CC BY
24Решетнеескцие чтения. 2015
УДК62-237
МЕХАНИЗМ ВЫДВИЖЕНИЯ МАЧТЫ ТРОСОВОГО ТИПА
П. А. Краевский
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Представлен краткий обзор механизма выдвижения мачты тросового типа, обеспечивающего надежное раскрытие крупногабаритных трансформируемых антенн космических аппаратов.
Ключевые слова: механизм выдвижения мачты, механизм раскрытия, космический аппарат, крупногабаритные трансформируемые антенны.
THE MECHANISM OF RETRACTABLE MAST WITH ROPE TYPE CONTROL
P. A. Kraevskiy
JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
This article presents review of retractable mast mechanism with rope control. This mechanism provides reliable deployment of large deployable antennas of satellite.
Keywords: mechanism of retractable mast, deployable mechanism, satellite, large deployable antennas.
Космическая техника развивается стремительными темпами, и при разработке новых космических аппаратов возникает ряд технических проблем, связанных с компоновкой спутника в целом. Для компактного размещения крупногабаритных антенн применяются различные схемы складывания рефлекторов антенн. К примеру, для складывания рефлекторов зонтичного типа применяются выдвижные мачты.
Разработка механизма выдвижения мачты - актуальная проблема в конструировании антенн зонтичного типа. Чаще всего в качестве механизма выдвижения мачты применяются механизмы, основанные на принципе винт-гайка, но данные механизмы требуют сложной отработки, а также элементы конструкции разработанных по такому принципу механизмов требуют дополнительной защиты сетеполотна раскрываемых рефлекторов от зацепления.
На рис. 1 представлен механизм выдвижения мачты тросового типа.
Электропривод 1 вращает ведущий шкив системы шкивов 2, на котором намотаны тросы 3. Тросы закреплены на трубе мачты 4 и натянуты системой натяжения 6. Труба мачты удерживается внутри силовой рамы 7 при помощи зажимных роликов 5. Для компенсации перекашивающего усилия, возникающего от троса, закрепленного на трубе мачты, система выдвижения мачты дублируется с противоположной стороны. Для передачи крутящего момента от ведущего шкива, на котором установлен электропривод, на ведущий шкив дублирующей системы выдвижения мачты, а также синхронности раскрытия применяется система синхронизации 8.
1Ж
Рис. 1. Механизмы выдвижения мачты тросового типа
Представленный механизм выдвижения мачты обладает:
- высокой надежностью;
- простотой конструкции;
- малыми весовыми характеристиками;
- полным реверсом в любой момент движения;
- высокой тяговой способностью;
- простотой настройки и испытаний механизма;
- регулировкой скорости раскрытия.
Ведущей силой в данном механизме является сила трения.
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
Сила трения каната по шкиву зависит от угла обхвата канатом шкива, формы профиля ручья, коэффициента трения между канатом и рабочей поверхностью ручья и от соотношения натяжений в ветвях [1].
Форма профиля ручья позволяет увеличить тяговую способность механизма выдвижения мачты. Формы профиля ручьев представлены на рис. 2.
щие, что использование механизма выдвижения мачты, построенного на представленном принципе, позволяет добиться надежной, простой и легкой конструкции в механизме раскрытия крупногабаритных трансформируемых антенн.
Рис. 2. Профили ручьев [2]: а - полукруглый; б - полукруглый с подрезом; в - клиновой
При полукруглом профиле ручья канат находится в наиболее благоприятных условиях в отношении износа [3].
Полукруглый ручей даёт возможность добиваться наибольшего срока службы каната вследствие большой опорной поверхности каната в ручье. Но при этом снижается тяговая способность шкива. В таких случаях либо увеличивают угол обхвата введением контршкива, либо применяют ручьи другого профиля [4].
При применении контршкива происходит переход с канатоведущего шкива на контршкив и обратно, геометрическая ось каната отклоняется от плоскости симметрии соответствующего ручья, образуя угол сбега каната. Этот угол влияет на срок службы канатов и канатоведущих шкивов. При значительных углах канат более интенсивно трется о боковые стенки ручья, увеличивая износ поверхностей трения элементов [5]. Для уменьшения угла сбега канатов ручьи контршкива смещают в осевом направлении относительно ручьев канатоведущего шкива на половину шага между его соседними ручьями. Схема укладки каната на канатоведущем шкиве представлена на рис. 3.
Для обеспечения работы механизма выдвижения мачты в условиях невесомости натяжение тросов создается пружинной системой натяжения.
Сила натяжения тросов, профиль и размеры системы шкивов и мощность электропривода рассчитываются из условий создания необходимой тяговой способности механизма выдвижения мачты.
В настоящее время проведены анализы, расчеты и первые испытания опытного образца, показываю-
б
Рис. 3. Схема укладки каната на канатоведущем шкиве: а - простое огибание, б - двойное огибание (с контршкивом);
1 - шкив, 2-4 - канаты, 5 - контршкив
Актуальность использования такого механизма очень велика, так как в последнее время на космические аппараты устанавливаются антенны больших габаритных размеров для выполнения важных научных и стратегических задач, что влечет за собой проблемы с их размещением и необходимость разработки принципиальных схем трансформации антенн.
