Пристрій транспортування і прокладки кабелів на зовнішній поверхні космічного об'єкта космонавтом в скафандрі і спосіб експлуатації пристрою

 

Винахід відноситься до космічної техніки, зокрема до засобів і способів виконання технологічних операцій в умовах відкритого космосу космонавтом в скафандрі, а саме до устаткування для транспортування і прокладки кабелів на зовнішній поверхні космічних об'єктів, наприклад орбітальної станції.

Тенденція до збільшення габаритних розмірів, структури і термінів експлуатації орбітальних станцій неухильно зберігається у світовій космонавтиці. Збірка многомодульних орбітальних станцій проводиться на монтажних орбітах. З'являються задачі забезпечення межмодульних комунікацій. Якась їх частина здійснюється за допомогою електроз'єднувачів, розташованих у площині стикувальних шпангоутів. Інша частина виконується шляхом прокладання кабелів між модулями всередині відсіків. Але це вкрай небажаний підхід, так як ускладнює закриття люків між модулями в разі аварійної розгерметизації. Тому через-модульні комунікації здійснюються переважно шляхом прокладання кабелів по зовнішній поверхні модулів станції силами екіпажу.

Вплив невагомості позначається не тільки на стані організму людини, але і на виконанні технологічних операцим притаманна внутрішня жорсткість або пружинение, придушувані в наземних умовах силою тяжіння, а в невагомості викликають появу кілець, спіралей, скручування тощо, що не тільки ускладнює їх прокладку, але іноді робить її неможливою для космонавта в скафандрі. Це проявляється особливо груп при прокладці кабелів, тобто більше двох. При цьому зібрати групу кабелів в один джгут неможливо, так як джгут набуває твердість, перешкоджає утворенню необхідних вигинів при прокладці.

Трудова діяльність космонавтів поза гермовідсіків висуває специфічні вимоги до обладнання, інструментів та інфраструктури космічних об'єктів. Стосовно до технологічним операціям, здійснюваним у відкритому космосі, пред'являється наступний комплекс техніко-ергономічних вимог:

- відповідність функціональним можливостям космонавта в скафандрі;

- обов'язкова фіксація об'єктів праці в невагомості;

- мінімізація енерговитрат космонавтів;

- мінімізація витрат операційного часу;

- мінімізація маси і габаритних розмірів обладнання;

- забезпечення безпеки при контактах обладнання зі скафандром і конструкціями на зовнішній поверхні космічного об'єкта;

- виключення техн на якій встановлено перфорований барабан з кабелем [2]. Недоліками цього пристрою є: непристосованість його для використання космонавтом в скафандрі в умовах невагомості; відсутність коштів закріплення рами на поверхні об'єкта; неможливість мінімізувати габаритні розміри; незахищеність кабелю від пошкодження при транспортуванні; у процесі прокладання кабель згортається в кільця, зберігаючи форму барабана.

Близьким за цільовою та технічної функції є відоме пристрій для транспортування кабеля, в якому в якості несучого елемента використовується котушка у формі циліндра з двома торцевими дисками, з намотаним на циліндр кабелем, при цьому котушка встановлена на раму, яка виконана із стрижнів, які утворюють замкнутий контур, що охоплює котушку. При розмотуванні кабелю необхідно переміщати раму з котушкою по поверхні космічного об'єкта (прототип пристрою і способу [3]).

Недоліки прототипу полягають у наступному. В процесі переміщення рами можливе пошкодження елементів зовнішнього обладнання. Після розмотування кабелю необхідно повернення її в гермовідсік, але при цьому існує вірогідність її втрати, тобто засмічення космічного простору. У процесі прокладання кабель сабелей знадобиться така ж кількість котушок з рамами, що неприйнятно для доставки з Землі і експлуатації у відкритому космосі. Розмотування кабелю з котушки займає порівняно багато часу в процесі внекорабельной діяльності, ніж збільшується час перебування космонавта за бортом об'єкта і підвищується рівень ризику.

Завданням винаходу є забезпечення безпеки, ергономічності експлуатації пристрою, мінімізації часових, енергетичних витрат космонавта і виключення технологічних відходів при транспортуванні і прокладці одночасно двох і більше кабелів на зовнішній поверхні космічних об'єктів космонавтом в скафандрі.

