Универсальный стыковочный модуль для Международной космической станции.
Автор: agor | Рубрика: Проектирование Пятница, 11 Июн 2010| В рамках проекта производились работы по наружной компоновке модуля. Решались задачи, связанные с размещением базовых точек крепления научной аппаратуры и ее обслуживания в условиях внекорабельной деятельности. Производилось комплексное взаимодействие с конструкторскими службами всех систем космической станции. Было оптимизировано размещение всех внутренних и внешних соединителей модуля. |  |
РКК «Энергия» им. С.П.Королева
Годы моего участия в проекте: 1997 – 2001г.г.
Описание проекта:
Международная космическая станция (МКС) (англ. International Space Station, ISS) — пилотируемая орбитальная станция, используемая как многоцелевой космический исследовательский комплекс. МКС — совместный международный проект, в котором участвуют шестнадцать стран (в алфавитном порядке): Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Канада, Нидерланды, Норвегия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония.
Универсальный стыковочный модуль (УСМ) планировался для размещения на нем научной и исследовательской аппаратуры, а так же для стыковки к нему исследовательских модулей и стыковочного отсека для транспортных и грузовых кораблей.
Рис.1
На момент начала моего участия в этом проекте были определены габариты изделия и состав основных систем. В основном, были скомпонованы агрегаты служебного борта. Моей задачей проектирования была наружная компоновка станционного борта и оптимизация размещения электро-, гидро- и пневмо- соединителей модуля.
В связи с большим количеством работающих систем и многозадачностью модуля возникали некоторые трудности при проектировании и увязки рабочих агрегатов. В основном, эти трудности были связаны с лимитами массы и объема. Остановимся на последнем…
Была задача компоновки различных по целевым назначениям устройств в непосредственной близости друг от друга. Очень важно было еще на стадии проектирования оценить возможность взаимного пересечения этих приборов, возможность сборки в монтажном цехе, а так же возможность обслуживания этих блоков оператором в космосе. Традиционно, на тот момент времени, компоновочные вопросы решались путем многократных прорисовок, как правило, одних и тех же приборов, в разных проекциях и сечениях, поскольку небольшое изменение координат установки одного из приборов зачастую приводило к необходимости изменения большей части чертежа.
С появлением такого средства как AutoCAD, время создания чертежной документации существенно сократилось потому, что появилась возможность создания примитивных баз данных по приборам, а так же возможность обмена электронной документацией между конструкторами и проектантами. Именно так и был выпущен мой первый эскизный проект по УСМ в 1997г.
Такое проектирование можно было бы считать идеальным, если бы имело место проектирование на плоскости. Однако проектирование космической техники ведется в объеме, ограниченном цилиндрическими, коническими или сферическими поверхностями. Задача была сложно-пространственной. И плоское черчение могло быть выражено лишь как частный случай (какое-либо сечение, проекция или развертка).
Совсем иначе обстояло дело при проектировании с использованием трехмерной графики. В этом случае имели место не плоские проекции агрегатов, а их точные математические модели с инерционно-массовыми характеристиками. Используя параметрические системы трехмерного моделирования можно было всегда иметь самые актуальные чертежные виды со всеми последними изменениями.
Проектирование и 3D моделирование УСМ велось с использованием программного обеспечения Euclid 3 на графических станциях Silicon Graphics.
Рис.2
На рисунке 2 показано фотореалистичное изображение УСМ, выполненное при помощи Euclid 3.
3D моделирование позволяло решать многие задачи проектирования МКС: порядок построения и развертывания станции в комплексе, прокладка связей между модулями, перенос грузов вручную и при помощи грузовых стрел, прокачка модулей при стыковке, оценка видимой зоны из иллюминатора, оценка затенения антенн конструкцией космической станции и т.д.
К 2000 году конструкторские службы стали активно применять в 3D моделировании SolidWorks, который уже в то время имел достаточно доступный интерфейс и не требовал наличия мощной графической станции. На обучение работе с ним не требовалось большого количества времени.
Постепенно все наработки в Euclid 3 заново перестраивались в SolidWorks. Однако в конце 2000 года руководством было принято решение о временной остановке работ по этому проекту в связи с отсутствием финансирования.
Тем не менее, большая часть корпусных деталей была изготовлена в металле и собрана.
В настоящее время наработки по УСМ используются в проекте другого модуля на базе УСМ.