Перед Вами очередной выпуск тематического дайджеста патентной информации. Мы собираем самые важные новости и предлагаем их в удобном формате.
Одной из основных задач, решаемых при разработке космических аппаратов (КА), является обеспечение требуемых тепловых условий работы бортового оборудования и (при наличии) экипажа космических аппаратов. Необходимость решения данной задачи обусловлена тем, что экипаж, бортовое оборудование, целевая аппаратура могут функционировать только в определенных температурных условиях.
Требования к тепловому режиму КА определяются в том числе:
областью космического пространства, в которой предполагается функционирование КА;
требованиями к тепловому режиму функционирования бортового оборудования и экипажа;
внутренними тепловыделениями от бортовой аппаратуры;
программой ориентации КА;
конструктивными особенностями КА.
Решение задачи обеспечения тепловых условий работы бортовой аппаратуры и экипажа КА осуществляется при помощи системы обеспечения теплового режима (СОТР), которая представляет собой совокупность различных средств и устройств, регулирующих внешний и внутренний теплообмен КА.
В состав СОТР, в общем случае, входят комплекс средств активного регулирования тепловых процессов, называемый системой терморегулирования (СТР), и средства пассивного терморегулирования (СПТР).
Отличительной чертой активных систем является наличие ярко-выраженного устройства-побудителя движения теплоносителя. К данным системам относятся вентиляционные устройства, жидкостные контуры с теплообменными устройствами и средствами регулирования тепловых потоков, активные средства регулирования лучистого теплообмена, оборудование, использующее процессы фазовых переходов (тепловые аккумуляторы, внутренние теплообменники, использующие эффекты испарения и сублимации), и др.
К СПТР относятся средства, предназначенные для придания определенных теплофизических свойств конструкции и оборудованию КА. Данные средства в общем случае включают конструктивные элементы, обеспечивающие заданные параметры теплообмена излучением и теплопроводностью, а именно: терморегулирующие покрытия, тепловая изоляция и теплозащита, термомосты и термосопротивления.
Особенностью теплообмена в космическом пространстве является то, что единственным видом теплообмена КА является теплообмен излучением (при исключении процессов, связанных с выбросом масс). Поверхность КА поглощает падающую на нее лучистую энергию и, в свою очередь, излучает в окружающее пространство энергию, равную сумме поглощенной и подведенной изнутри.
Отвод тепла в космическое пространство при полете КА производится радиаторами-излучателями (радиационные теплообменники). Перенос тепла из внутреннего объема КА к радиационным теплообменникам может осуществляться путем принудительной циркуляции газа внутренней атмосферы КА, при помощи тепловых труб или жидкостных контуров. Для компенсации изменяющейся внутренней или внешней тепловой нагрузки могут использоваться тепловые аккумуляторы, которые используют скрытую теплоту плавления и затвердевания рабочего тела.
Поиск патентных публикаций (опубликованные заявки, патенты на изобретения, полезные модели) по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» проводился в следующих базах патентной информации:
база данных ФИПС (Российская Федерация);
база данных Patentscope (Всемирная организация интеллектуальной собственности – ВОИС);
база данных Espacenet (Европейское патентное ведомство – ЕПВ);
сервис патентной аналитики PatSeer (Индия).
Поиск проводился по следующим ключевым словам и выражениям:
Космический аппарат, спутник, система обеспечения теплового режима, СОТР, система терморегулирования, температурный режим, радиационный теплообменник, холодильник-излучатель, тепловой аккумулятор, испаритель, экранно-вакуумная теплоизоляция, ЭВТИ, теплозащитное покрытие, терморегулирующее покрытие, spacecraft, satellite, heat pipe, thermal control, thermal insulation, multilayer thermal insulation, MLI, heat storage, heat exchanger, heater.
Поиск патентной информации проводился по следующим классам и группам МПК: B64G, F28C, F28D, F28F, C09D, H05B, G05D 23/00, G01J 5/00.
В результате поиска были выявлены 1462 патентных документа, опубликованных в период с 2000 по 2023 г.
На рисунке 1 представлены страны, в которых выявлены патентные публикации по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей», а также количество опубликованных патентных документов в данных странах.
Из рисунка 1 можно сделать вывод, что лидерами по количеству патентных публикаций являются Китайская Народная Республика (685 публикаций), Российская Федерация (246 публикаций), США (202 публикации) и Япония (112 публикаций). Также большое количество патентных документов опубликовано патентными ведомствами Южной Кореи, Франции и Европейским патентным ведомством.
Наличие большого количества патентных публикаций в данных странах и ведомствах может быть обусловлено тем, что в данных странах, а также в странах, являющихся членами Европейской патентной конвенции, расположено большое количество научно-исследовательских и промышленных организаций, выполняющих исследования и осуществляющих разработки в области ракетно-космической техники, и, следовательно, стремящихся обеспечивать правовую охрану своих разработок.
