Устройство для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля - RU172309U1

Чертежи

Описание

Устройство относится к области космической техники, в частности к наземному оборудованию, обеспечивающему старт ракеты-носителя с космическим кораблем, и может быть использовано для эвакуации космонавтов со стартовой позиции при возникновении аварийных ситуаций.

Известны устройства для эвакуации космонавтов со стартовой позиции при возникновении аварийных ситуаций с ракетой-носителем. Система эвакуации для космических кораблей «Спейс шаттл» включает трос, прикрепленный одним концом к башне обслуживания, а другим концом - к защитному бункеру, и кабину-корзину, подвешенную к тросу, в которой при эвакуации размещаются космонавты (Система аварийного спасения. Космические аппараты. Шанс на спасение. Электронный ресурс: http://galspace.spb.ru/orbita/16.htm Дата обращения 31.05.2016.). Известен агрегат посадки и эвакуации, предназначен для обеспечения безопасности экипажа космического корабля «Буран»: для доставки космонавтов из специального защищенного сооружения, посадки их в космический корабль и экстренной эвакуации в случае аварийной ситуации (Металлические конструкции наземного оборудования, разработанные ЦНИИПСК им. Мельникова для космических стартов. Ларионов В.В., Молчанов А.А., Калашников. Промышленное и гражданское строительство, №10, 2005 г. Электронный ресурс: http://www.stako.ru/news/78/). Это - стационарное сооружение башенного типа высотой 69,8 м и поперечным сечением ствола 10×10 м, внутри которого проходят шахты лифтов, кабельный короб и лестничные марши. Агрегат имеет в своем составе специально оборудованные галереи для доставки и эвакуации космонавтов. Для экстренной эвакуации используется система, называемая "склиз", которая представляет из себя трубу из нержавеющей стали 2 метров в диаметре и с наклоном в 30°, заканчивающуюся в подземном бункере с гермодверями.

Недостатками данных устройств является то, что они не обеспечивают безопасность космонавтов на этапе спуска с башни обслуживания до входа в защитный бункер.

При подготовке к старту космического корабля космонавты доставляются на стартовую позицию и размещаются в кабине космического корабля. На этом этапе, до момента включения ракетной системы аварийного спасения, обеспечение безопасности космонавтов затруднено при возникновении аварийной ситуации с ракетой-носителем, наиболее опасной из которых является пожар. Известные способы эвакуации космонавтов не обеспечивают безопасность космонавтов при их нахождении на старте и при их перемещении от башни обслуживания в безопасную зону.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширении арсенала устройств для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля, что позволит при создании конкретных средств обоснованно выбирать наиболее приемлемое решение. Технический результат от решения данной задачи заключается в повышении безопасности космонавтов на всех этапах эвакуации.

Данная задача достигается за счет того, что устройство для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля включает башню обслуживания с технологическими площадками, самоходную защищенную капсулу с расположенными в ней креслами космонавтов и блоком управления, свободно подвешенную на узле подвеса капсулы, прикрепленном на конце поворотной колонны, установленной с возможностью поворота на 90° на узле поворота колонны, связанном с башней обслуживания, толкатель, установленный на технологической площадке башни обслуживания с возможностью взаимодействия исполнительным органом с поворотной колонной, механизм удержания с ограничительным тросом, связанным с поворотной колонной, при этом первый выход блока управления подключен к входам толкателя и механизма удержания, второй выход блока управления связан с узлом подвеса капсулы, а механизм удержания расположен на технологической площадке башни обслуживания.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фигуре, где изображено: башня 1 обслуживания, технологические площадки 2, самоходная защищенная капсула 3, блок управления 4, узел подвеса капсулы 5, поворотная колонна 6, узел поворота колонны 7, толкатель 8, механизм удержания 9, ограничительный трос 10.

Башня 1 обслуживания предназначена для обеспечения возможности проведения всех видов работ на стартовой позиции. Башня 1 представляет стационарное или мобильное сооружение башенного типа, внутри которого проходят шахты лифтов, кабельный короб и лестничные марши.

Технологические площадки 2 представляют собой горизонтальные площадки, расположенные на башне 1, предназначенные для размещения на них различного технологического оборудования.

Самоходная защищенная капсула 3 предназначена для размещения в ней космонавтов при их эвакуации из ракеты, находящейся на старте. Капсула должна содержать герметичную дверь для входа в нее и кресла по числу эвакуируемых космонавтов. Капсула оснащена двигательной установкой с ходовой частью для обеспечения возможности самостоятельного передвижения по земле и ухода из опасной зоны. Спасательная защищенная капсула может быть выполнена в виде колесного автомобиля с повышенным уровнем защиты экипажа от пожара и ударной волны объемного взрыва. В капсуле 3 установлен блок 4 управления.

Блок 4 управления предназначен для выдачи управляющих команд на срабатывание систем устройства при эвакуации космонавтов. Первый выход блока 4 подключен ко входам толкателя 8 и механизма удержания 9, второй выход блока 4 связан с узлом 5 подвеса капсулы.

Узел 5 подвеса капсулы предназначен для обеспечения механической связи капсулы 3 и поворотной колонны 6. Узел 5 устанавливается на колонну 6 с возможностью свободного вращения относительно оси крепления. По управляющей команде из блока 4 происходит отцепление капсулы 3 от узла 5.

