Анализ процесса изготовления магнитометрического стержня космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетнеескцие чтения. 2015

7. Патент РФ 2168074. Стенд для ресурсных испытаний гидроцилиндров / Трофимов А. А., Кобзов Д. Ю., Тарасов В. А., Головатюк В. В. (Приоритет от 04.06.1999).

8. Патент РФ 2498119. Стенд для ресурсных испытаний гидроцилиндров / Трофимов А. А., Кобзов Д. Ю., Жмуров В., Кулаков А. Ю. (Приоритет от 10.01.2012).

References

1. Kobzov D. Yu. Hydraulic cylinders of road and construction cars. Part 1. Design. Reliability. Development prospects. Depp. In No. 2 MAShMIR. 59 p.

2. Kobzov D. Yu., Tarasov V. A., Trofimov A. A. Hydraulic cylinders of road and construction cars. Part 2. Service conditions, working process, operating mode and parameters of loading. Depp. БрГТУ in VINITI No. 3552-1399, 108 of page.

3. Eresko S. P. Control system of reliability of consolidations of mobile connections of hydrounits of construction cars : Dis. ... Dr. Sci. Tech. : 05.02.02: Krasnoyarsk, 2003. 425 р.

4. Kobzov D. Yu., Trofimov A. A., Fists A. YU., Zhmurov V. V. Hydraulic cylinders of road and construction cars. Part 5. Technical diagnostics:

monograph / Bratsk. the state. un-t. Bratsk, 2011. 119 pages: silt. Bibliogr. 130 назв. Russian Depp. in VINITI, 21. 07. 2011, No. 360-B2011 / the Bibliographic index of VINITI "The deposited scientific works" No. 9, 2011 of.

5. Eresko S. P. Mathematical modeling, automation of design and designing of consolidations of mobile connections of mechanical systems. Monograph. M. : IAP Russian Academy of Sciences publishing house, 2003. 156 pages.

6. The patent USSR 585321, the Stand for test of hydraulic cylinders / Egorov A. A., Suvorov V. K. (Priority 02.03.1976).

7. The patent Russian Federation 2168074 Stand for resource tests of hydraulic cylinders / Trofimov A. A., Kobzov D. Yu., Tarasov V. A., Golovatyuk V. V. (Priority of 04.06.1999).

8. The patent Russian Federation 2498119 Stand for resource tests of hydraulic cylinders. / Trofimov A. A., Kobzov D. Yu., Zhmurov V. A. YU's Fists. (Priority of 10.01.2012).

© Жмуров В. В., Кулаков А. Ю., Трофимов А. А., 2015

УДК 621.817

АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО СТЕРЖНЯ

КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Н. И. Козлова

Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]

Рассматривается процесс изготовления магнитометрического стержня космического аппарата. Описана установка для придания формы конечному изделию. Поставлена задача на проектирование привода.

Ключевые слова: космический аппарат, магнитно-гравитационная система ориентации, металл с памятью формы, выдвижной упруготрансформируемый элемент, электромеханический привод.

ANALYSIS OF MANUFACTURING MAGNETOMETRIC ROD OF SPACECRAFT

N. I. Kozlova

Siberian Federal University 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation. E-mail: [email protected]

The paper describes process to manufacture spacecraft magnetometric rod. The research presents an apparatus for shaping the final product. The task for the design of the drive is formulated.

Keywords: spacecraft, magnetic gravity system orientation, metal memory shape, storable tubular extendible members, electromechanical drive.

Основным этапом на начальном моменте полета космического летательного аппарата является приведение его из транспортного в рабочее положение и подготовка к штатной работе. Вторым этапом космического полета является целенаправленное движение на околоземной орбите.

«Гонец» - российская многофункциональная система персональной спутниковой связи (МСПСС), построенная на базе низкоорбитальных космических аппаратов. Назначением системы является оказание услуг связи в глобальном масштабе. Спутник имеет магнитно-гравитационную систему ориентации.