Библиографические ссылки
1. Строительные машины и оборудование : справочник [Электронный ресурс]. URL: http://stroy-technics.ru/article/kanatovedushchie-organy-kontrshkivy-i-otklonyayushchie-bloki.
2. Информационные материалы Septilos.ru [Электронный ресурс]. URL: http://www.septilos.ru/ informatsiya/spravochnik/lifty-elektricheskie/ustroistvo-liftov.
3. Энциклопедия по машиностроению - XXL [Электронный ресурс]. URL: http://mash-xxl.info/info/ 764894/.
4. Полковников В. С. Монтаж и эксплуатация лифтов. 2-е изд. испр. и доп. М. : Высш. шк., 1973. 328 с.
5. Полковников В. С. Монтаж лифтов. 4-е изд. М. : Высш. шк., 1981. 280 с.
References
1. Stroitelnie mashini i oborudovanie, spravochnik. [Building machines and the equipment, directory] Available at: http://stroy-technics.ru/article/kanato vedushchie-organy-kontrshkivy-i-otklonyayushchie-bloki.
2. Informacionnie materialy. Septilos.ru. [Information materials] Available at: http://www.septilos.ru/ informatsiya/spravochnik/lifty-elektricheskie/ustroistvo-liftov.
3. Enciklopedia po mashinostroeniu XXL [encyclopedia of Machine industry XXL] Available at: http://mash-xxl.info/info/764894/.
а
Решетнееские чтения. 2015
4. Polkovnikov V.S. Montaj I ekspluataciya liftov izdanie 2-€ ispravlennoe I dopolnennoe. [Mounting and maintenance of lifts issuing 2 patched and added] Moskow. «Visshaya shkola», Publ., 1973, 328 p.
5. Polkovnikov V.S Montaj liftov izdanie 4. [Mounting of lifts issuing 4] Moskow. «Visshaya shkola», Publ., 1981, 280p.
© Краевский П. А., 2015
УДК 677.074.13
РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ТКАНИ ИЗ ТЕРМОСТОЙКИХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ НИТЕЙ ДЛЯ ОТРАЖАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ АНТЕНН
Н. М. Левакова, П. Е. Сафонов
ООО «ТЕКС-ЦЕНТР» Российская Федерация, 105005, г. Москва, ул. Малая Почтовая, 2/2 E-mail: [email protected]
Представлены результаты разработки экранирующей ткани, отличающейся от аналогов высокой термо-и радиационной стойкостью и низким весом. Ткань может быть использована в качестве радиоотражающе-го материала в конструкции антенн.
Ключевые слова: радиоотражающий материал, параарамидные нити, термостойкие электропроводящие нити, радиотехнические характеристики ткани.
DEVELOPMENT OF STRUCTURE FABRIC MADE FROM HEAT-RESISTANT CONDUCTIVE THREADS FOR THE REFLECTIVE SURFACE ANTENNAS
N. M. Levakova, P. E. Safonov
TEKS-CENTRE Ltd
2/2, Malaya Pochtovaya Str., Moscow, 105005, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The research illustrates the development results of shielding fabric that differs from the high thermal and radiation stability and has low weight. The fabric can be used as radiotracer material in antenna design.
Keywords: radiotray material, para-aramid yarn, heat-resistant conductive thread, electronic characteristics of the fabric.
Актуальность исследования обусловлена активным развитием современного оборудования с применением мощных источников электромагнитного излучения (ЭМИ), а также расширением сфер их применения.
Так, в новых разработках конструкций трансформируемых космических антенн для обеспечения жестких требований необходима радиоотражающая ткань, отличающаяся от имеющихся аналогов высокой термо- и радиационной стойкостью, минимальным весом и газовыделением при высоком значении коэффициента отражения электромагнитных волн.
В конструкциях трансформируемых антенн в качестве радиоотражающего материала долгое время использовалась металлизированная ткань арт. 56041 (ТУ17 РСФСР62-4504-77), которая изготавливается из мишурных нитей. Сердечник мишурной нити выполнен из полиамидной нити линейной плотности 15,6 текс, а оплетка - из плющеной посеребренной медной проволоки. Недостатком существующей ткани является низкая термо- и радиационная стойкость и высокий вес (180 г/м2).
Исходя из требований заказчика - АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва», ООО «ТЕКС-ЦЕНТР» была разработана структура комбинированной электропроводящей термостойкой нити, в сердечнике которой может быть использована комплексная параарамидная нить «Армалон» на базе полипара-фенилентерефталамида (ПФТА), или нить «Руслан» на основе сополимеров полиамидобензимидазола (спПАБИ), или полиимидная нить «Аримид», а в оплетке - медная посеребренная или стальная микропроволока круглого сечения.
Выбор материала сердечника обусловлен тем, что параарамидные или полиимидные нити отличаются от полиамидных сверхвысокими значениями прочности и модуля упругости, высокими значениями термо- и радиационной стойкости [1; 2] и поэтому могут эксплуатироваться в широком диапазоне температур [3]. Выбор типа микропроволоки для оплетки сердечника делается на основании имеющихся сведений о материалах, используемых для создания эффективной отражающей поверхности трансформируемых космических антенн [4; 5].