Поворотная колонна 6 предназначена для увода самоходной защищенной капсулы 3 с башни 1 обслуживания на безопасное расстояние от стартового стола. Она может быть выполнена в виде ферменной конструкции или трубы. Нижний конец колонны 3 связан с узлом 7 поворота колонны. На верхнем конце колонны 6 размещен узел 5 подвеса капсулы.

Узел 7 поворота колонны предназначен для обеспечения возможности вращения колонны 6 относительно узла 7. Узел 7 может быть выполнен в виде шарикоподшипников, установленных с возможностью вращения на нижней опоре башни 1 обслуживания, а к оси, проходящей через шарикоподшипники, прикреплена колонна 6.

Толкатель 8 предназначен для отталкивания колонны 6 от башни 1 обслуживания для обеспечения эвакуации космонавтов. Толкатель 8 установлен на технологической площадке 2 башни 1 обслуживания с возможностью взаимодействия исполнительным органом с поворотной колонной. Толкатель 8 может быть выполнен в виде соленоида, выдвигающийся шток которого механически воздействует на колонну 6 и отклоняет ее от вертикали.

Механизм 9 удержания предназначен для обеспечения допустимой скорости движения колонны 6 при ее наклоне от башни 1 обслуживания. Механизм 9 может быть выполнен в виде фрикционной муфты, обеспечивающей различные усилия при различных скоростях движения. Механизм 9 удержания расположен на технологической площадке 2 башни 1 обслуживания.

Ограничительный трос 10 предназначен для обеспечения механической связи механизма 9 и колонны 6.

Функционирование разработанного устройства осуществляется следующим образом.

При запуске ракеты башня 1 обслуживания находится возле запускаемой ракеты. В исходном состоянии поворотная колонна 6, установленная на узле 7 поворота колонны, находится в вертикальном положении. Колонна 6 через ограничительный трос 10 связана с механизмом 9 удержания. К узлу 5 подвеса капсулы механически прикреплена самоходная защищенная капсула 3, которая расположена на технологической площадке 2 башни 1 обслуживания. Толкатель 8 механически прикреплен к технологической площадке 2 башни 1 и своим исполнительным органом касается поворотной колонны 6. При возникновении аварийной ситуации, требующей эвакуации космонавтов, космонавты по технологической площадке переходят к самоходной защищенной капсуле 3, заходят в нее через имеющиеся двери капсулы и занимают места в креслах. Космонавты из капсулы 3 через блок 4 управления подают управляющий сигнал на срабатывание толкателя 8, который своим исполнительным органом воздействует на колонну 6 и отклоняет ее от вертикали. При отклонении колонны 6 возникает составляющая силы тяжести, которая обеспечивает вращение колонны 6 относительно узла 7 поворота колонны. Отклоняясь, колонна 6 смещает спасательную капсулу 3 с технологической площадки 2, и она свободно повисает на узле 5 подвеса капсулы. Под действием силы тяжести колонна 6 поворачивается на узле 7, при этом скорость разворота ограничивается механизмом 9 удержания через ограничительный трос 10. При развороте колонны 3 капсула удаляется из опасной аварийной зоны, а так как космонавты находятся в защищенной капсуле 3, то этими мерами обеспечивается безопасность космонавтов при эвакуации. При наклоне колонны на 90° капсула 3 касается земли и встает на свое шасси. Космонавты с капсулы 3 через блок 4 управления отсоединяют капсулу 3 от узла 5 подвеса, и далее капсула 3, используя имеющиеся шасси и двигательную установку, самостоятельно удаляется от стартовой позиции ракеты. Безопасная зона удаления может составлять 500 м.

Таким образом, в процессе функционирования устройства обеспечивается безопасная эвакуация космонавтов из зоны возникшей опасной ситуации. При эвакуации космонавты находятся в защищенной капсуле, обеспечивающей защиту от угрожающих внешних факторов: от огня или ударной волны от взрыва.

Устройство позволяет осуществлять экстренную эвакуацию космонавтов, находящихся на стартовой позиции ракеты-носителя, при возникновении аварийной ситуации, угрожающей жизни космонавтов, что расширяет арсенал устройств, применяемых для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля.

Реферат

Устройство для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля относится к области космической техники, в частности к наземному оборудованию, обеспечивающему старт ракеты-носителя с космическим кораблем, и может быть использовано для эвакуации космонавтов со стартовой позиции при возникновении аварийных ситуаций.Устройство для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля включает башню обслуживания с технологическими площадками, самоходную защищенную капсулу с расположенными в ней креслами космонавтов и блоком управления, свободно подвешенную на узле подвеса капсулы, прикрепленном на конце поворотной колонны, установленной с возможностью поворота на 90° на узле поворота колонны, связанном с башней обслуживания, толкатель, установленный на технологической площадке башни обслуживания с возможностью взаимодействия исполнительным органом с поворотной колонной, механизм удержания с ограничительным тросом, связанным с поворотной колонной, при этом первый выход блока управления подключен к входам толкателя и механизма удержания, второй выход блока управления связан с узлом подвеса капсулы, а механизм удержания расположен на технологической площадке башни обслуживания.Устройство позволяет осуществлять экстренную эвакуацию космонавтов, находящихся на стартовой позиции ракеты-носителя, при возникновении аварийной ситуации, угрожающей жизни космонавтов, что расширяет арсенал устройств, применяемых для эвакуации космонавтов на этапе старта космического корабля.При эвакуации космонавты находятся в защищенной капсуле, обеспечивающей защиту от угрожающих внешних факторов - от огня или ударной волны от взрыва, что обеспечивает безопасность эвакуации космонавтов из зоны возникшей опасной ситуации.

Формула