Космодром в космосе

 

Изобретение относится к строительству в космосе (на орбите) комплекса для запуска различных объектов, снабженного средствами для вспомогательных служб. Корпус комплекса имеет цилиндрическое ограждение и жестко связанный с ним соосный туннель. Ограждение и туннель выполнены секционированными из облегченных складных космических блоков. Корпус снабжен наружной сборной облицовкой для защиты от вредного влияния космоса, а также внутренним кольцевым приводом искусственной гравитации, охватывающим туннель. Комплекс оснащен пусковым устройством в виде сквозной шахты с соленоидами электромагнитной системы пуска объектов. Шахта соосна с туннелем и сообщается с ним через герметизированный проем. Сообщение между секциями ограждения и туннеля выполнено по кольцевым и радиальным частям полой силовой конструкции корпуса. Кроме запуска объектов через шахту внутри комплекса могут производиться ремонт и обслуживание космических кораблей. Прием последних осуществляется посредством стыковочных устройств и проемов в стенках корпуса. Изобретение направлено на расширение функций комплекса с возможностью увеличения его размеров и создания в нем искусственной гравитации. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к строительству в космосе на околоземной орбите комплекса, состоящего из установки для запуска различных объектов в заданных направлениях и служб, обслуживающих ее.

В качестве прототипа принят летательный аппарат /ЛА/ по авторскому решению N 1837039 от 16.02.94 /МПК6: B 64 G 1/100/, назначенный для вывода на орбиту ИСЗ, срочной доставки специальных капсул терпящим бедствие и пр.

Недостатками прототипа являются сложность стыковки ЛА, фюзеляж которых снабжен крыльями, реактивными двигателями, вертикальным оперением, стыковочными устройствами; оборудование батареями конденсаторов для питания соленоидов; наличие в фюзеляжах ЛА внутренних трубчатых участков для разгона различных объектов; разовая работа ЛА; сложная система стыкования ЛА для образования из них общего фюзеляжа необходимой длины, разделенного временными заглушками, разрушаемыми в промежуточных фазах разгона.

Техническими результатами изобретения являются сооружение комплекса космодрома любых размеров из облегченных, сборных конструктивных элементов, которые могут доставляться в космическую зону строительства легкими грузовыми кораблями и монтироваться индустриальными средствами, обеспечение технологических, различных сборочных, ремонтно-строительных и спасательных функций; создание искусственной гравитации.

Для достижения указанных технических результатов комплекс принят из двух частей - служебного корпуса цилиндрической формы с ограждением и туннелем, проходящим вдоль его продольной оси, из сборных космических строительных блоков /КСБ/, по патенту N 2077775, по продольным ребрам жесткости которых выполняется негерметизированная облицовка из сборных элементов с креплением к ним пружинными фиксаторами, защищающая от вредного влияния космического пространства, а также - пусковой установки, закрепленной к торцу корпуса, типа шахты сквозной конструкции, снабженной электромагнитной соленоидной системой и сменным устройством для создания начального движения пускаемого объекта.

Конструкция ограждения служебного корпуса жестко развязана колесообразными поперечными конструкциями из полых элементов в единый объем, а для создания в нем гравитации к туннелю прикреплен кольцевой привод с линейным электрическим круговым двигателем, ротор которого с постоянными магнитами прикреплен к туннелю, способен, воздействуя на него, вращать весь комплекс относительно его продольной оси, а круговой статор с облицовкой, в которую заделана рабочая проволочная обмотка, свободно, на роликах установлен в направляющих, прикрепленных к туннелю, объединен с кольцевым стабилизатором его неподвижности, внутри трубы которого по оси размещены грузы магнитного перемещения и подвески, предотвращающие касание грузов о стенки трубы.

Герметичные секции ограждения, имеющие полную гравитацию, сообщаются между собой по продольным коридорам и с туннелем по круговым и радиальным полым конструкциям элементов жесткости с применением шлюзования.

Шахта пусковой установки принята из трубчатых элементов-стоек и поперечных кольцевых, к которым прикреплены соленоиды электромагнитной системы пуска, между стойками развязана крестовыми связями и в целом оттяжками к торцу корпуса, а для передачи пускового усилия по ее оси устанавливаются сменное толкающее устройство, опирающееся на торец корпуса.

Для обеспечения принятой технологии туннель полностью герметизирован, снабжен в торцах стыковочными аппаратами на съемных щитах в проемах с герметизированными притворами, разделен по длине герметизированными перегородками, которые могут устанавливаться в разных местах по его длине, рассчитан на смену давлений воздушной среды, связанных с поступлениями из космоса, и возвращение в него объектов, элементов, материалов и пр., снабжен в стенах герметизированными переходами по условиям технологии /на чертежах не показаны/, а в торцах шлюзовыми кабинами для выхода в космос и принятия спасаемых.

Для иллюстрации изложенного в заявку включены чертежи, где показаны - на фиг. 1 - продольный разрез по корпусу, - на фиг. 2 - поперечный разрез по 1-1, - на фиг. 3 - узел А, в котором показан поперечный разрез внутреннего гравитационного привода, - на фиг. 4 - поперечный разрез по 2-2, - на фиг. 5 - узел Б с продольным сечением по приводу, - на фиг. 6 - узел А с сечением 3-3, - на фиг. 7 - разрез по 5-5, - на фиг. 8 - общий вид в разрезе по 4-4.

