Спускаемая капсула космического аппарата

Спускаемая капсула космического аппарата

Содержание

1. Понятие и особенности
спускаемой капсулы

1.1 Назначение и
компоновка

1.2 Спуск с орбиты

2. Конструкция СК

2.1 Корпус

2.2 Теплозащитное
покрытие       

2.3 Размещение аппаратуры
и агрегатов       

Список использованной
литературы


1. Понятие и особенности спускаемой капсулы

1.1 Назначение и компоновка

Спускаемая
капсула (СК) космического аппарата (КА) предназначена для оперативной доставки
специальной информации с орбиты на Землю. На космическом аппарате
устанавливаются две спускаемые капсулы (рис.1).

Рисунок 1.

СК
представляет собой контейнер для носителя информации, соединенный с
пленко-протяжным тактом КА и снабженный комплексом систем и устройств, обеспечивающих
сохранность информации, спуск с орбиты, мягкую посадку и обнаружение СК во
время спуска и после приземления.

Основные
характеристики СК

Масса СК в
сборе — 260 кг

Наружный
диаметр СК — 0,7 м

Максимальный
размер СК в сборе — 1,5 м

Высота орбиты
КА — 140 — 500 км

Корпус СК
(рис.2) изготовлен из алюминиевого сплава, имеет форму близкую к шару и состоит
из двух частей: герметичной и негерметичной. В герметичной части расположены:
катушка о носителем спец.информации, система поддержания теплового режима,
система герметизации щели, соединяющей герметичную часть СК с пленко-протяжным
трактом КА, КВ передатчики, система самоликвидации и другая аппаратура. В
негерметичной части размещены парашютная система, дипольные отражатели и
контейнер "Пеленг УКВ". Дипольные отражатели, КВ передатчики и
контейнер "Пеленг-УКВ" обеспечивают обнаружение СК в конце участка
спуска и после приземления.

Снаружи
корпус СК защищен от аэродинамического нагрева слоем теплозащитного покрытия.

На спускаемой
капсуле с помощью стяжных отстреливаемых лент (рис.2) установлены две платформы
3, 4 c пневмоагрегатом стабилизации СК 5, тормозным двигателем 6 и
телеметрической аппаратурой 7.

Перед
установкой на КА опускаемая капсула соединяется тремя замками 9 системы
отделения с переходной рамой 8. После этого рама стыкуется с корпусом КА.
Совпадение щелей пленко-протяжных трактов КА и СК обеспечивается двумя
направляющими штифтами, установленными на корпусе КА, а герметичность
соединения — резиновой прокладкой, установленной на СК по контуру щели. Снаружи
СК закрывается пакетами экрано-вакуумной теплоизоляции (ЗВТИ).

1.2 Спуск с орбиты

Отстрел СК от
корпуса КА производится с расчетное время после герметизации щели
пленко-протяжного тракта, сброса пакетов ЗВТИ и разворота КА на угол тангажа,
обеспечивающий оптимальную траекторию спуска СК в район посадки. По команде
БЦВМ космического аппарата срабатывают замки 9 (рис.2) и СК с помощью четырех
пружинных толкателей 10 отделяется от корпуса КА. Последовательность
срабатывания систем СК на участках спуска и приземления следующая (рис.3):

— раскрутка
капсулы относительно оси X (рис.2) с целью сохранения требуемого направления
вектора силы тяги тормозного двигателя в процессе его работы, раскрутка
осуществляется пневмоагрегатом стабилизации (ПАС);

— включение
тормозного двигателя;

— гашение при
помощи ПАС угловой скорости вращения СК;

— отстрел
тормозного двигателя и ПАС (в случае несрабатывания стяжных лент через 128 с
происходит самоликвидация СК);

— отстрел
крышки парашютной системы, ввод в действие тормозного парашюта и дипольных
отражателей, сброс лобовой теплозащиты (для уменьшения массы СК);


нейтрализация средств самоликвидации СК;

— отстрел
тормозного парашюта и ввод в действие основного;

— наддув
баллона контейнера "Пеленг УКВ" и включение КБ и УКВ передатчиков;

— включение
по сигналу изотопного высотомера двигателя мягкой посадки, приземление;

— включение в
ночное время по сигналу фотодатчика светоимпульсного маяка.



