Зміст
1. Поняття та особливості капсули, що спускається
1.1 Призначення і компонування
1.2 Спуск з орбіти
2. Конструкція СК
2.1 Корпус
2.2 Теплозахисне покриття
2.3 Розміщення апаратури і агрегатів
Список використаної літератури
1. Поняття та особливості капсули, що спускається
1.1 Призначення і компонування
Спускається капсула (СК) космічного апарату (КА) призначена для оперативної доставки спеціальної інформації з орбіти на Землю. На космічному апараті встановлюються дві спусковий капсули (рис.1).
Малюнок 1.
СК представляє собою контейнер для носія інформації, з'єднаний з плівка-протяжним тактом КА і забезпечений комплексом систем і пристроїв, що забезпечують збереження інформації, спуск з орбіти, м'яку посадку і виявлення СК під час спуску і після приземлення.
Основні характеристики СК
Маса СК у зборі - 260 кг
Зовнішній діаметр СК - 0,7 м
Максимальний розмір СК у зборі - 1,5 м
Висота орбіти КА - 140 - 500 км
Нахил орбіти КА - 50,5 - 81 град.
Корпус СК (рис.2) виготовлений з алюмінієвого сплаву, має форму близьку до кулі і складається з двох частин: герметичною і негерметичної. У герметичній частині розташовані: котушка про носієм спец.інформаціі, система підтримки теплового режиму, система герметизації щілини, що з'єднує герметичну частина СК з плівка-протяжним трактом КА, КВ передавачі, система самоліквідації і інша апаратура. У негерметичної частині розміщені парашутна система, дипольні відбивачі і контейнер "Пеленг УКХ". Дипольні відбивачі, КВ передавачі і контейнер "Пеленг-УКХ" забезпечують виявлення СК в кінці ділянки спуску і після приземлення.
Зовні корпус СК захищений від аеродинамічного нагріву шаром теплозахисного покриття.
На спускається капсулі з допомогою стяжних відстрілюваної стрічок (рис.2) встановлені дві платформи 3, 4 c пневмоагрегати стабілізації СК 5, гальмівним двигуном 6 і телеметричної апаратурою 7.
Перед установкою на КА опускаємося капсула з'єднується трьома замками 9 системи відокремлення з перехідною рамою 8. Після цього рама стикується з корпусом КА. Збіг щілин плівка-протяжних трактів КА і СК забезпечується двома напрямними штифтами, встановленими на корпусі КА, а герметичність з'єднання - гумовою прокладкою, встановленою на СК по контуру щілини. Зовні СК закривається пакетами екран-вакуумної теплоізоляції (ЗВТІ).
1.2 Спуск з орбіти
Відстріл СК від корпусу КА проводиться з розрахунковий час після герметизації щілини плівка-протяжного тракту, скидання пакетів ЗВТІ і розвороту КА на кут тангажу, що забезпечує оптимальну траєкторію спуску СК в район посадки. За командою БЦВМ космічного апарату спрацьовують замки 9 (рис.2) та СК за допомогою чотирьох пружинних штовхачів 10 відокремлюється від корпусу КА. Послідовність спрацьовування систем СК на ділянках спуску і приземлення наступна (рис.3):
- Розкрутка капсули щодо осі X (рис.2) з метою збереження необхідного напрямку вектора сили тяги гальмівного двигуна в процесі його роботи, розкрутка здійснюється пневмоагрегати стабілізації (ПАС);
- Включення гальмівного двигуна;
- Гасіння за допомогою ПАС кутовий швидкості обертання СК;
- Відстріл гальмівного двигуна і ПАС (у разі неспрацьовування стяжних стрічок через 128 з відбувається самоліквідація СК);
- Відстріл кришки парашутної системи, введення в дію гальмівного парашута і дипольних відбивачів, скидання лобовій теплозахисту (для зменшення маси СК);
- Нейтралізація коштів самоліквідації СК;
- Відстріл гальмівного парашута і введення в дію основного;
- Наддування балона контейнера "Пеленг УКХ" і включення КБ і УКХ передавачів;
- Включення за сигналом ізотопного висотоміра двигуна м'якої посадки, приземлення;
- Включення в нічний час за сигналом фотодатчика светоімпульсного маяка.
