космический аппарат

Формула изобретения

Космический аппарат, содержащий ферменно-каркасную силовую конструкцию, корпусные панели, целевую аппаратуру, бортовой комплекс управления, двигательную установку, систему терморегулирования и систему электроснабжения, включающую в себя солнечные и никель-водородные аккумуляторные батареи, а также комплекс автоматики и стабилизации напряжения, отличающийся тем, что указанные никель-водородные аккумуляторные батареи образуют трубчатые элементы указанной ферменно-каркасной силовой конструкции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при проектировании космических аппаратов (искусственных спутников Земли, космических платформ, разгонных блоков и т.п.).

Космическая техника среди прочих ставит перед собой задачу наиболее рационального и максимально плотного пространственного размещения агрегатов и систем в объеме, ограниченном корпусом космического аппарата (КА). Наиболее трудные технические проблемы на этом пути возникают при проектировании КА для существующих ракет-носителей с уже заданными объемно-массовыми характеристиками к выводимым полезным нагрузкам. Эти проблемы особенно актуальны для конверсионных баллистических ракет морского базирования.

Как известно, состав КА по агрегатам зависит от конструкции, назначения и класса, но для современных аппаратов в общем случае можно выделить следующие основные конструктивно-технологические составные элементы:

1) корпуса отсеков и солнечные батареи; 2) целевую аппаратуру; 3) двигательные установки; 4) бортовую аппаратуру и приборы управления; 5) бортовую кабельную сеть и другие коммуникации; 6) обеспечивающие системы; 7) крепеж и замковые устройства; 8) расходуемые материалы.

Основным несущим и компонующим элементом в конструкции КА является корпус, который можно рассматривать как обобщенную корпусную сборочную единицу, характеризующуюся одинаковым составом типовых деталей и узлов и одинаковыми методами изготовления независимо от того, к какому конкретно элементу или агрегату они принадлежат (Камалов В.С. Производство космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1982, стр.96).

Известен космический аппарат (патент РФ №2164881 с приоритетом от 15.12.1999 г.), содержащий отсек с целевой аппаратурой, герметичный приборный отсек, агрегатный отсек с комплексной двигательной установкой, бортовой комплекс управления с бортовой вычислительной машиной, систему терморегулирования с гидравлическими контурами и приборами для отбора, подвода и сброса тепла, в том числе выполненными в виде термоплат со штатными и технологическими гидравлическими каналами, систему электропитания, состоящую из солнечных батарей, комплекса автоматики и стабилизации напряжения, никель-водородных аккумуляторных батарей (АБ). АБ и термоплаты образуют моноблоки, а моноблоки установлены на конструкции агрегатного отсека.

Указанное техническое решение, как наиболее близкий аналог, может быть принято в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является необходимость выделения объема внутри корпуса КА специально для размещения АБ.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является наиболее рациональное и максимально плотное пространственное размещение агрегатов и систем КА в объеме, ограниченном его корпусом.

Согласно изобретению указанная задача решается путем использования АБ в качестве продольных и/или поперечных трубчатых элементов ферменно-каркасной силовой конструкции.

Возможность использования АБ в качестве трубчатых элементов ферменно-каркасной силовой конструкции определяется тем, что:

1) аккумулятор на основе никель-водородной электрохимической системы конструктивно представляет собой герметичный высокопрочный баллон, внутри которого расположен электродный блок, причем в одном баллоне могут быть размещены не только отдельный, но и несколько последовательно соединенных электродных блоков (Багоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока. М.: Энергоиздат, 1981, стр. 259);

2) наиболее технологичной и относительно простой в изготовлении является ферменно-каркасная силовая конструкция корпуса КА, основными элементами которой являются трубчатые или профильные детали. (Камалов В.С. Производство космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1982, с.121).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен предлагаемый космический аппарат, состоящий из ферменно-каркасной силовой конструкции, корпусных панелей с солнечными батареями, агрегатами и системами, входящими в состав КА.

В качестве несущих элементов ферменно-каркасной силовой конструкции используются АБ, представляющие собой герметичные высокопрочные баллоны 1, в которых размещаются никель-водородные электродные блоки 2. Баллоны снабжены разъемными узлами крепления 3, которые позволяют соединять их между собой, и узлами крепления (на чертеже не показаны), к которым крепятся корпусные панели 4 и остальные агрегаты и системы 5, входящие в состав КА. Ферменно-каркасная силовая конструкция может содержать до 12-ти (или более) трубчатых элементов.

Использование никель-водородных АБ в качестве несущих трубчатых элементов ферменно-каркасной силовой конструкции выгодно отличает предлагаемый КА от прототипа тем, что значительно уменьшается (практически отсутствует) объем внутри корпуса КА, специально выделяемый для размещения АБ. В результате повышается плотность компоновки агрегатов и систем внутри корпуса и КА в целом, и, как следствие, уменьшаются габариты и масса КА без изменения его функциональных возможностей.