, при этом пластина 23 закрепляется на торце S₄ последующей ступени 2 ЛА. Пластина 23 снабжена жестко скрепленным с ней валом 24, при этом вал 24 скреплен с пластиной 23 в ее центре, перпендикулярно ее плоскости и пропущен в центральное отверстие пластины 22 с возможностью осевого и углового смещения. Продольная ось вала 24 совмещена с продольной осью ЛА (или ТПК, что то же самое).

Взаимное осевое смещение пластин 22 и 23 механизма перемещения осуществляется с помощью силового привода 25, например, гидравлического, а взаимное угловое смещение пластин 22 и 23 механизма перемещения осуществляется с помощью привода 26, например, гидрав- лического или червячного.

Крепление пластин 22 и 23 к торцам S₈ и S₄ ТПК и ЛА осуществляется по их штатным крепежным узлам (отверстиям).

После этого смещают последующую ступень 2 ЛА относительно секции 4 ТПК до соприкосновения стыкуемых поверхностей S₂ и S₃ ступеней 1 и 2 (при этом усилие Р1 взаимодействия ступеней контролируется по величине и не превышает допустимое по условиям прочности).

Совмещают стыковочные отверстия ступеней 1 и 2 ЛА. Совмещение центров этих отверстий осуществляется, например, с помощью вращения ступеней 2 ЛА путем приложения момента усилий к валу 24 механизма перемещения и приложения радиального усилия Р₂(Р₂¹) при помощи разгрузочного устройства 27 (см. фиг. 3). После этого стыкуют ступени 1 и 2 ЛА между собой, остыковывают ранее пристыкованную секцию 4 ТПК от опорной поверхности 15 сборочного стенда и смещают секцию 4 ТПК относительно последующей ступени 2 ЛА до соприкосновения стыкуемых поверхностей S₆ и S₇ ТПК между собой (при этом усилие поджатия Р₃ секций ТПК контролируется и не превышает допустимое по условиям прочности), соединяют секции 3 и 4 ТПК между собой и отстыковывают механизм перемещения. Следует отметить, что предыдущая ступень 1 скреплена по торцу S₁ при помощи шпилек 28 с крышкой ТПК 29, закрепленной по торцу S₅ ТПК.

Таким образом, летательный аппарат собран с транспортно-пусковым контейнером. На передний торец S₄ в дальнейшем может быть пристыковано оснащение, например, спутник.

До пристыковки спутника на торец S₈ секции 4 ТПК может быть пристыкована технологическая заглушка 21 (см. фиг. 6).

В настоящее время предлагаемый способ находится в стадии разработки технических предложений. (56) Оснащение самолетного и ракетного производства, перевод с анг. , М. : Машиностроение, 1967 г. , с. 222-224.