Механика специальных систем

Схема установки для производства ВУТЭ

Магнитометрические стержни существуют типа телескопической штанги, пантографного механизма, манипулятора с выдвижным упруготрансформируе-мым элементом (ВУТЭ), кинематически разомкнутого шарнирного механизма и манипулятора с направляющей ВУТЭ [1]. Тип ВУТЭ по сравнению с остальными обладает наименьшей массой при той же длине вылета.

ВУТЭ получили достаточно широкое распространение в космических программах. ВУТЭ представляют собой тонкостенные упругие профили, способные наматываться в компактный рулон, а по мере разматывания приобретать заданную при термообработке форму профиля за счет действия упругих сил [2; 3]. Механические системы данной группы решают задачи обеспечения поворота солнечных батарей для сохранения оптимального направления на Солнце, поворота антенн для обеспечения заданного направления.

Наиболее распространенные и принципиально различающиеся конструкции выполнены в виде цилиндрического разомкнутого либо замкнутого чечевицеоб-разного профиля. Областью их применения стали саморазвертывающиеся антенны, магнитометрические стержни и штанги для гравитационной стабилизации космических аппаратов.

Выбор материала для изготовления ВУТЭ прежде всего связан с его упругими свойствами. Профиль ВУТЭ спутника «Гонец» изготавливают из сплава марки 36НХТЮ. Такая антенна изготавливается по особой технологии. Лента проходит по конвейеру через сеть катушек, придающих ей нужную форму, затем термообработку в печи, а в конечном этапе на-матыватся на катушку (см. рисунок).

Была поставлена задача спроектировать привод с большим передаточным числом (10 000...40 000) для изготовления упругого цилиндрического профиля, определения усилия на редукторе [4; 5]. Одной из проблем при проектировании привода с большим передаточным числом является низкий КПД. Оптимальным будет применение многоступенчатого редуктора с высоким КПД каждой передачи, при этом нужно обеспечить низкую стоимость конструкции установки.

Исходными данными на проектирование являются потребная скорость движения ленты через печь для

нагрева, необходимое усилие для натяжения ленты и деформации, режим работы привода постоянный. Однако необходимое усилие неизвестно на этапе эскизного проектирования. Предполагаемое усилие для деформации тонкого листа можно определить с помощью метода конечных элементов. Так как скорость движения низкая (25 мм/мин), то задачу можно считать статической. Для решения можно использовать оболочечные элементы. Поставленные задачи будут решаться в ходе дальнейшей учебной и научной работы.

Библиографические ссылки

1. Механика современных специальных систем / Н. В. Василенко, Н. И. Галибей, А. С. Янюшкин и др. Красноярск, 2004. Т. 2. 6SS с.

2. Богданович В. И., Родин Н. П., Ломовский О. В. Применение материалов с эффектом памяти формы в производстве летательных аппаратов. Самара i Изд-во СГАУ, 2007. б3 с.

3. Seriani S., Gallina P., Storable A. Tubular Extendible Member (STEM) parallel robot; Modelization and evaluation // Mechanism and Machine Theory. 2015. Vol. 90, P. 95-107.

4. Иванов М. Н. Детали машин. М. i Высшая школа, 200S. 521 с.

5. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. М. i Академия, 2007. 43б с.

References

1. Mehanika sovremennyh special'nyh sistem / N. V. Vasilenko, N. I. Galibej, A. S. Janjushkin i dr. Krasnoyarsk. 2004. T. 2. 6SS p.

2. Bogdanovich V. I., Rodin N. P., Lomovskij O. V. Primenenie materialov s jeffektom pamjati formy v proizvodstve letatel'nyh apparatov. Samarai SGAU Publ., 2007, б3 p.

3. Seriani S., Gallina P., Storable A. Tubular Extendible Member (STEM) parallel robot Modelization and evaluation // Mechanism and Machine Theory, 2015, Vol. 90, P. 95-107.

4. Ivanov M. N. Detali mashin. M. i Vysshaja shkola Publ., 200S, 521 p.

5. Dunaev P. F., Lelikov O.P. Konstruirovanie uzlov i detalej mashin. M. i Academia Publ., 2007, 43б p.

© Козлова Н. И., 2015