система для изменения жесткости/демпфирующих свойств силовых соединений
Классы МПК: | B64G1/64 системы стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей, например устройство для причаливания F16F15/02 гашение колебаний невращающихся систем, например движущихся возвратно-поступательно; гашение колебаний вращающихся систем с помощью элементов, не движущихся с вращающейся системой |
Автор(ы): | ЛАНЧО ДОНСЕЛЬ Мигель (ES), КАБРЕРА РЕВУЭЛЬТА Энрике (ES), СЕСРЕДОСА КАСТАН Фернандо (ES) |
Патентообладатель(и): | КОНСТРУКСИОНЕС АЭРОНАУТИКАС, С.А. (ES) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-08-19 публикация патента:
10.10.2004 |
Изобретение относится к силовым соединениям, преимущественно изделий ракетно-космической техники, способным изменять свои свойства по командам управления. Предлагаемая система содержит не менее одной промежуточной конструкции 3 для соединения двух стыкуемых друг с другом конструкций 1, 2. Предусмотрены разъединяемые блокировочные средства 6, обеспечивающие неподвижность в состыкованном состоянии указанных конструкций, а также первый и второй комплекты бистабильных элементов 7, 8. Параметр конструктивной сопротивляемости одного комплекта отличается от аналогичного параметра другого комплекта. Элементы одного комплекта изнутри соединены с одной из стыкуемых конструкций и с промежуточной конструкцией, а элементы другого комплекта - как с одной, так и с другой стыкуемыми конструкциями. Бистабильные элементы находятся в неустойчивом состоянии, когда все конструкции сочленены друг с другом. При снятии блокировок конструкций средствами 6 эти элементы ступенчато увеличивают свою жесткость при переходе в устойчивые состояния. Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей системы, достигаемом сравнительно простыми конструктивными средствами. 8 з.п. ф-лы. 6 ил.
Формула изобретения
1. Система для изменения жесткости/демпфирующих свойств силовых соединений, содержащая по меньшей мере одну промежуточную сочленяющую конструкцию (3), приспособленную для приема по обе стороны от нее присоединяемых к ней двух конструкций (1, 2), сочленяемых друг с другом, размещенные по периферии конструкций комплект первых элементов (7) с первым значением параметра конструктивной сопротивляемости, прижатых с одного своего конца к внутренней поверхности первой сочленяемой конструкции (1), а с другого своего конца - к внутренней поверхности промежуточной сочленяющей конструкции (3), и комплект вторых элементов (8) со вторым значением параметра конструктивной сопротивляемости, прижатых с одного своего конца к внутренней поверхности первой сочленяемой конструкции (1), а с другого своего конца - к внутренней поверхности второй конструкции (2), отличающаяся тем, что содержит первое и второе разъединяемые блокировочные средства (6), приспособленные для обеспечения неподвижности во взаимно сочлененном относительном положении первой из упомянутых конструкций (1, 2) по отношению к первой части промежуточной конструкции (3) и второй из упомянутых двух сочленяемых друг с другом конструкций по отношению ко второй, противоположной части промежуточной конструкции, при этом указанные первые (7) и вторые (8) элементы выполнены в виде вытянутых бистабильных элементов, размещенных с промежутком друг относительно друга по внутренней периферии указанных конструкций, причем каждый из упомянутых бистабильных элементов находится в частично изогнутом состоянии, когда, соответственно, первая конструкция (1) блокирована по отношению к промежуточной конструкции (3) благодаря действию первого разъединяемого блокировочного средства (6), а первая конструкция (1) блокирована в сочлененном относительном положении со второй конструкцией (2) посредством промежуточной конструкции (3) благодаря действию первого и второго разъединяемых блокировочных средств (6), причем вторые бистабильные элементы (8) обладают более высоким значением параметра конструктивной сопротивляемости, чем первые бистабильные элементы (7).
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая конструкции (1, 2) имеют фланцы (4) со стороны своих сочленяемых торцев, а промежуточная конструкция (3) имеет аналогичные сочленяющие фланцы (5) с каждого из своих двух торцев, при этом каждое из упомянутых разъединяемых блокировочных средств (6) состоит из двух затягиваемых колец, устанавливаемых по периферии соединения каждой из упомянутых первой и второй конструкций (1, 2) с промежуточной конструкцией (3) и обеспечивающих вхождение внутрь этих колец фланцев (4, 5).