2. Конструкція СК
2.1 Корпус
Корпус СК (рис. 4) складається з наступних основних частин: корпусу центральної частини 2, днища 3 та кришки парашутної системи I, виготовлених з алюмінієвого сплаву.
Корпус центральної частини разом про днищем утворює герметичний відсік, призначений для розміщення носія спец.інформаціі та апаратури. З'єднання корпуса c днищем здійснюється за допомогою шпильок 6 з використанням прокладок 4, 5 з вакуумної гуми.
Кришка парашутної системи з'єднується з корпусом центральній частині шляхом замків - штовхачів 9.
Корпус центральної частини (мал. 5) представляє собою зварену конструкцію і складається з перехідника I, оболонки 2, шпангоутів 3,4 і кожуха 5.
Перехідник I виготовлений з двох частин, зварених встик. На торцевій поверхні перехідника є канавка для гумової прокладки 7, на бічній поверхні - бобишки з глухими різьбовими отворами, призначеними для установки парашутної системи. Шпангоут 3 служить для з'єднання корпусу центральної частини з днищем за допомогою шпильок 6 і для кріплення приладової рами.
Шпангоут 4 є силовою частиною СК, виготовляється з поковки і має вафельну конструкцію. У шпангоуті з боку герметичній частини на бобишках оброблене глухі різьбові отвори, призначені для кріплення приладів, наскрізні отвори "Ц" для установки гермораз'емов 9 і отвори "Ф" для установки замків-штовхачів кришки парашутної системи. Крім того, в шпангоуті є паз під шланг системи герметизації щілини 8. Бобишки "К" призначені для стикування СК з перехідною рамою з допомогою замків II.
З боку парашутного відсіку перехідник I закритий кожухом 5, який кріпиться гвинтами 10.
На корпусі центральної частини є чотири отвори 12, службовці для установки механізму скидання лобовій теплозахисту.
Днище (рис.6) складається з шпангоута I і сферичної оболонки 2, зварених між собою встик. У шпангоуті є дві кільцеві канавки для гумових прокладок, отвори "А" для з'єднання днища про корпусом центральної частини, три бобишки "К" про глухими різьбовими отворами, призначений для такелажних робіт про СК. Для перевірки герметичності СК у шпангоуті виконано отвір для гвинта з встановленою в нього заглушкою 6. У центрі оболонки 2 за допомогою гвинтів 5 закріплений штуцер 3, службовець для проведення гідропневмоіспитаній СК на заводі-виробнику.
Кришка парашутної системи (рис.7) складається з шпангоута I і оболонки 2, зварених встик. У полюсної частини кришки є щілина, через яку проходить хвостовик перехідника корпусу центральної частини. На зовнішній поверхні кришки встановлені трубки 3 блоки барореле і приварені кронштейни 6, призначені для кріплення відривних роз'ємів 9. З внутрішньої сторони кришки до оболонки приварені кронштейни 5, службовці для кріплення гальмівного парашута. Жиклери 7 пов'язують порожнину парашутного відсіку з атмосферою.
2.2 Теплозахисне покриття
Теплозахисне покриття (ТЗП) призначено для захисту металевого корпусу СК і знаходиться в ньому апаратури від аеродинамічного нагріву при спуску з орбіти.
Конструктивно ТЗП СК складається з трьох частин (рис.8): ТЗП кришки парашутної системи I, ТЗП корпусу центральної частини 2 і ТЗП днища 3, зазори між заповнені якими герметиків "Віксінт".
ТЗП кришки I є асботекстолітовую оболонку змінної товщини, скріплену з теплоізоляційним подслоем з матеріалу ТІМ. Підшар з'єднується з металом і асботекстолітом за допомогою клею. Внутрішня поверхня кришки і зовнішня поверхня перехідника плівка-протяжного тракту обклеюються матеріалом ТІМ і поропластом. У ТЗП кришки є:
- Чотири отвори для доступу до замків кріплення лобовій теплозахисту, заглушуються різьбовими пробками 13;
- Чотири отвори для доступу до пирозамков кріплення кришки до корпусу центральної частини СК, заглушуються пробками 14;
- Три кишені, службовці для установки СК на перехідній рамі і закриваються накладками 5;
- Отвори під відривні електровоз'ємом, що закриваються накладками.