В КВК входят: 1. Корпус служебный в составе:
- бокового ограждения 1, состоящего из герметичных секций 1А, таких же как в торце 2, со сборной облицовкой 1Б, выполненных из герметичных, облегченных, складывающихся блоков КСБ с наружными продольными ребрами жесткости 7, соединяемых на монтаже в общий каркас, а оболочки из КСБ - в тело тора, снабженное в торце кабиной выхода в космос - с люками II и IIA,
- полых элементов жесткости, состоящих из кольцевой части 3, раскрепленной к ограждению 1, радиальных частей 4, заделанных в конструкции туннеля 5,
- туннеля 5 из КСБ, жестко связанного с элементами 4 и с ограждением торца 2, снабженного выходами наружу через проемы в торцах 2, имеющие съемные герметизированные плиты, совмещенные с приемными аппаратами 6, которые при открытии проемов 6А закладываются в герметизированный карман 10 /при закрытии возвращаются на место/, причем туннель может разделяться герметизированными перегородками 9, имеет проемы 8 с герметизированным заполнением.

2. Привод гравитационный - П в составе:
- линейного кругового электрического двигателя, укрепленного на туннеле 5, ротор которого 12 с постоянными магнитами 13 прикреплен жестко к туннелю 5, способен вращать весь комплекс относительно продольной оси, а круговой статор 14 с прикрепленной к нему облицовкой 15, в которую заделана проволочная рабочая обмотка, свободно, на роликах 19, в составе П-образной 17, ужесточенной стержнями 18 конструкции, установлен в направляющих 20, прикрепленных к туннелю 5, объединен с кольцевым трубчатым балансиром 16 - стабилизатором неподвижности статора 14.

3. Пусковая установка в составе:
- шахты из трубчатых элементов типа КСБ, закрепленной в торце корпуса, состоящей из стоек 21, к которым прикреплены поперечные кольцевые конструкции 22, оснащенные соленоидными устройствами электромагнитной системы пуска и между стойками развязанные крестовыми связями, и укрепленные оттяжками 23 к торцу корпуса, причем при пусковых операциях по оси шахты устанавливается на торец корпуса толкающее устройство - Т и на него - комический объект - КО.

Работа КВК заключается в следующем:
- прием в туннель подготовленных на земле элементов,
- укрупнительная сборка КО до полной готовности и установка в шахту на толкающее устройство - Т,
- включение электропитания в толкатель и соленоидный двигатель, причем производится страгивание с места и разгон с ускорением в пределах шахты, после выхода из нее КО при необходимости использует свои двигатели.

Кроме этого, в служебной зоне корпуса, обеспеченной искусственной гравитацией, выполняются научно-исследовательские, различные вспомогательные работы, обслуживание экипажа и другие операции, а также ремонт космических объектов с заведением их в туннель и некоторые действия спасательного характера.

При практическом выполнении указанного на земле заводским путем изготавливается полный комплект элементов КВК, которые доставляются в рабочую зону на околоземной орбите, где индустриальным путем без складирования производится монтаж КВК.

Использование КВК позволяет добиться значительного положительного эффекта, а именно
- облегчить и сделать менее металлоемкими его конструкции,
- сократить в несколько раз расходы по доставке в космос этих конструкций, а также средств, трудовых и производственных затрат,
- внедрить индустриальные способы строительства,
- обеспечить искусственную гравитацию, полную в помещениях ограждения, частичную в туннеле и создать лучшие условия для эксплуатации КВК и жизни экипажа.

Формула изобретения

1. Космодром в космосе, содержащий служебный корпус цилиндрической формы, пусковое устройство, прикрепленное к торцу корпуса и выполненное в виде связанных в сквозную шахту трубчатых элементов-стоек с кольцевыми конструкциями, к которым прикреплены соленоиды электромагнитной системы пуска, а также обслуживающие устройства, отличающийся тем, что ограждение служебного корпуса состоит из герметичных секций, выполненных из сборных складывающихся и автоматически раскрывающихся в космосе облегченных блоков со сборной наружной облицовкой-защитой от вредного влияния космоса, жестко связано посредством поперечной круговой полой конструкции, имеющей кольцевые и радиальные части, с туннелем, расположенным по продольной оси и выполненным из таких же блоков, при этом на туннеле закреплен кольцевой привод искусственной гравитации, ротор которого с постоянными магнитами прикреплен к туннелю и способен вращать весь корпус, а круговой статор свободно на роликах установлен в направляющих, прикрепленных к туннелю, имеет облицовку с заделанной в нее проволочной обмоткой и объединен с кольцевым трубчатым балансиром-стабилизатором неподвижности статора, снабженным размещенными внутри трубы по ее оси грузами, перемещаемыми электромагнитным полем, и подвесками для предотвращения касания грузов о стенке трубы.

2. Космодром по п.1, отличающийся тем, что сообщение между секциями ограждения и туннелем выполнено через коридоры между ними и по кольцевым и радиальным частям поперечной полой конструкции.

3. Космодром по п.1, отличающийся тем, что туннель имеет в торцах проемы со съемными плитами, объединенными с приемными устройствами для прибывающих кораблей, и герметичные перегородки, которые могут устанавливаться в разных местах по длине туннеля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8