3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что первое и второе разъединяемые блокировочные средства (6) снабжены средством для разрушения в определенный момент времени блокировочной взаимосвязи его с сочлененными конструкциями.
4. Система по п.3, отличающаяся тем, что указанное средство обеспечивает разрушение блокировочной взаимосвязи независимо в первом и во втором разъединяемых блокировочных средствах.
5. Система по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что комплект первых бистабильных элементов (7) выполнен с возможностью восстанавливать свое свободное неизогнутое состояние при снятии блокировки первого разъединяемого блокировочного средства (6) и тем самым образовывать единственное соединение между первой сочленяемой конструкцией (1) и промежуточной сочленяющей конструкцией (3).
6. Система по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что первые бистабильные элементы (7) в своем свободном неизогнутом состоянии обеспечивают более низкие значения параметра конструктивной сопротивляемости в сочленении указанных конструкций (1), (2), (3), чем в исходном состоянии при сочленении этих конструкций указанными блокировочными средствами (6).
7. Система по п.5 или 6, отличающаяся тем, что комплект вторых бистабильных элементов (8) выполнен с возможностью восстанавливать свое свободное неизогнутое состояние при снятии блокировки второго разъединяемого блокировочного средства (6) между промежуточной конструкцией (3) и второй сочленяемой конструкцией (2) и тем самым образовывать единственное соединение между первой (1) и второй (2) сочленяемыми конструкциями.
8. Система по любому из пп.5-7, отличающаяся тем, что вторые бистабильные элементы (8) в своем свободном неизогнутом состоянии обеспечивают более высокие значения параметра конструктивной сопротивляемости, чем первые бистабильные элементы (7), но более низкие значения данного параметра в сочленении указанных конструкций (1), (2), (3), чем в исходном состоянии при сочленении этих конструкций указанными блокировочными средствами (6).
9. Система по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что первая сочленяемая конструкция представляет собой конструкцию типа сильфона.
Описание изобретения к патенту
Настоящее изобретение относится к области силовых соединений и, в частности, касается системы, позволяющей осуществлять изменение свойств силового соединения в качестве ответной реакции на управляющую команду в зависимости от необходимости, возникающей в определенных условиях.
Необходимость изменения конструктивных свойств соединения или сочленения между двумя конструкциями, например, с целью ослабления, фильтрования и/или рассеяния механических ударов, передаваемых от одной из сочлененных друг с другом конструкций к другой, или же для того, чтобы изменить динамическое силовое соединение между ними, привела в результате к разработке и практическому применению различных систем, причем каждая из них пригодна для выполнения какой-то конкретной функции, например, таких как вязкоупругие гасители энергии трения и т.д., устройства относительной ориентации для конструкций с применением электродвигателей, пневматические и прочие приводы, закрепляющие и разблокирующие устройства для конструкций, либо также к созданию соответствующих конструктивных решений для конструкций, обеспечивающих сочленение их в соответствии с заданной программой их сочленения.
Известны несколько систем, обеспечивающих безопасное и расцепляемое соединение двух конструкций, которые в первом своем состоянии должны быть блокированы друг с другом и жестко соединены между собой и которые, по меньшей мере, во втором своем состоянии должны быть способны к разъединению, причем одна из них отделяется от другой в ответ на управляющую команду, передаваемую в какой-то определенный момент.
В особенности, в области космической техники известны различные системы, предназначенные для блокировки ракеты-носителя и полезной нагрузки (например, спутника) друг с другом до момента выхода на расчетную орбиту, когда жесткое взаимное соединение между обеими конструкциями нарушается, обеспечивая возможность отделения упомянутой полезной нагрузки от ракеты-носителя.
В качестве примера из известного уровня техники можно указать заявку на европейский патент, поданную этим же заявителем и опубликованную под номером 0768241, в которой раскрывается система крепления и отделения спутника. Целью изобретения, рассмотренного в этой заявке, является упрощение крепления спутника к ракете для запуска спутника и его отсоединения от нее при выходе на орбиту. Эта цель достигается с помощью крепежного узла, который болтами закреплен на верхнем кольце соединительного устройства ракеты-носителя, натяжной полосы, представляющей собой состоящую из двух частей металлическую ленту, и криволинейных металлических деталей, крепящих спутник и опирающихся своей верхней частью на нижнее кольцо последнего, окружая его и прижимаясь к нему.