Накладки встановлюються на герметиці і кріпляться титановими гвинтами. Вільний простір в місцях установки накладок заповнюється матеріалом ТІМ, зовнішня поверхня якого покривається шаром асботкані і шаром герметика.
У зазор між хвостовиком плівка-протяжного тракту і торці вирізу ТЗП кришки укладається Пластикове шнур, на який наноситься шар герметика.
ТЗП корпусу центральної частини 2 складається з двох асботекстолітових півкілець, встановлених на клеї і з'єднаних двома накладками II. Півкільця і накладки кріпляться до корпусу титановими гвинтами. На ТЗП корпусу є вісім плат 4, призначених для установки платформ.
ТЗП днища 3 (лобова теплозахист) представляє собою сферичну асботекстолітовую оболонку рівної товщини. З внутрішньої сторони до ТЗП склопластиковими гвинтами кріпиться титанове кільце, яке служить для з'єднання ТЗП з корпусом центральній частині за допомогою механізму скидання. Зазор між ТЗП днища і металом заповнюється герметиком з адгезією до ТЗП. З внутрішньої сторони днище обклеюється шаром теплоізоляційного матеріалу ТІМ товщиною 5 мм.
2.3 Розміщення апаратури і агрегатів
Апаратура розміщена в СК таким чином, щоб забезпечувалися зручність доступу до кожного приладу, мінімальна довжина кабельної мережі, необхідне положення центру мас СК і необхідне положення приладу відносно вектора перевантаження.
Малюнок 9.
У герметичному відсіку СК розташована наступна апаратура (рис.9):
- Котушка з плівкою I;
- Самоліквідатор 2;
- Електронно-тимчасове влаштування 3;
- Блок живлення 4;
- Блок налаштування антени 5;
- Прилад управління 6;
- Терморегулятори 8, II;
- Вентилятор 9;
- Датчик тиску 10;
- Датчики температури 12, 14;
- Передавачі КВ-А і КВ-Б 13, 16;
- Блок барореле 15.
Прилади 3, 4, 5 і 6 встановлені на рамі 7, яка кріпиться до шпангоуту корпусу центральної частини в двох точках шарнірно і в шести - жорстко. Шарнірне з'єднання дає можливість відкидати раму 7 з встановленими на ній приладами і підключеної кабельною мережею на кут, що забезпечує доступ до приладів, розташованим під рамою на корпусі ОК. Для амортизації рами в місцях жорсткого кріплення встановлені прокладки з пароніту. Прилади закріплені на рамі за допомогою стрічки і скоб. Решта апаратура герметичного відсіку кріпиться до корпусу СК. КВ передавачі 13, 16 і блок барореле 15 встановлені на гумових амортизаторах.
У негерметичному відсіку (рис.10) розміщені: парашутна система, що складається з основного 4 і гальмівного 2 парашутів, дипольні відбивачі і контейнер "Пеленг УКХ" I. Контейнер I встановлений в чохлі і з'єднаний з корпусом СК тросом і прив'язаним до нього кабелем.
Стропи гальмівного парашута разом з фалой і основного парашута закріплені на сережці 7, яка утримується в кронштейні 6. Основний парашут покладений у чохлі, нижній край закріплений на корпусі СК планками, а верхній - за допомогою колії 3. Основний парашут прикріплений до кронштейнів 5 і 6.
Твердопаливний двигун м'якої посадки розташований в місці з'єднання строп основного парашута.
Пневмоагрегати стабілізації 5 (рис.2) встановлено зовні СК на шпильках платформи 3. Положення сопів пневмоагрегати щодо осей і регулюється прокладками і фіксується штифтами.
Гальмівний двигун 6 зафіксований по кільцю 13 і прикріплений до платформи 3. Кільце 13 виставлено на платформі 3 по центру тяжіння СК без двигуна.
Телеметрична апаратурі 7, що складається з двох блоків і антени, встановлена на платі, яка кріпиться до платформи 4 при допомоги стійок 14.
Список використаної літератури
1. Іванов М.М. Балістика і навігація космічних апаратів. Гриф МО РФ. - М.: Дрофа, 2008.
2. Семенов А.А. Спускається капсула космічного апарата. - СПб.: Нева, 2009.
3. Довідник з космонавтики. - М.: 2006.
