Komponovka Лаба по упо (Лабораторные работы)

Лабораторная работа № 1

Компоновка и конструкция

Цель работы: практическое знакомство с современными компоновочными и конструктивными решениями, применяемыми при создании КА.

Компоновка - процесс проектирования, направленный на выполнение большого числа специфических индивидуальных требований, предъявляемых к разрабатываемому КА.

В компоновочной схеме пилотируемого КА могут быть предусмотрены следующие основные отсеки:

1 – СА (командный модуль); 2 – приборно-агрегатный отсек (отсек оборудования); 3 – шлюзовая камера; 4 – орбитальный отсек; 5 – тормозная ДУ; 6 – стыковочный узел; 7 – переходной узел.

- спускаемый аппарат (СА), предназначенный для размещения экипажа при выведении КА на орбиту, при возвращении его на Землю, а также при выполнении некоторых операций в ходе орбитального полета; после отделения СА становится самостоятельным летательным аппаратом;

- орбитальный отсек, предназначенный для работы экипажа на орбите и установки необходимого для выполнения программ полета оборудования и систем, требующих доступа экипажа; это второй (после СА) обитаемый отсек КА, обеспечивающий увеличение жилого объема; его внешняя поверхность удобна для размещения наружных систем и механизмов, в том числе антенн и стыковочного агрегата;

- приборный отсек, предназначенный для установки систем и агрегатов, не требующих доступа экипажа; отсек герметичен и изолирован от обитаемых отсеков (спускаемого аппарата и орбитального отсека);

- агрегатный отсек (отсек оборудования), предназначенный для размещения основных агрегатов КА (двигательной установки, баллонов наддува, блоков системы электропитания, агрегатов терморегулирования — внутри отсека; блоков двигателей причаливания и ориентации, антенн и других элементов — снаружи отсеков);

- приборно-агрегатный отсек, если приборный и агрегатный отсеки соединены в один;

- переходной отсек, предназначенный для перехода от ограниченного числа силовых точек крепления СА к сплошному фланцевому соединению;

- навесной отсек, вводимый в состав КА, если программой полета предусмотрен сброс части аппаратуры на промежуточном этапе полета;

- специализированные отсеки, предназначенные для выполнения определенных операций, например, капсулы для доставки материалов наблюдений Земли или зонды для проведения исследований.

Рассмотри компоновку первого модуля МКС- модуля «Заря». Конструктивно-компоновочная схема модуля была выбрана на основе опыта создания модулей станции «Мир».

«Заря» имеет длину 12.99 м, максимальный диаметр - 4.10 м, объем герметичного корпуса - 71.5 м³ (самый большой модуль станции «Мир» - «Природа» - имел объем только 65 м³). Стартовая масса «Зари» на орбите после отделения от РН - 20040 кг. Для выведения модуля на орбиту использовалась РН «Протон-К».

Модуль «Заря» состоит из приборно-герметичного отсека (ПГО) и герметичного адаптера (ГА), разделенных днищем с люком диаметром 800 мм.

Герметичный объем ПГО составляет 64.5 м³. ПГО функционально разделен на три отсека: ПГО-2 - это коническая секция ФГБ, ПГО-3 - примыкающая к ГА цилиндрическая секция, ПГО-1 - цилиндрическая секция между ПГО-2 и ПГО-3. Поверхность гермокорпуса закрыта панелями микрометеоритной защиты, а поверх нее - экранно-вакуумной теплоизоляцией. К гермокорпусу ПГО приварены змеевики системы обеспечения температурного режима (СОТР).

По оси ПГО со стороны конического днища установлен активный гибридный стыковочный агрегат системы стыковки и внутреннего перехода (ССВП-М). Первым после гибридного стыковочного узла «Зари» идет ПГО-2, состоящий из конического днища и конической обечайки, соединенных шпангоутом диаметром 4.1 м. Здесь размещаются в основ­ном приборы и агрегаты системы станцион­ного борта. На полу конического днища ПГО сразу за переходным люком расположен пост управления модулем, аппаратура системы управления бортовым комплексом и ап­паратура телеоператорного режима стыковки модуля - ТОРУ. Дальше под панелями пола и стен в районе конической обечайки распо­ложены зоны хранения оборудования.

За ПГО-2 идет цилиндрический ПГО-1. Здесь размещаются главным образом приборы и агрегаты систем служебного борта. Под полом ПГО-1 размещены шесть буферных никель-кадмиевых батарей, которые остаются на весь срок работы модуля в составе МКС. Обе стены ПГО-1 образованы съем­ными панелями. За ними установлены слу­жебные системы.

Вслед за ПГО-1 идет ПГО-3, образован­ный цилиндрической обечайкой того же диа­метра, что и ПГО-1 (2.9 м), и заканчивающийся сферическим днищем. Под панелями потолка и стен ПГО-3 расположены зоны хранения оборудования и материалов. По бокам ПГО-3 имеются две цилиндрические ниши, в которых установлены приводы системы ориентации солнечных батарей Б16. На приводах снаружи установлены две складные ориентируемые солнечные батареи.

На внешней поверхности ПГО располагаются блоки двигательной установки модуля. Два блока двигателей коррекции и сближения (ДКС) установлены на стыке конической и цилиндрической обечаек.

Герметичный адаптер (ГА) служит для размещения оборудования, обеспечивающего механическую стыковку с элементами МКС, а также комплекта антенн для пассивной стыковки. Снаружи ГА установлен узел за­хвата для обеспечения стыковки с манипуля­тором шаттла. Объем ГА составляет 7.0 м3. Он состоит из сферической и конической секций. Большим диаметром конической секции ГА крепится к ПГО-3.

Внутри ГА размещена аппаратура служебных и станционных систем. Через люк между ГА и ПГО проходит быстроразъемный воздуховод системы вентиляции модуля.

Снаружи ГА установлены два стыковочных узла: осевой - пассивный андрогинный периферийный агрегат АПАС, нижний - пассивный агрегат ССВП. Сверху ГА планировалось установить еще один пассивный ССВП, однако после изменения проекта на его месте была приварена сферическая крышка. Также снаружи ГА стоят два блока двигателей ДПС, блок компрессоров для перекачки топлива в баки, антенны, стыковочные мишени, устройства и панели для фиксирования интерфейсных кабелей передачи электроэнергии, команд и данных, средства фиксации космонавтов, гнездо PDGF для установки канадского дистанционного манипулятора, научное оборудование.

1. Пассивный андрогинный периферийный агрегат стыковки АПАС.

2. Антенны системы «Курс».

3. Герметичный адаптер.

4. Блок двигателей ДПС.

5. Стыковочно-такелажный узел ERGF для захвата американским манипулятором.

6. Насос для перекачки компонентов топлива.

7. Топливные баки.

8. Антенны системы «Курс».

9. Антенны командной радиолинии «Компарус».

10. Блоки двигателей ДКС.

11. Приборно-грузовой отсек.

1. Активный гибридный стыковочный агрегат ССВП-М.

2. Антенны системы «Курс».

3. Пост управления модулем.

4. Блок дьигателей ДПС и ДТС.

5. Блоки двигателей ДКС.

6. Датчики ориентации на Землю.

7. Антенны командной радиолинии «Компарус».

8. Топливные баки.

9. Панель солнечной батареи.

10. Антенны системы «Курс».

11. Пассивный стыковочный агрегат ССВП.

Вывод: В зависимости от компоновки меняется внешний вид КА. В результате проведения работ по компоновке также формируются исходные данные для конструкции КА, определяется конструктивно-силовая схема, уточняются и дополняются требования к составным частям КА.