Кроме того, в патенте США номер 3737117, относящемуся к космической стыковочной системе для космических кораблей, раскрываются две конические конструкции, причем одна из них представляет собой стыковочный отсек в одном из космических кораблей, а вторая - выполнена в виде конического выступа на втором космическом корабле. Когда оба конических стыковочных узла сочленяют друг с другом, они остаются в состыкованном между собой состоянии, причем энергия стыковки поглощается сжатым газом, содержащимся в герметичном отсеке, наружная часть которого и является коническим отсеком первого космического корабля. Силам отдачи противодействует множество силовых цилиндров, поддерживающих конический отсек.
Заявкой на патент Франции под номером 8122144 от 26.11.81 защищена система крепления и разблокирования, обеспечивающая возможность временного соединения двух частей между собой, одна из которых является подвижной, а другая стационарной, и которые должны быть отделены одна от другой в определенных условиях во время их эксплуатации. Система позволяет блокировать обе части друг с другом в определенном положении, обеспечивая возможность перехода их в заданный момент в разблокированное состояние, в котором подвижная опора и кронштейн находятся в отведенном назад положении, разблокируя при этом подвижную часть. Эта система, в частности, предназначена для применения ее в области космической техники.
Патент США под номером 3564564 относится к стыковочному устройству, предназначенному для крепления стыковочных колец к космическим кораблям. Оно содержит крепежный крюк, соединенный с энергоаккумулирующим узлом, к примеру, таким, как пружина, и ручку узла, с помощью которой одновременно разблокируют крюк и аккумулируют энергию в этом узле. Кроме того, оно содержит также переключающее средство, предназначенное для установки крюка в соответствующем положении и удерживания его в запертом положении до тех пор, пока он не будет разблокирован в нужный момент времени.
В европейском патенте ЕР 0402263, озаглавленном "Временное соединительное устройство, в частности, для выполнения операций присоединения и отсоединения искусственного спутника с помощью соединительного устройства", раскрываются крепежное устройство, которое способно обеспечивать приложение механического удерживающего напряжения к сочленяемым между собой блокам, и разблокирующие устройства, тепловые характеристики которых способствуют устранению механического напряжения и обеспечивают возможность отсоединения, допуская относительное перемещение блоков между собой, при этом разблокирующие устройства включают в себя элемент, изготовленный из материала, обладающего памятью на свою форму, который работает совместно с крепежным устройством.
В европейском патенте под номером 0469939, озаглавленном "Соединительное устройство между двумя объектами с несколькими точками крепления", раскрывается то, что один из объектов имеет подвижные запорные части, соединенные посредством соединительных штоков для того, чтобы одновременно управлять ими. Другой объект имеет неподвижные запорные части. Устройство работает в два этапа: на первом - устанавливается связь с помощью запорных частей, а на втором - производится регулировка клиньев. Допускается только вращение соединительных штифтов, если действие блокировочной системы прерывается.
Известна система для изменения жесткости/демпфирующих свойств силовых соединений, содержащая, по меньшей мере, одну промежуточную сочленяющую конструкцию 3, приспособленную для приема по обе стороны от нее присоединяемых к ней двух конструкций 1, 2, сочленяемых друг с другом, размещенные по периферии конструкций комплект первых элементов 7 с первым значением параметра конструктивной сопротивляемости, прижатых с одного своего конца к внутренней поверхности первой сочленяемой конструкции 1, а с другого своего конца - к внутренней поверхности промежуточной сочленяющей конструкции 3, и комплект вторых элементов 8 со вторым значением параметра конструктивной сопротивляемости, прижатых с одного своего конца к внутренней поверхности первой сочленяемой конструкции 1, а с другого своего конца - к внутренней поверхности второй конструкции 2 (см. WO 98/32658 A1).