2. Конструкция СК

2.1 Корпус

Корпус
центральной части вместе о днищем образует герметичный отсек, предназначенный
для размещения носителя спец.информации и аппаратуры. Соединение корпуса c
днищем осуществляется при помощи шпилек 6 с использованием прокладок 4, 5 из
вакуумной резины.

Крышка
парашютной системы соединяется с корпусом центральной части посредством замков
— толкателей 9.

Корпус
центральной части (рис.5) представляет собой сварную конструкцию и состоит из
переходника I, оболочки 2, шпангоутов 3,4 и кожуха 5.


Переходник I
изготовлен из двух частей, сваренных встык. На торцевой поверхности переходника
имеется канавка для резиновой прокладки 7, на боковой поверхности — бобышки с
глухими резьбовыми отверстиями, предназначенными для установки парашютной
системы. Шпангоут 3 служит для соединения корпуса центральной части с днищем
при помощи шпилек 6 и для крепления приборной рамы.

Шпангоут 4
является силовой частью СК, изготавливается из поковки и имеет вафельную
конструкцию. В шпангоуте со стороны герметичной части на бобышках разделаны
глухие резьбовые отверстия, предназначенные для крепления приборов, сквозные
отверстия "Ц" для установки герморазъемов 9 и отверстия "Ф"
для установки замков-толкателей крышки парашютной системы. Кроме того, в
шпангоуте имеется паз под шланг системы герметизации щели 8. Бобышки
"К" предназначены для стыковки СК с переходной рамой с помощью замков
II.

Со стороны
парашютного отсека переходник I закрыт кожухом 5, который крепится винтами 10.

На корпусе
центральной части имеются четыре отверстия 12, служащие для установки механизма
сброса лобовой теплозащиты.

Днище (рис.6)
состоит из шпангоута I и сферической оболочки 2, сваренных между собой встык. В
шпангоуте имеются две кольцевые канавки для резиновых прокладок, отверстия
"А" для соединения днища о корпусом центральной части, три бобышки
"К" о глухими резьбовыми отверстиями, предназначенный для такелажных
работ о СК. Для проверки герметичности СК в шпангоуте выполнено резьбовое
отверстие с установленной в него заглушкой 6. В центре оболочки 2 с помощью винтов
5 закреплен штуцер 3, служащий для проведения гидропневмоиспытаний СК на
заводе-изготовителе.

Крышка
парашютной системы (рис.7) состоит из шпангоута I и оболочки 2, сваренных
встык. В полюсной части крышки имеется щель, через которую проходит хвостовик
переходника корпуса центральной части. На наружной поверхности крышки
установлены трубки 3 блока барореле и приварены кронштейны 6, предназначенные
для крепления отрывных разъемов 9. С внутренней стороны крышки к оболочке
приварены кронштейны 5, служащие для крепления тормозного парашюта. Жиклеры 7
связывают полость парашютного отсека с атмосферой.


2.2 Теплозащитное покрытие

Теплозащитное
покрытие (ТЗП) предназначено для защиты металлического корпуса СК и находящейся
в нем аппаратуры от аэродинамического нагрева при спуске с орбиты.

Конструктивно
ТЗП СК состоит из трех частей (рис.8): ТЗП крышки парашютной системы I, ТЗП
корпуса центральной части 2 и ТЗП днища 3, зазоры между которыми заполнены
герметикой "Виксинт".


ТЗП крышки I
представляет собой асботекстолитовую оболочку переменной толщины, скрепленную с
теплоизоляционным подслоем из материала ТИМ. Подслой соединяется с металлом и
асботекстолитом при помощи клея. Внутренняя поверхность крышки и наружная
поверхность переходника пленко-протяжного тракта оклеиваются материалом ТИМ и
поропластом. В ТЗП крышки имеются:

— четыре
отверстия для доступа к замкам крепления лобовой теплозащиты, заглушаемые
резьбовыми пробками 13;

— четыре
отверстия для доступа к пирозамкам крепления крышки к корпусу центральной части
СК, заглушаемые пробками 14;

— отверстия
под отрывные электроразъемы, закрываемые накладками.