1. Поняття та особливості капсули, що спускається
1.1 Призначення і компонування
1.2 Спуск з орбіти
2. Конструкція СК
2.1 Корпус
2.2 Теплозахисне покриття
2.3 Розміщення апаратури і агрегатів
Список використаної літератури
1. Поняття та особливості капсули, що спускається
1.1 Призначення і компонування
Спускається капсула (СК) космічного апарату (КА) призначена для оперативної доставки спеціальної інформації з орбіти на Землю. На космічному апараті встановлюються дві спусковий капсули (рис.1).
Малюнок 1.
СК представляє собою контейнер для носія інформації, з'єднаний з плівка-протяжним тактом КА і забезпечений комплексом систем і пристроїв, що забезпечують збереження інформації, спуск з орбіти, м'яку посадку і виявлення СК під час спуску і після приземлення.
Основні характеристики СК
Маса СК у зборі - 260 кг
Зовнішній діаметр СК - 0,7 м
Максимальний розмір СК у зборі - 1,5 м
Висота орбіти КА - 140 - 500 км
Нахил орбіти КА - 50,5 - 81 град.
Корпус СК (рис.2) виготовлений з алюмінієвого сплаву, має форму близьку до кулі і складається з двох частин: герметичною і негерметичної. У герметичній частині розташовані: котушка про носієм спец.інформаціі, система підтримки теплового режиму, система герметизації щілини, що з'єднує герметичну частина СК з плівка-протяжним трактом КА, КВ передавачі, система самоліквідації і інша апаратура. У негерметичної частині розміщені парашутна система, дипольні відбивачі і контейнер "Пеленг УКХ". Дипольні відбивачі, КВ передавачі і контейнер "Пеленг-УКХ" забезпечують виявлення СК в кінці ділянки спуску і після приземлення.
Зовні корпус СК захищений від аеродинамічного нагріву шаром теплозахисного покриття.
На спускається капсулі з допомогою стяжних відстрілюваної стрічок (рис.2) встановлені дві платформи 3, 4 c пневмоагрегати стабілізації СК 5, гальмівним двигуном 6 і телеметричної апаратурою 7.
Перед установкою на КА опускаємося капсула з'єднується трьома замками 9 системи відокремлення з перехідною рамою 8. Після цього рама стикується з корпусом КА. Збіг щілин плівка-протяжних трактів КА і СК забезпечується двома напрямними штифтами, встановленими на корпусі КА, а герметичність з'єднання - гумовою прокладкою, встановленою на СК по контуру щілини. Зовні СК закривається пакетами екран-вакуумної теплоізоляції (ЗВТІ).
1.2 Спуск з орбіти
Відстріл СК від корпусу КА проводиться з розрахунковий час після герметизації щілини плівка-протяжного тракту, скидання пакетів ЗВТІ і розвороту КА на кут тангажу, що забезпечує оптимальну траєкторію спуску СК в район посадки. За командою БЦВМ космічного апарату спрацьовують замки 9 (рис.2) та СК за допомогою чотирьох пружинних штовхачів 10 відокремлюється від корпусу КА. Послідовність спрацьовування систем СК на ділянках спуску і приземлення наступна (рис.3):
- Розкрутка капсули щодо осі X (рис.2) з метою збереження необхідного напрямку вектора сили тяги гальмівного двигуна в процесі його роботи, розкрутка здійснюється пневмоагрегати стабілізації (ПАС);
- Включення гальмівного двигуна;
- Гасіння за допомогою ПАС кутовий швидкості обертання СК;
- Відстріл гальмівного двигуна і ПАС (у разі неспрацьовування стяжних стрічок через 128 з відбувається самоліквідація СК);
- Відстріл кришки парашутної системи, введення в дію гальмівного парашута і дипольних відбивачів, скидання лобовій теплозахисту (для зменшення маси СК);
- Нейтралізація коштів самоліквідації СК;
- Відстріл гальмівного парашута і введення в дію основного;
- Наддування балона контейнера "Пеленг УКХ" і включення КБ і УКХ передавачів;
- Включення за сигналом ізотопного висотоміра двигуна м'якої посадки, приземлення;
- Включення в нічний час за сигналом фотодатчика светоімпульсного маяка.