Как упоминалось выше, во всех этих документах раскрываются различные крепежные и/или разблокирующие устройства, предназначенные для применений в соединении, обеспечивающем возможность сочленения двух конструкций друг с другом с блокировкой их в этом состоянии до определенного момента, в который происходит разъединение соединения для того, чтобы отделить конструкции одну от другой, или наоборот. Общепринятый способ разрыва этого взаимного соединения между конструкциями заключается в приведении в действие, по меньшей мере, одного пиротехнического заряда или же в разрушении каким-либо иным образом механических соединений, блокирующих их друг с другом.
Следует отметить, что в соединениях, известных из существующего уровня техники, не предполагается применение средств, предназначенных для предотвращения передачи ударов или вибраций, испытываемых одной из сочлененных друг с другом конструкций, на другую, в результате чего последняя может получить механические повреждения, что, например, имеет очень важное значение для области космических кораблей, для которых характерно возникновение существенных ударов или вибраций, когда происходит отделение различных ступеней космического корабля, осуществляемое, в основном, пиротехническими способами. Удары и вибрации передаются непосредственно применяющимися до сих пор соединениями на транспортируемую чувствительную полезную нагрузку (например, спутник).
В вышеупомянутом известном уровне техники не затрагивается проблема, связанная с этими ударами или вибрациями, хотя они и могут повлечь за собой серьезные повреждения, возникающие в разблокируемой конструкции.
В общих чертах, система, согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность взаимного соединения двух конструкций друг с другом с помощью вставляемой между ними третьей конструкции, содержащей, по меньшей мере, один сочленяющий сектор, причем конструкции надежно удерживаются в сочлененном друг с другом состоянии благодаря предварительному их нагружению, обеспечиваемому, по меньшей мере, одной механически затягиваемой периферийной металлической лентой, и включающей в себя первое множество изменяющих жесткость элементов, присоединенных между первой из упомянутых конструкций и, по меньшей мере, одним сочленяющим сектором третьей промежуточной конструкции, и второе множество изменяющих жесткость элементов, которые соединяют конструкции, сочленяемые друг с другом, не затрагивая при этом, по меньшей мере, один сочленяющий сектор третьей промежуточной конструкции.
Кроме того, система, в соответствии с настоящим изобретением, позволяет также обеспечить исполнение и других функций, которые не могли быть осуществлены в предшествующем уровне техники сочленяющими системами, известными до сих пор. Например, с применением этой системы возможным становится временное изменение жесткости соединения с тем, чтобы получить соответствующее изменение динамического силового сочленения между взаимно соединенными друг с другом конструкциями с целью обеспечить корректировку закона управления полетом ракеты-носителя, к примеру, или же может быть осуществлено изменение геометрии соединения с целью обеспечить новую ориентацию между сочлененными конструкциями, например в случае свертывания или установки антенн на определенное направление, либо когда необходимо произвести серийный запуск нескольких спутников.
Настоящее изобретение может также иметь применение в тех случаях, когда необходимо разобщить или изолировать термопластические деформации и тепловые связи между двумя взаимно соединенными друг с другом конструкциями, к примеру, такими как комплекты телескопических систем и/или полезных нагрузок, требующих существенного разобщения.
Кроме того, с применением системы согласно настоящему изобретению обеспечивается также возможность направлять передачу нагрузок между двумя сочлененными друг с другом конструкциями через определенные здесь выше отдельные соединения.
Указанные и другие цели, которые очевидны специалистам в данной области техники, достигаются с помощью системы, подобной той, которая раскрывается в пункте 1 формулы изобретения.
На чертежах:
Фигура 1 представляет собой очень упрощенную схему сочленяющей системы согласно настоящему изобретению, в простейшем варианте его осуществления.
Фигура 2 представляет собой изображенный в перспективе схематический вид сочлененных конструкций, показанных на фиг.1.
Фигуры 3А-С представляют собой изображенные схематично виды в поперечном разрезе, иллюстрирующие принцип действия первого варианта исполнения сочленяющей системы, показанной на фиг.1.
Фигуры 4А-С представляют собой изображенные схематично виды в поперечном разрезе, иллюстрирующие принцип действия второго варианта исполнения сочленяющей системы, показанной на фиг.1.
Фигуры 5A-D представляют собой схемы, иллюстрирующие передачу механических напряжений между двумя сочлененными конструкциями с помощью системы, выполненной согласно настоящему изобретению.