Задача вирішується тим, що несучий елемент для розміщення кабелів виконаний у вигляді полотнища з еластичного матеріалу, на одній стороні якого поздовжньо закріплені кабелі, на протилежній стороні полотнища встановлені м'які ручки і засіб фіксації пристрою на поверхні об'єкта, полотнище в транспортному стані згорнуто з кінців до його середини у вигляді спіральних сувоїв, при цьому за допомогою легкоразъемних з'єднувачів витки спіралі в свитках скріплені між собою послідовно, а спіральні сувої скріплені між собою у блок.

Спосіб експлуатації устройст�поверхні об'єкта в середині проектованої кабельної траси, космонавти за ручки, розгортаючи в різні боки полотнище з еластичного матеріалу, руйнують легкоразъемние з'єднувачі і розгортають спіральні сувої в різні сторони на повну довжину полотнища.

На фіг.1 показано полотнище в розгорнутому стані при вигляді з боку установки кабелів.

На фіг.2 показано полотнище в згорнутому стані у вигляді двох спіральних сувоїв, з'єднаних в єдиний блок.

На фіг.3 показаний приклад кріплення кабелів до полотнища допомогою нероз'ємних з'єднувачів.

На фіг.4 показаний порядок скріплення сусідніх витків спіралі між собою за допомогою легкоразъемних з'єднувачів.

На фіг.5 показано полотнище в розгорнутому стані при вигляді збоку встановлення ручок.

На фіг.6 показана установка ручки.

На фігурах:

1 - полотнище;

2 - кабелі;

3 - нероз'ємний з'єднувач;

4 - ручка;

5 - засіб фіксації пристрою на поверхні об'єкта;

6 - спіральний сувій;

7 - легкоразъемние з'єднувачі;

8 - виток спіралі.

Пристрій для транспортування і прокладки кабелів на зовнішній поверхні космічних об'єктів містить полотнище 1 з еластичного матеріалу, наприклад тканини аримидной арт. 56420 ТУ 17-04-003-20-963-32-00, на якого поліамідних ниток ТУ 8.147-016-05/38074-01, на протилежній стороні полотнища 1 встановлені ручки 4 з матеріалу полотнища і засіб фіксації пристрою на поверхні об'єкта 5; полотнище 1 з кінців згорнуто (по стрілках Г) в спіральні сувої 6 до середини полотнища; витки спіралі 8 в спіральному сувої 6 між собою скріплені послідовно легкоразъемними з'єднувачами 7, наприклад, з ниток х/б "Екстра" 30, ГОСТ 6309-87; спіральні сувої 6 скріплені між собою у блок легкоразъемними з'єднувачами 7, наприклад, з ниток х/б "Екстра" 30, ГОСТ 6309-87.

Спосіб експлуатації пристрою полягає в тому, що пристрій в транспортному стані у вигляді блоку спіральних сувоїв 6 фіксується на поверхні об'єкта в середині запланованої траси за допомогою засобу фіксації пристрою на поверхні об'єкта 5, космонавти за ручки 4, розгортаючи полотнище в різні боки, руйнують (розриваючи, наприклад, нитки) легкоразъемние з'єднувачі 7 і розгортають спіральні сувої 6 в різні сторони (по стрілках Е) на повну довжину полотнища 1 з кабелями 2.

Даний винахід забезпечує наступні переваги:

- стабілізацію розташування кабелів на зовнішній поверхні космічного об'єкта, що досягається фіксацією полотнища, до якого при�ської рами і котушки в якості несучих елементів для кабелів;

- мінімізовані витрати часу на застосування пристрою, так як пристрій розгортається космонавтами одночасно в обидві сторони; як наслідок, мінімізувати енерговитрати космонавтів, час їх перебування у відкритому космосі, ніж знижуються рівні ризику для життєдіяльності космонавта;

- безпека скафандра і об'єктів зовнішнього обладнання при контактах з пристроєм забезпечена відсутністю в пристрої металевої конструкції, гострих кутів, кромок, при цьому кабелі в процесі транспортування і прокладки захищені від пошкодження в процесі транспортування і прокладки полотнищем з еластичного матеріалу;

- відсутні технологічні відходи, так як всі складові частини пристрою використані за прямим технологічним призначенням - для транспортування прокладки кабелів.