На рисунке 2 представлено распределение количества патентных публикаций по рассматриваемой теме по годам за период с 2000 г. по 2023 г.
Из рисунка 2 следует, что в период с 2009 г. по 2023 г. наблюдается существенный рост количества патентных публикаций в рассматриваемой области. Это может быть обусловлено тем, что в настоящее время в мире выполняется большое количество работ по созданию перспективных космических аппаратов и орбитальных спутниковых группировок, в состав которых входит аппаратура различного назначения, предъявляющая различные требования к тепловому режиму ее функционирования.
Также необходимо отметить, что существенный рост количества патентных публикаций обусловлен большим количеством патентных документов, опубликованных в Китае. При этом ежегодное количество публикаций в других странах и ведомствах остается примерно на одном уровне во всем рассматриваемом периоде. Это может быть обусловлено существенным увеличением количества разработок и исследований в рассматриваемой области в Китае, а также наличием высокой конкуренции среди китайских организаций-разработчиков.
На рисунке 3 представлено распределение количества патентных публикаций организаций-лидеров по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей». Распределение представлено для организаций, имеющих наибольшее количество публикаций.
Из данного распределения следует, что лидерами по количеству патентных публикаций являются как организации промышленности, так и научно-исследовательские организации, зарегистрированные в разных странах, в том числе и в России.
Также необходимо проанализировать патентные публикации по рассматриваемой теме в странах-лидерах.
На рисунке 4 представлено распределение количества патентных публикаций патентного ведомства Китая по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» за период с 2000 г. по 2023 г.
На рисунках 5 и 6 представлены аналогичные распределения количества патентных публикаций патентных ведомств США и Японии.
Из распределения, представленного на рисунке 4, следует, что в Китае, в основном, стремятся обеспечивать правовую охрану своих разработок организации, зарегистрированные на территории Китая. При этом среди данных организаций присутствуют как научно-исследовательские организации, так и организации промышленности.
Также на территории Китая охраняют свои разработки организации, зарегистрированные в других странах. Например, большое количество патентных публикаций относятся к The Boeing Company (США), которая является одним из крупнейших в мире производителей авиационной, космической и военной техники. Таким образом, иностранные компании могут рассматривать Китай, как перспективный рынок, и, следовательно, стремятся обеспечивать правовую охрану своих разработок и технические решения в Китае.
Из распределений, представленных на рисунках 5 и 6, следует, что на территории США и Японии подают заявки и патентуют свои разработки организации, зарегистрированные в разных странах. Например, в США, с одной стороны, лидерами по количеству патентных публикаций являются The Boeing Company и Lockheed Martin Corporation, которые являются одними из крупнейших корпораций, осуществляющих разработки, в том числе в области авиакосмической техники. C другой стороны, среди лидеров по количеству патентных публикаций присутствуют корпорации Mitsubishi Heavy Industries и Mitsubishi Electric, которые входят в японский конгломерат Mitsubishi Group. Данные организации осуществляют большое количество разработок по различным направлениям и, в том числе в области ракетно-космической техники. При этом данные компании также являются лидерами по количеству патентных публикаций в Японии.
Наличие большого количества иностранных организаций, патентующих свои разработки на территории США, Японии, стран Европы, может говорить о том, что, с одной стороны ведущие организации-разработчики стремятся обеспечивать правовую охрану своих разработок в ведущих странах в области ракетно-космической техники. С другой стороны, это может говорить о тесном сотрудничестве данных организаций в области создания космических аппаратов, а также о наличии поставок оборудования и бортовой аппаратуры для спутников.
На рисунке 7 представлено распределение количества патентных публикаций Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» за период с 2000 г по 2023 г.
Из распределения, представленного на рисунке 7, можно сделать вывод, что в России заявителями и правообладателями наибольшего количества опубликованных патентных документов являются, в основном, организации промышленности, осуществляющие деятельность в области ракетно-космической техники и разрабатывающие космические аппараты и их элементы.
Также из распределений, представленных на рисунках 4-7, следует, что российские организации не обеспечивают правовую охрану своих разработок за рубежом. При этом иностранные организации рассматривают возможность обеспечения охраны своих разработок в том числе и на территории России. Так, например, в число лидеров по количеству патентных публикаций в России входит американская корпорация The Boeing Company.
Таким образом, можно сделать вывод, что в настоящее время российские организации сосредоточены, в основном, на разработке и изготовлении космических аппаратов и устройств на территории России. Зарубежные рынки могут не рассматриваться российскими организациями, как перспективные с точки зрения поставки оборудования и систем для космических аппаратов. При этом иностранные организации, наоборот, рассматривают Россию, как перспективный рынок как с точки зрения поставок оборудования, так и с точки зрения создания препятствий для российских разработчиков.