Фигуры 6А-Е представляют собой схемы, иллюстрирующие различные применения сочленяющей системы в соответствии с настоящим изобретением.
Приведенное ниже описание относится к прилагаемым чертежам, на которых одинаковые детали имеют те же самые номера позиций на всех фигурах, и в нем рассматривается предпочтительный вариант исполнения системы в соответствии с настоящим изобретением, описываемый в иллюстративном порядке применительно к области космической техники.
Таким образом, на фиг.1 схематически показаны верхняя часть 1 первой конструкции, например ракеты-носителя, и нижняя часть 2 второй конструкции, например полезной нагрузки 2, представляющей собой спутник или соответствующий отсек, сочленяющие горловины 1а, 2а которых, снабженные фланцами 4, соединены с вставляемой между ними промежуточной конструкцией 3, снабженной фланцами 5, на обоих концах. В этом конкретном случае будем считать, что обе конструкции 1 и 2, сочленяемые друг с другом, представляют собой тела вращения, что является более распространенным случаем, хотя специалистам в данной области легко будет понять, что настоящее изобретение применимо и к конструкциям с любой другой конфигурацией поперечного сечения.
Взаимная блокировка конструкций 1, 2 и 3 друг с другом, осуществляемая для того, чтобы образовался комплексный агрегат с необходимыми механическими характерными свойствами, может быть обеспечена, например, посредством монтажа каких-либо затягиваемых лент 6 вокруг фланцев, или же переходных колец 4, 5 (см. фигуру 2), как это предложено, например, в заявках на патенты Испании под номерами 9501994 и 9702028, поданных от имени того же самого заявителя, описания изобретения к которым включены в настоящее описание изобретения посредством ссылки на них. Металлические затягиваемые ленты 6 обеспечивают предварительную нагрузку, создавая тем самым в соединении необходимые механические напряжения.
Однако с этой целью могут быть использованы и любые другие типы сочленений, уже известные в данной области техники.
Для того чтобы облегчить описание, ниже будет рассмотрена сочленяющая система, составленная из трех, в общем, цилиндрических конструкций и двух затягиваемых лент.
Внутри предусмотрено наличие, по меньшей мере, одного первого множества элементов 7, которые изменяют жесткость, причем эти элементы прижаты своими концами соответственно к внутренней поверхности нижней конструкции 1 и к внутренней поверхности сочленяющей секции, представляющей собой промежуточную конструкцию 3. Кроме того, между внутренней поверхностью промежуточной конструкции 3 и внутренней поверхностью верхней конструкции 2 может быть предусмотрено наличие второго множества элементов 7 соединения. Количество, в котором предусматриваются элементы 7 как в первом, так и в упомянутом втором их множествах, а также их характерные механические свойства будут диктоваться конкретными условиями применения в каждом отдельном случае.
Кроме того, внутри каждого сочленения может быть также расположено множество изменяющих жесткость элементов 8 соединения, прижатых своими концами соответственно к внутренней поверхности конструкций 1 и 2 в обход промежуточной конструкции 3. Как количество, так и характерные механические свойства этих элементов 8 будут таким же образом зависеть от конкретных условий применения для каждого случая.
Изменяющие жесткость элементы 7 и 8 представляют собой бистабильные элементы (т.е. элементы с двумя устойчивыми состояниями), в которых используется принцип критической или эйлеровой нагрузки. Действие каждого из этих бистабильных элементов основывается на поведении пластины, которая может принимать два состояния: первое, нестабильное состояние, в котором сообщен ей был изгиб в такой степени, чтобы превзойдена была критическая нагрузка (состояние, представленное на фигуре 2), и второе, стабильное состояние, или состояние покоя, в которой нагрузка не была превышена, и в котором элемент восстанавливает свою первоначальную длину.
Аналогично, элементы 7 и 8 обеспечивают получение свойств, требуемых системой, в соответствии с настоящим изобретением: функциональное соответствие требованиям в отношении жесткости, приведение в действие с целью отделения сблокированных конструкций друг от друга, динамическое демпфирование, тепловая изоляция и способность к изменению геометрии соединения.
Ниже со ссылками на фиг.3А-С и 5А-С объясняется принцип действия первого варианта исполнения сочленяющей системы в соответствии с настоящим изобретением.