Література

1. О. С. Циганков. Трудова діяльність у безопорному просторі. «Політ», №3, 2012, с. 3-12.

2. Патент UA №2077101, МПК 7: H02G 11/02.

3. Патент UA №2296405, МПК 7: H02G 11/02.

1. Пристрій для транспортування і прокладки кабелів на зовнішній поверхні космічного об'єкта космонавтом в скафандрі, що містить несучий елемент для розміщення кабелів, що відрізняється тим, що несучий елемент а протилежній стороні полотнища встановлені м'які ручки і засіб фіксації пристрою на поверхні об'єкта, полотнище в транспортному стані згорнуто з кінців до його середини у вигляді спіральних сувоїв, при цьому за допомогою легкоразъемних з'єднувачів витки спіралі в спіральних свитках скріплені між собою послідовно, а спіральні сувої в транспортному стані скріплені між собою у блок.

2. Спосіб експлуатації пристрою для транспортування і прокладки кабелів на зовнішній поверхні космічного об'єкта, що відрізняється тим, що пристрій в транспортному стані у вигляді блоку спіральних сувоїв фіксується на поверхні об'єкта в середині проектованої кабельної траси, космонавти за ручки, розгортаючи в різні боки полотнище з еластичного матеріалу, руйнують легкоразъемние з'єднувачі і розгортають сувої в різні сторони на повну довжину полотнища.



 

Схожі патенти:

Плоский енергетичний кабель

Винахід відноситься до плоского енергетичного кабелю, призначенням якого є уміщення, щонайменше, однієї жили, що містить електричний провідник, ізольований ізолюючим шаром, і, опціонально, телекомунікаційні провідники, такі як оптоволокно і т.д., які можуть називатися лініями. Плоский енергетичний кабель, що містить щонайменше один елемент захисту від розтягування-стиснення, систему з'єднання, з'єднану з зовнішньою поверхнею оболонки кабелю, і безліч магнітів, з'єднаних з системою з'єднання. Винахід забезпечує підвищення надійності і стійкості до зношування. 23 з.п. ф-ли, 8 іл.

Пристрій для підвішування переносного силового кабелю

Винахід відноситься до пристрою кріплення переносного силового кабелю, що живить рухомих споживачів, таких як вантажні каретки підйомних кранів, монорейкових підвісних вагонів, а також для вантажно-розвантажувальних і обробних пристроїв

Пристрій для прокладання кабельного джгута з нерухомої частини конструкції на рухому

Винахід відноситься до пристроїв для прокладання електричних кабелів або проводів між нерухомою і рухомою частинами елементів конструкції і може бути використане в авіації, а саме, для дбайливої експлуатації кабельних джгутів в обмеженому просторі між нерухомою і рухомою частинами систем та пристроїв

Кабельний перехід між взаимоповоротними частинами машини (варіанти)

Винахід відноситься до області електротехніки та електроенергетики, зокрема до пристроїв передачі електроенергії від нерухомої частини до його поворотної частини, і може бути використано, наприклад, у взаимоповоротних частинах машин без обертових контактних пристроїв

Спосіб передачі вимірювального сигналу через струмознімач і пристрій для його здійснення

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використана для одночасного, а також почергової передачі вимірювального сигналу і постійного струму або струму промислової частоти через токос'емноє пристрій з рухомими контактами для безпечної роботи з вимірювальними ланцюгами при цьому

Пристрій для підведення живлення до рухомого споживачеві

Винахід відноситься до обладнання для передачі енергоживлення до рухомим споживачам і може бути використано в електротехнічній та інших галузях

Пристрій для гнучкого підведення енергоносіїв до рухомого об'єкту

Винахід відноситься до засобів передачі енергії рухомим конструктивним елементам, наприклад кранів

Пристрій для передачі енергії від нерухомого об'єкта до рухомого

Винахід відноситься до пристроїв передачі керуючих сигналів з вихідних електричних роз'ємів гнучкими кабелями між рухомими і нерухомими об'єктами

Барабан для намотування електричних кабелів, проводів і подібної продукції

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до конструкції барабанів, що використовуються для намотування електричних кабелів, проводів і подібної продукції
Up!