Накладки
устанавливаются на герметике и крепятся титановыми винтами. Свободное
пространство в местах установки накладок заполняется материалом ТИМ, наружная
поверхность которого покрывается слоем асботкани и слоем герметика.

В зазор между
хвостовиком пленко-протяжного тракта и торцем выреза ТЗП крышки укладывается
поропластовый шнур, на который наносится слой герметика.

ТЗП корпуса
центральной части 2 состоит из двух асботекстолитовых полуколец, установленных
на клее и соединенных двумя накладками II. Полукольца и накладки крепятся к
корпусу титановыми винтами. На ТЗП корпуса имеются восемь плат 4,
предназначенных для установки платформ.

ТЗП днища 3
(лобовая теплозащита) представляет собой сферическую асботекстолитовую оболочку
равной толщины. С внутренней стороны к ТЗП стеклопластиковыми винтами крепится
титановое кольцо, которое служит для соединения ТЗП с корпусом центральной
части при помощи механизма сброса. Зазор между ТЗП днища и металлом заполняется
герметиком с адгезией к ТЗП. С внутренней стороны днище оклеивается слоем
теплоизоляционного материала ТИМ толщиной 5 мм.

 

2.3
Размещение аппаратуры и агрегатов

Аппаратура
размещена в СК таким образом, чтобы обеспечивались удобство доступа к каждому
прибору, минимальная длина кабельной сети, требуемое положение центра масс СК и
требуемое положение прибора относительно вектора перегрузки.


Рисунок 9.

В герметичном
отсеке СК расположена следующая аппаратура (рис.9):

— катушка с
пленкой I;

— самоликвидатор
2;


электронно-временное устройство 3;

— блок
питания 4;

— блок
настройки антенны 5;

— прибор
управления 6;


терморегуляторы 8, II;

— вентилятор
9;

— датчик
давления 10;

— передатчики
КВ-А и КВ-Б 13, 16;

— блок барореле
15.

Приборы 3, 4,
5 и 6 установлены на раме 7, которая крепится к шпангоуту корпуса центральной
части в двух точках шарнирно и в шести — жестко. Шарнирное соединение дает
возможность откидывать раму 7 с установленными на ней приборами и подключенной
кабельной сетью на угол, обеспечивающий доступ к приборам, расположенным под
рамой на корпусе ОК. Для амортизации рамы в местах жесткого крепления
установлены прокладки из паронита. Приборы закреплены на раме с помощью ленты и
скоб. Остальная аппаратура герметичного отсека крепится к корпусу СК. КВ
передатчики 13, 16 и блок барореле 15 установлены на резиновых амортизаторах.

В
негерметичном отсеке (рис.10) размещены: парашютная система, состоящая из
основного 4 и тормозного 2 парашютов, дипольные отражатели и контейнер
"Пеленг УКВ" I. Контейнер I установлен в чехле и соединен с корпусом
СК тросом и привязанным к нему кабелем.

Стропы
тормозного парашюта вместе с фалой и основного парашюта закреплены на серьге 7,
которая удерживается в кронштейне 6. Основной парашют уложен в чехле, нижний
край закреплен на корпусе СК планками, а верхний — при помощи колеи 3. Основной
парашют прикреплен к кронштейнам 5 и 6.

Твердотопливный
двигатель мягкой посадки расположен в месте соединения строп основного
парашюта.

Пневмоагрегат
стабилизации 5 (рис.2) установлен снаружи СК на шпильках платформы 3. Положение
сопел пневмоагрегата относительно осей и регулируется прокладками и фиксируется
штифтами.

Тормозной
двигатель 6 зафиксирован по кольцу 13 и прикреплен к платформе 3. Кольцо 13
выставлено на платформе 3 по центру тяжести СК без двигателя.

Телеметрическая
аппаратуре 7, состоящая из двух блоков и антенны, установлена на плате, которая
крепится к платформе 4 при помощи стоек 14.


Список использованной литературы

1.  
Иванов
Н.М. Баллистика и навигация космических аппаратов. Гриф МО РФ. – М.: Дрофа,
2008.

2.  
Семенов
А.А. Спускаемая капсула космического аппарата. – СПб.: Нева, 2009.

3.  
Справочник
по космонавтике. – М.: 2006.