На фигуре 3А показано схематично стартовое положение, в котором обе конструкции 1 и 2 жестко соединены друг с другом при помощи третьей конструкции 3 посредством сочленения двух колец 6 с парами фланцев 4, 5. На упомянутой фигуре в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения показаны изменяющие жесткость элементы 7 и 8, представленные в идеале как бистабильные линейные узлы, находящиеся в своем первом состоянии, или в состоянии нестабильности, причем позицией 9 обозначено положение прижима элементов 7 и 8 к внутренним поверхностям конструкций 1 и 2, а позицией 10 - положение прижима элемента 7 к внутренней поверхности промежуточной конструкции 3. Некое идеальное положение в соединении для элементов 7 и 8 обозначено позицией 11.
Это первое состояние показано также на фигуре 5А, где стрелкой, проведенной жирной линией, показан прямой путь, по которому нагрузки, возникающие в одной из сочлененных друг с другом конструкций, передаются на конструкцию, расположенную с другой стороны относительно указанной. Эта первоначальная конфигурация применима, например, для восприятия возникающих нагрузок с обеспечением соответствующих характеристик конструкции.
Теперь обратим наше внимание на фигуры 3В и 5В, на которых показано состояние, принимаемое сочлененными друг с другом конструкциями, а также самим сочленением при разрыве одной из затягиваемых лент 6, например той из них, которая удерживает нижнюю конструкцию 1 и промежуточную конструкцию 3 в сочлененном друг с другом состоянии. Нижняя лента 6 была отделена от фланцев 4, 5 одним из способов, известных в данной области техники и не рассматриваемых в подробностях в настоящем описании изобретения, что позволяет под воздействием бистабильных элементов 7, возвращающихся при этом в состояние покоя, отсоединиться фланцам 4 и 5 друг от друга. На фигуре 5В можно видеть тот путь, по которому при этом происходит передача нагрузки между сочлененными друг с другом конструкциями (по стрелке, проведенной жирной линией).
Таким образом, конструктивные свойства определяются на этой стадии новым путем передачи нагрузки, который, в свою очередь, определяется новыми силовыми соединениями, предопределяемыми в соответствии с условиями данного конкретного применения. Обычно размеры и количество элементов 7, которые при этом обеспечивают взаимное соединение повышенной жесткости между конструкцией 1 и комплексом конструкций 3 и 2, подбирают таким образом, чтобы получить более низкие характерные конструктивные свойства (более низкую жесткость), чем те эталонные свойства, которые определены были заранее.
И наконец, обратимся к фиг.3С и 5С прилагаемых чертежей. На них показано состояние, которое принимали бы конструкции, сочлененные друг с другом при помощи системы в соответствии с настоящим изобретением, а также соответственно новый путь передачи нагрузки, если после отделения от конструкций 1 и 3 необходимо было бы восстановить характерные конструктивные свойства большей величины. Этого удалось бы достичь, обеспечив отсоединение также и второй ленты 6, в результате чего бистабильные элементы 8 должны были бы также возвратиться в свое состояние покоя, воздействуя при этом на конструкции 3 и 2 таким образом, чтобы отделить их.
При этом бистабильные элементы 8, обладающие более высокими характерными конструктивными свойствами (более высокой жесткостью), чем элементы 7, являлись бы тогда теми элементами, которые выполняли бы, начиная с этого момента, функцию окончательного сочленения между конструкциями 1 и 2. На упомянутой фигуре 5С взаимосвязь, в которой будут оставаться соединенные друг с другом конструкции 1, 2, 3, а также новый путь передачи нагрузок между конструкциями 1 и 2 могут контролироваться.
