CC BY
43Крупногабаритные трансформируемые конструкции космическую аппаратов
УДК 531.010
П. А. Краевский, Е. А. Шевцов, Э. А. Давлетбаев
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
МЕХАНИЗМ РАСКРЫТИЯ ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ «МИЛЛИМЕТРОН»
Представлен прецизионный механизм раскрытия главного зеркала космической обсерватории «Миллиме-трон», основанный на принципе «винт-гайка».
Представленный механизм раскрытия главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон» основан на механизме раскрытия типа «винт-гайка» с роликовинтовой передачей. Применение роликовин-товой передачи обусловлено тем, что при такой передаче возникает трение качения, что обеспечивает наименьшие усилия на электромеханический привод, по сравнению с передачей трения скольжения. Особенностью данного сегментного рефлектора, является наклоненная в пространстве ось вращения элементов силовой конструкции, что заставляет разработать привод, способный переводить линейное движение в одной плоскости во вращательное движение в других плоскостях. Это осуществляется при помощи конической зубчатой передачи. Механизм расскрытия представлен на рис. 1.
ЩШ
¡ЙЭЙШЙЙШз
Рис. 1. Механизм раскрытия главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон»
В центре зоны расположения механизма раскрытия рефлектора расположена труба (винт) с нанесенной на нее резьбой, а внутри трубы располагается научная аппаратура космического телескопа (плоское зеркало, облучатели и т. д.). Труба состоит из внутренней 2 и внешней 3 труб и представляет собой большой подшипник (рис. 2). Внутренняя труба, на внешней поверхности цилиндра которой имеются канавки для шариков, крепится на основании рефлектора 1. Внешняя труба, у которой канавки для шариков расположены на внутренней поверхности цилиндра, крепится по принципу радиально упорного внешнего кольца подшипника. На внешней поверхности цилиндрической трубы имеется резьба в 24 захода.
На внутреннюю трубу крепятся 24 кронштейна 5, по которым движутся ползуны 6. На основании кор-
пуса расположен электромеханический привод 15, который вращает трубу 3. На ползунах предусмотрены вилки, на которых крепятся рычаги 7. Механизм раскрытия рефлектора состоит из четырех элементов и сегмента силовой конструкции, связанных между собой семью шарнирными узлами и одной конической парой для каждого из 24 сегментов рефлектора. Коническая пара 8, крепится на силовых кронштейнах 9, закрепленных на основании.
Рис. 2. Сегмент механизма раскрытия главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон»
При вращении колеса происходит линейное движение ползунов. Ползуны при помощи системы рычагов 7 приводят в движения коническую пару 8. На конической шестерне верхнего узла механизма раскрытия предусмотрена развязка для снятия напряжения с конической передачи (иначе произойдет заклинивание). Точность фиксации сегмента рефлектора обеспечивается упором 14. Рычаг сегмента рефлектора подводится к упору с большим усилием, чтобы обеспечить условие нераскрытия стыка и фиксируется защелкой 13.
В настоящее время проведены анализы и расчеты, показывающие, что приведенный механизм раскрытия выполняет требования, предъявляемые к механизму раскрытия главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон», а также такой механизм раскрытия удовлетворяет жестким требованиям по размещению в зону полезного груза ракеты-носителя.
Решетневские чтения
P. A. Kraevsky, E. A. Shevtsov, E. A. Davletbaev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
PRECISION DEPLOYABLE MECHANISM OF THE MAIN MIRROR OF «MILLIMETRON» SPACE OBSERVATORY
The authors submitted Precision Deployable Mechanism of the main mirror of «MiUimetron» Space Observatory based on screw-nut principle.
© Краевский П. А., Шевцов Е. А., Давлетбаев Э. А., 2010
УДК 629.78:531.395
А. В. Крылов, С. А. Чурилин Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Россия, Москва
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВЕРТЫВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рассматривается моделирование процесса развертывания крупногабаритных космических стержневых конструкций с применением современных программных комплексов.
Важным этапом эксплуатации современных крупногабаритных трансформируемых космических конструкций является их развертывание из транспортного положения в рабочее на орбите Земля. От правильности протекания процесса развертывания зависит возможность дальнейшего использования изделия.
При разработке таких конструкций возникает необходимость в создании математических моделей, адекватно описывающих их механические свойства. Применение моделей, еще на этапе проектирования, позволяет оценить параметры функционирования конструкции. Построенные модели обеспечивают возможность детального информационного сопровождения всего периода разработки, изготовления, экспериментальной отработки и эксплуатации конструкции, включая анализ надежности, прогноз отказов и аварийных ситуаций. Для численного анализа процесса развертывания трансформируемых конструкций целесообразно использовать возможности современных пакетов моделирования динамики механических систем.
В настоящее время в космической технике большое внимание уделяется проектированию раскрывающихся крупногабаритных космических конструк-
ций ферменного типа. Технические решения, заложенные в конструктивную схему такого изделия, позволяют построить отражающие поверхности разнообразного профиля, формы и размеров для обеспечения решения конкретной радиотехнической задачи.
Рассмотрено моделирование развертывания одного меридионального ребра стержневой конструкции, которая в рабочем состоянии представляет из себя сферическую оболочку, образованную натянутой на самораскрывающийся каркас отражающей поверхностью из металлического сетеполотна. Каркас выполнен из шарнирно соединенных дугообразных стержней, расположенных на меридианах и экваторе сферической поверхности. Несущими элементами каркаса являются стержни, расположенные на шестнадцати меридианах (меридиональные несущие ребра), свободные концы которых связаны с двумя полюсными шарнирами, которые, в свою очередь, соединены между собой при помощи телескопической штанги. По существу меридиональные ребра являются предварительно напряженными дугами. Модели разработаны в программных комплексах динамического анализа «EULER» и MD.Adams. Проведено сравнение полученных результатов.
A. V. Krylov, S. A. Churilin Bauman Moscow State Technical University, Russia, Moscow
SIMULATION OF DEPLOYMENT OF LARGE SPACE ROD STRUCTURES
Simulation of deployment of large space rod structures using modern bundled software is discussed.
© Крылов А. В., Чурилин С. А., 2010