2. Конструкція СК
2.1 Корпус
Корпус СК (рис. 4) складається з наступних основних частин: корпусу центральної частини 2, днища 3 та кришки парашутної системи I, виготовлених з алюмінієвого сплаву.
Корпус центральної частини разом про днищем утворює герметичний відсік, призначений для розміщення носія спец.інформаціі та апаратури. З'єднання корпуса c днищем здійснюється за допомогою шпильок 6 з використанням прокладок 4, 5 з вакуумної гуми.
Кришка парашутної системи з'єднується з корпусом центральній частині шляхом замків - штовхачів 9.
Корпус центральної частини (мал. 5) представляє собою зварену конструкцію і складається з перехідника I, оболонки 2, шпангоутів 3,4 і кожуха 5.
Перехідник I виготовлений з двох частин, зварених встик. На торцевій поверхні перехідника є канавка для гумової прокладки 7, на бічній поверхні - бобишки з глухими різьбовими отворами, призначеними для установки парашутної системи. Шпангоут 3 служить для з'єднання корпусу центральної частини з днищем за допомогою шпильок 6 і для кріплення приладової рами.
Шпангоут 4 є силовою частиною СК, виготовляється з поковки і має вафельну конструкцію. У шпангоуті з боку герметичній частини на бобишках оброблене глухі різьбові отвори, призначені для кріплення приладів, наскрізні отвори "Ц" для установки гермораз'емов 9 і отвори "Ф" для установки замків-штовхачів кришки парашутної системи. Крім того, в шпангоуті є паз під шланг системи герметизації щілини 8. Бобишки "К" призначені для стикування СК з перехідною рамою з допомогою замків II.
З боку парашутного відсіку перехідник I закритий кожухом 5, який кріпиться гвинтами 10.
На корпусі центральної частини є чотири отвори 12, службовці для установки механізму скидання лобовій теплозахисту.
Днище (рис.6) складається з шпангоута I і сферичної оболонки 2, зварених між собою встик. У шпангоуті є дві кільцеві канавки для гумових прокладок, отвори "А" для з'єднання днища про корпусом центральної частини, три бобишки "К" про глухими різьбовими отворами, призначений для такелажних робіт про СК. Для перевірки герметичності СК у шпангоуті виконано отвір для гвинта з встановленою в нього заглушкою 6. У центрі оболонки 2 за допомогою гвинтів 5 закріплений штуцер 3, службовець для проведення гідропневмоіспитаній СК на заводі-виробнику.
Кришка парашутної системи (рис.7) складається з шпангоута I і оболонки 2, зварених встик. У полюсної частини кришки є щілина, через яку проходить хвостовик перехідника корпусу центральної частини. На зовнішній поверхні кришки встановлені трубки 3 блоки барореле і приварені кронштейни 6, призначені для кріплення відривних роз'ємів 9. З внутрішньої сторони кришки до оболонки приварені кронштейни 5, службовці для кріплення гальмівного парашута. Жиклери 7 пов'язують порожнину парашутного відсіку з атмосферою.
2.2 Теплозахисне покриття
Теплозахисне покриття (ТЗП) призначено для захисту металевого корпусу СК і знаходиться в ньому апаратури від аеродинамічного нагріву при спуску з орбіти.
Конструктивно ТЗП СК складається з трьох частин (рис.8): ТЗП кришки парашутної системи I, ТЗП корпусу центральної частини 2 і ТЗП днища 3, зазори між заповнені якими герметиків "Віксінт".
ТЗП кришки I є асботекстолітовую оболонку змінної товщини, скріплену з теплоізоляційним подслоем з матеріалу ТІМ. Підшар з'єднується з металом і асботекстолітом за допомогою клею. Внутрішня поверхня кришки і зовнішня поверхня перехідника плівка-протяжного тракту обклеюються матеріалом ТІМ і поропластом. У ТЗП кришки є:
- Чотири отвори для доступу до замків кріплення лобовій теплозахисту, заглушуються різьбовими пробками 13;
- Чотири отвори для доступу до пирозамков кріплення кришки до корпусу центральної частини СК, заглушуються пробками 14;
- Три кишені, службовці для установки СК на перехідній рамі і закриваються накладками 5;
- Отвори під відривні електровоз'ємом, що закриваються накладками.