С другой стороны, на фиг.4А-С, 5А, 5В и 5D рассматривается принцип действий второго предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, в соответствии с которым пластины 8 большего размера устранены, причем они заменены вторым комплектом пластин 7". В этом случае сопоставление между собой фиг.4А и 5А, 4В и 5В, а также 4С и 5D указывает на наличие разных путей передачи механических напряжений между сочлененными друг с другом конструкциями, что зависит, как и в предыдущем варианте, от порядка освобождения затягиваемых колец, причем эти пути остаются такими же, как и рассмотренные применительно к первому варианту осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительное применение настоящего изобретения заключается в создании системы ослабления ударов, испытываемых при пиротехническом отделении ступеней ракеты-носителя, предназначенной для запуска спутника на орбиту, причем эта система состоит из трех цилиндров 1, 2, 3, соединенных друг с другом посредством двух затягиваемых лент 6, первого комплекса бистабильных, изменяющих жесткость элементов 7, например, в количестве трех штук, соединяющих промежуточный и нижний цилиндры 2, 3 друг с другом, и второго комплекса бистабильных, изменяющих жесткость элементов 8, соединяющих нижний и верхний цилиндры 1, 2 друг с другом, и работает следующим образом.
Во время запуска и полета вплоть до момента, когда должна будет отделиться первая ступень от ракеты-носителя, все шесть изменяющих жесткость элементов 7, 8 остаются в своем нестабильном состоянии, и все указанные конструкции при этом непосредственно соединены друг с другом посредством затягиваемых лент 6, причем этот комплекс сохраняет эталонные характерные конструктивные свойства.
По получении соответствующей команды происходит разъединение нижней ленты, благодаря чему освобождаются фланцы соединенных друг с другом конструкций 1, 3; в этот момент происходит переход комплекса бистабильных элементов 7 в их стабильное состояние или состояние покоя, в результате чего происходит первое изменение характерных конструктивных свойств, которые становятся более низкими, чем указанные эталонные свойства (уменьшается жесткость). В этом состоянии, характеризующемся более низкой жесткостью сочленения между ракетой-носителем и полезной нагрузкой, происходит уменьшение до минимума того влияния, которое оказывает на последнюю удар, возникающий при пиротехническом отделении соответствующей ступени ракеты-носителя.
После того, как упомянутое отделение произошло, может возникнуть необходимость в восстановлении, по меньшей мере, частичном некоторых из характерных конструктивных свойств (жесткости) с тем, чтобы приблизить их величину к эталонному значению, для чего передается соответствующая команда, по которой происходит разъединение второй, верхней ленты 6, освобождающей фланцы 5, 4 промежуточной и верхней конструкций 3, 2. Когда это происходит, бистабильные элементы 8 принимают свое стабильное состояние или состояние покоя, в результате чего восстанавливается частично жесткость, утраченная при выполнении предыдущей операции.
И наконец, обратимся к фиг.6А-6Е, на которых проиллюстрированы несколько различных применений системы в соответствии с настоящим изобретением, где на фиг.6А показано применение ее в качестве ослабляющей конструкции, фильтрующей возникающий удар, передаваемый в направлении, показанном стрелками СН; на фигуре 6В показано применение ее в качестве фильтрующей структуры с переменными жесткостью/коэффициентом ослабления, в то время как фигура 6С представляет собой схему применения системы в соответствии с настоящим изобретением в качестве конструкции с переменной геометрией, допускающей изменение, например, по углу отклонения одной из сочлененных друг с другом конструкций, а на фигуре 6Е показано специфическое расположение элементов 7, 8 соединения, допускающее прохождение нагрузок, передаваемых от одной конструкции к другой.
В отношении оставшейся нерассмотренной фигуры 6D следует отметить, что на ней показан вариант исполнения системы в соответствии с настоящим изобретением, в котором промежуточная часть 3 сочленения заменена конструкцией сильфонного типа, которая выполняет функцию, предназначавшуюся, по меньшей мере, одному из множеств элементов 7 соединения и состоящую в обеспечении непрерывного/прерывистого сочленения между обеими соединенными друг с другом конструкциями.
Таким образом, можно удостовериться, что настоящее изобретение обеспечивает создание такой системы, которая позволяет осуществить активное или "разумное" взаимное соединение, вобрав в себя все функциональные возможности известных систем в данной области техники, тогда как практическое исполнение ее отличается большей простотой и может быть использовано в сочленениях любого типа.
Класс B64G1/64 системы стыковки и расстыковки космических кораблей или их частей, например устройство для причаливания
Класс F16F15/02 гашение колебаний невращающихся систем, например движущихся возвратно-поступательно; гашение колебаний вращающихся систем с помощью элементов, не движущихся с вращающейся системой