В связи с возможностью присутствия иностранных организаций на российском рынке российским разработчикам в данной области целесообразно активно обеспечивать правовую охрану собственных разработок, в том числе на иностранных рынках. При этом необходимо регулярно проводить анализ разработок иностранных организаций, а также наличия охранных документов, правообладателями которых являются иностранные организации, с целью недопущения нарушения их прав.
На рисунке 8 представлено распределение количества публикаций непатентной литературы по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» по годам за период с 2003 г. по 2023 г. (по данным портала eLibrary).
На рисунке 9 представлено распределение публикаций непатентной литературы по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» за период с 2003 г. по 2023 г. среди организаций-лидеров.
Рисунок 9 – Распределение публикаций непатентной литературы по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» за период с 2006 г. по 2023 г. по организациям (по данным портала eLlibrary)
Из распределений, представленных на рисунках 8 и 9, следует, что за период с 2003 г. по 2023 г. ежегодное количество публикаций непатентной литературы существенно возросло. При этом данная тенденция совпадает с тенденцией увеличения количества патентных публикаций по рассматриваемой теме (рисунок 2). Это свидетельствует об актуальности рассматриваемой темы.
Большое количество публикаций непатентной литературы имеют организации промышленности, которые также патентуют свои разработки. Это говорит о том, что научно-исследовательские работы по данному направлению выполняются, в том числе и данными организациями, а результаты исследований применяются при создании новых образцов техники.
По результатам анализа патентной информации по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей» было выявлено, что патентные публикации распределяются, в основном, по следующим группам МПК:
B64G 1/50 - Космические летательные аппараты. Размещение и модификация устройств для управления параметрами окружающей среды или системами жизнеобеспечения для регулирования температуры.
F28D 15/02 - Теплообменные аппараты с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок или через стенки каналов в которых теплоноситель конденсируется и испаряется, например тепловые трубы.
B64G 1/58 - Космические летательные аппараты. Предохранительные и аварийные устройства, средства спасения жизни, тепловая защита, например тепловые экраны.
F28D 15/04 - Теплообменные аппараты с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок или через стенки каналов в которых теплоноситель конденсируется и испаряется, например тепловые трубы с капиллярными трубами.
B64G 1/22 - Основные составные части летательного аппарата и оборудование, устанавливаемое на нем или внутри него.
H05K 7/20 - Конструктивные элементы общего назначения для различных электрических приборов и устройств варианты выполнения, облегчающие охлаждение, вентиляцию или подогрев.
C09D 7/61 – Свойства составов для нанесения покрытия, отнесённые к группе C09D 5/00, способы введения ингредиентов, в составы для нанесения покрытий, разбавители или растворители низкомолекулярные неорганические.
F28D 15/00 - Теплообменные аппараты с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок или через стенки каналов.
F28D 15/06 - Теплообменные аппараты с промежуточным теплоносителем в закрытых трубах, проходящих внутри стенок или через стенки каналов в которых теплоноситель конденсируется и испаряется, например тепловые трубы с устройствами управления.
F28F 13/00 - Устройства для изменения теплопередачи, например ее увеличения, уменьшения.
Распределение количества публикаций по группам МПК представлено на рисунке 10.
Рисунок 10 - Распределение количества патентных публикаций по группам МПК
На основании проведенного анализа можно сделать вывод, что в период с 2009 г. по 2023 г. наблюдается рост количества патентных публикаций по теме «Способы обеспечения тепловых режимов КА и их составных частей». Это может свидетельствовать о росте интереса к рассматриваемому направлению и увеличении числа разработок в данной области. При этом рост количества патентных публикаций обусловлен существенным увеличением количества публикаций патентного ведомства Китая.
Лидерами по количеству патентных публикаций по рассматриваемой теме являются Китай, Россия, США и Япония. Данные страны являются лидерами в области ракетно-космической техники и осуществляют большое количество разработок в области создания космических аппаратов и орбитальных спутниковых группировок.
Из анализа отобранных патентных публикаций следует, что российские организации-разработчики космических аппаратов и оборудования для них стремятся обеспечивать правовую охрану своих разработок только на территории России и не подают заявки в иностранные ведомства. При этом иностранные организации, наоборот, охраняют свои разработки в ведущих странах, и, в том числе в России.
Таким образом, российским разработчикам целесообразно активно обеспечивать правовую охрану собственных разработок, в том числе на иностранных территориях, а также регулярно проводить анализ с целью недопущения нарушения прав третьих лиц.
До новых встреч, ваш #ДайджестПИ
Оставить отзыв о дайджесте