Накладки встановлюються на герметиці і кріпляться титановими гвинтами. Вільний простір в місцях установки накладок заповнюється матеріалом ТІМ, зовнішня поверхня якого покривається шаром асботкані і шаром герметика.
У зазор між хвостовиком плівка-протяжного тракту і торці вирізу ТЗП кришки укладається Пластикове шнур, на який наноситься шар герметика.
ТЗП корпусу центральної частини 2 складається з двох асботекстолітових півкілець, встановлених на клеї і з'єднаних двома накладками II. Півкільця і накладки кріпляться до корпусу титановими гвинтами. На ТЗП корпусу є вісім плат 4, призначених для установки платформ.
ТЗП днища 3 (лобова теплозахист) представляє собою сферичну асботекстолітовую оболонку рівної товщини. З внутрішньої сторони до ТЗП склопластиковими гвинтами кріпиться титанове кільце, яке служить для з'єднання ТЗП з корпусом центральній частині за допомогою механізму скидання. Зазор між ТЗП днища і металом заповнюється герметиком з адгезією до ТЗП. З внутрішньої сторони днище обклеюється шаром теплоізоляційного матеріалу ТІМ товщиною 5 мм.
2.3 Розміщення апаратури і агрегатів
Апаратура розміщена в СК таким чином, щоб забезпечувалися зручність доступу до кожного приладу, мінімальна довжина кабельної мережі, необхідне положення центру мас СК і необхідне положення приладу відносно вектора перевантаження.
Малюнок 9.
У герметичному відсіку СК розташована наступна апаратура (рис.9):
- Котушка з плівкою I;
- Самоліквідатор 2;
- Електронно-тимчасове влаштування 3;
- Блок живлення 4;
- Блок налаштування антени 5;
- Прилад управління 6;
- Терморегулятори 8, II;
- Вентилятор 9;
- Датчик тиску 10;
- Датчики температури 12, 14;
- Передавачі КВ-А і КВ-Б 13, 16;
- Блок барореле 15.
Прилади 3, 4, 5 і 6 встановлені на рамі 7, яка кріпиться до шпангоуту корпусу центральної частини в двох точках шарнірно і в шести - жорстко. Шарнірне з'єднання дає можливість відкидати раму 7 з встановленими на ній приладами і підключеної кабельною мережею на кут, що забезпечує доступ до приладів, розташованим під рамою на корпусі ОК. Для амортизації рами в місцях жорсткого кріплення встановлені прокладки з пароніту. Прилади закріплені на рамі за допомогою стрічки і скоб. Решта апаратура герметичного відсіку кріпиться до корпусу СК. КВ передавачі 13, 16 і блок барореле 15 встановлені на гумових амортизаторах.
У негерметичному відсіку (рис.10) розміщені: парашутна система, що складається з основного 4 і гальмівного 2 парашутів, дипольні відбивачі і контейнер "Пеленг УКХ" I. Контейнер I встановлений в чохлі і з'єднаний з корпусом СК тросом і прив'язаним до нього кабелем.
Стропи гальмівного парашута разом з фалой і основного парашута закріплені на сережці 7, яка утримується в кронштейні 6. Основний парашут покладений у чохлі, нижній край закріплений на корпусі СК планками, а верхній - за допомогою колії 3. Основний парашут прикріплений до кронштейнів 5 і 6.
Твердопаливний двигун м'якої посадки розташований в місці з'єднання строп основного парашута.
Пневмоагрегати стабілізації 5 (рис.2) встановлено зовні СК на шпильках платформи 3. Положення сопів пневмоагрегати щодо осей і регулюється прокладками і фіксується штифтами.
Гальмівний двигун 6 зафіксований по кільцю 13 і прикріплений до платформи 3. Кільце 13 виставлено на платформі 3 по центру тяжіння СК без двигуна.
Телеметрична апаратурі 7, що складається з двох блоків і антени, встановлена на платі, яка кріпиться до платформи 4 при допомоги стійок 14.
Список використаної літератури
1. Іванов М.М. Балістика і навігація космічних апаратів. Гриф МО РФ. - М.: Дрофа, 2008.
2. Семенов А.А. Спускається капсула космічного апарата. - СПб.: Нева, 2009.
3. Довідник з космонавтики. - М.: 2006.