Система отделения космического аппарата
Система отделения предназначена для отделения КА от второй ступени РН при достижении заданных параметров движения.
Система отделения КА обеспечивает нарушение жесткой механической связи между КА и рамой второй ступени, а также создает некоторый расталкивающий импульс между КА и второй ступенью РН. Система отделения состоит из пневмозамков-толкателей, газового коллектора и блоков пиропатронов.
Связь КА с рамой второй ступени осуществляется с помощью четырех пневмозамков-толкателей, установленных на кронштейнах, которые в свою очередь закреплены на верхнем поясе рамы второй ступени (рамы крепления КА)
(рис.5.1-5.3).
Рис. 5.1. Общий вид системы отделения КА в составе приборного отсека
Рис.5.2. Схема установки толкателей системы отделения КА
Рис. 5.3. Конструктивное исполнение и схема функционирования толкателей системы отделения КА
Команда на срабатывание пиротолкателей подается от системы управления РН. При срабатывании пиропатронов образующиеся газы попадают в подпоршневые полости пневмотолкателей через кольцевой коллектор, который равномерно распределяет давление газов на пневмотолкатели, что сводит к минимуму вероятность несимметричного отделения. При этом происходит срабатывание замковых частей пневмотолкателя. Рабочий ход толкателя
составляет 63 мм.
После срабатывания замковых частей пневмозамков-толкателей КА освобождается от механической связи с рамой РН, затем под действием энергии расширяющегося газа, прикладываемой к поршням толкателей, КА и РН расходятся. Поступающие в подпоршневые полости газы остаются в них после срабатывания толкателей.
Команда на отделение КА подается через 20 секунд после команды на выключение двигательной установки второй ступени.
Угловые скорости КА после отделения от РН складываются из угловой скорости РН и угловой скорости, получаемой КА при срабатывании системы отделения. Они существенно зависят от инерционных и центровочных характеристик КА. Угловые скорости РН в момент отделения КА могут достигать в 1,8 °/с относительно поперечных осей и 5,0 °/с относительно продольной оси РН. Суммарные угловые скорости, например, для КА массой 1000 кг составляют порядка 3,5 °/с относительно каждой из поперечных осей и 5,5 °/с относительно продольной оси КА.
Величина относительной линейной скорости отделения КА приблизительно может быть определена по формуле:
Vотд = (0,6 + 1000/МКА)0.5 м/с,
где МКА – масса КА, кг
В случае если существующая система отделения по каким либо параметрам не удовлетворяет Заказчика, то по его желанию на РН могут быть установлены и другие системы отделения, отличающиеся от вышеприведенной по конструкции и параметрам.
Для увода второй ступени РН с траектории полета КА после отделения и исключения их соударения предусмотрен пороховой ракетный двигатель увода, который сообщает корпусу второй ступени движение относительно его центра масс. Он устанавливается на крышке люка хвостового отсека второй ступени. Команда на увод второй ступени подается через 1,25 секунды после команды на отделение КА.
ГОЛОВНОЙ ОБТЕКАТЕЛЬ
Головной обтекатель предназначен для защиты КА от аэродинамического воздействия набегающего потока на активном участке траектории и нежелательного воздействия окружающей среды при наземной эксплуатации (рис.6.1).
Рис. 6.1. Схема расположения головного обтекателя на РН
Головной обтекатель представляет собой силовую оболочку, которая состоит из цилиндрической части и конической части в форме усеченного конуса с полным углом конусности 40°. Заканчивается головной обтекатель наконечником, который выполнен из термопрочного материала.
Конструктивно обтекатель изготовлен из двух одинаковых створок, соединяемых замками продольного стыка. Стык герметизируется резиновым уплотнением. Каждая створка обтекателя состоит из цилиндрической и конической панелей.
Силовая схема панелей включает в себя обшивку, а также продольный и поперечный силовые наборы (рис.6.2).
Рис. 6.2. Схема головного обтекателя РН
В обшивке обтекателя имеется 16 люков. Люки закрываются крышками. Уплотнение между крышкой и обшивкой обеспечивается резиновой прокладкой.
На цилиндрической части основания обтекателя по обеим сторонам от продольной плоскости стыка установлены четыре кронштейна, к которым крепятся пружинные толкатели, предназначенные для разворота створок обтекателя при его сбросе.
Между плоскостями I - II и III - IV в зоне стыковочного шпангоута имеются шарнирные узлы поворота створок обтекателя. Оси вращения шарниров находятся в плоскости торцевого шпангоута. Схема расположения люков приведена на рис.6.3, а их функциональное назначение – в табл.1.
Система сброса головного обтекателя предназначена для разделения его на створки и сброса створок после прохождения РН плотных слоев атмосферы.
Система сброса состоит из системы замков продольного стыка, системы замков поперечного стыка и пружинных толкателей.
Ðèñ. 6.3. Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ ëþêîâ â ãîëîâíîì îáòåêàòåëå
Таблица 1
| Назначение | ||||
| Люк | Обслуживание КА | Термостатиро-вание | Прицеливание | Обслуживание систем РН |
| A-I | ||||
| A-II | ||||
| A-III | ||||
| A-IV | ||||
| Б-I | ||||
| Б-II | ||||
| Б-III | ||||
| Б-IV | ||||
| В-I | ||||
| В-III | ||||
| Г-I | ||||
| Г-II | ||||
| Г-III | ||||
| Г-IV | ||||
| Д-I-II | ||||
| Д-III-IV |
Примечание. В наименовании люков буквами обозначены сечения, где расположены люки, цифрами I, II, III, IV - плоскости стабилизации РН, по которым расположены люки.
Система замков продольного стыка включает 32 замка рычажно-роликового типа, установленных в плоскости разъема створок обтекателя по их бортам. Замки каждого борта связаны между собой с помощью тяг. Раскрытие этих замков происходит одновременно при перемещении тяг, которое осуществляется под воздействием пружин, установленных в носовой части обтекателя. Во взведенном положении замков они плотно стягивают створки обтекателя между собой.
Крепление головного обтекателя к приборному отсеку второй ступени осуществляется 36 замками "патефонного" типа. Замки поперечного стыка удерживаются на корпусе приборного отсека с помощью бандажной стяжной ленты. С помощью этой же ленты осуществляется удержание тяг системы раскрытия продольного стыка. Стяжная лента состоит из четырех частей, которые соединены в единый бандаж стяжными болтами и двумя пиротехническими узлами.
Пружинные толкатели предназначены для разворота створок головного обтекателя после срабатывания замков продольного и поперечного стыков.
При подаче команды на отделение головного обтекателя производится подрыв пироболтов стяжных лент, которые освобождают замки поперечного стыка и два хвостовика, соединенные с тягами замков продольного стыка. Под действием пружин, установленных в носовой части обтекателя, эти тяги смещаются и раскрывают замки продольного стыка.
Четыре пружинных толкателя, установленные на цилиндрической части створок, разворачивают створки вокруг оси шарнирного узла. При развороте створок на расчетный угол ролики соскакивают с крюков и створки отделяются от второй ступени РН.