CC BY
8Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических.аппаратов
M. M. Mikhnev, V. V. Zlotenko, K. N. Polyaev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
INFORMATION SEARCHING SYSTEM OF TECHNOLOGICAL PROVIDING «GLOBUS-M» RESOURCES
The assignment and structure of the original Information search system of technological providing «GLOBUSM» resources are considered.
© Михнев М. М., Злотенко В. В., Поляев К. Н., 2010
УДК 621.372.83.001.24
М. М. Михнев, В. Н. Наговицын, О. Б. Гоцелюк, В. Ю. Гусев
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
П. Н. Сильченко, И. В. Кудрявцев Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ВОЛНОВОДНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Рассматриваются вопросы расчетно-теоретического сопровождения сборки пайкой из отдельных элементов волноводно-распределительных систем космических аппаратов для обеспечения условий их общей и локальной прочности с учетом накопленных при изготовлении технологических погрешностей.
Конструкция волноводно-распределительных систем (ВРС) космических аппаратов связи состоит из набора прямых и изогнутых тонкостенных стержней прямоугольного поперечного сечения, соединенных между собой через муфты, посредством пайки [1], или же фланцев, в единую и жесткую конструкцию.
В процессе сборки пайкой элементы и участки волноводно-распределительной системы подвергаются воздействию температурных, силовых и деформационных нагрузок [2; 3]. Это приводит к образованию неконтролируемых случайных технологических погрешностей изготовления, которые нарушают расчетную геометрию всего участка и на этапе монтажа требуют приложения дополнительных усилий для совмещения точек крепления или установки гибкой секции.
Для обеспечения глобальной и локальной прочности ВРС, а также всех ее элементов, разработаны методы расчета, которые позволят на этапах проектирования и изготовления регулировать ее напряженно-деформированное состояние путем изменения конфигурации и геометрии элементов, а также оптимальную расстановку промежуточных опор в направлениях наименьшей жесткости.
Элементы ВРС имеют тонкостенное прямоугольное поперечное сечение и представляют собой оболо-чечные конструкции. Существующие методы теории оболочек и пластин не позволяют рассчитывать напряженно-деформированное состояние таких складчатых оболочечных конструкций, так как прямоугольное поперечное сечения элементов ВРС содержит резкие переходы (складки) между стенками и
функция радиуса кривизны должна скачкообразно изменяться от нуля до бесконечности, при котором дальнейшие математические преобразования невозможны.
Выходом из данной ситуации может являться разбиение исходной конструкции элементов ВРС на отдельные подэлементы, напряженное состояние которых можно полностью описать существующими методами. Однако при этом увеличивается количество систем дифференциальных уравнений, которое пропорционально числу элементов, на которые разбита исходная оболочка сложной формы.
Аналитическое решение такой задачи будет затруднено и потребуется применять численные методы, в частности метод конечных элементов (МКЭ).
Точность применяемого МКЭ зависит от количества конечных элементов, на которые разбита исходная геометрия рассчитываемой конструкции, и ограничивается аппаратными ресурсами ЭВМ. Для достижения требуемой точности расчета конструкция тонкостенных элементов ВРС, вследствие минимальной толщиной стенки ее элементов, будет требовать применения очень большого числа конечных элементов, особенно для протяженных участков, что приведет к применению дорогих высокопроизводительных ЭВМ и значительных затрат на продолжительность расчета.
Для снижения сложности расчетов нами разработаны методики [2; 3], согласно которым в глобальной постановке протяженные участки и вся ВРС в целом моделируются пространственными стержневыми конструкциями, имеющими соответствующие закрепления и нагруженными эквивалентными силовыми и
Решетневские чтения
деформационными статическими и квазистатическими нагрузками.
Малое время расчета конструкций ВРС позволяет на этапе проектирования оперативно регулировать ее напряженно-деформированное состояние путем изменения геометрии участков и расстановкой промежуточных опор в требуемых направлениях, соответствующих минимальной жесткости участков для достижения условий их прочности.
Для автоматизации вышеуказанных расчетов на прочность ВРС при действии статических и квазистатических нагрузок нами разработаны алгоритмы и программа на ЭВМ [3].
Наши методики позволят при необходимости проведение уточненных расчетов отдельных локальных участков конструкции ВРС. Для этого, после расчета участка или же всей ВРС как стержневой конструкции, выделяется интересующий участок и транслируется в виде твердотельной оболочечной конструкции в ППП ЛшуБ (№Б1гап и др.) с соответствующими силовыми факторами по своим границам. Дальнейший численный расчет выделенного участка выполняется методом конечных элементов используемого ППП.
Таким образом, разработанные нами методики позволяют производить обстоятельный прочностной
анализ при проектировании и изготовлении отдельных участков и ВРС в целом.
Для проверки достоверности принятых решений рассчитанные участки и ВРС в целом подвергаются экспериментальным исследованиям на весь спектр механических воздействий.
Библиографические ссылки
1. Пат. № 2317184 Российская Федерация. Способ изготовления волноводно-распределительных систем из алюминиевых сплавов / П. Н. Сильченко, А. И. Корчагин, М. М. Михнев [и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГУП «НПО ПМ им. акад. М. Ф. Решетне-ва». № 2005133293/02 ; заявл. 28.10.2005 ; опубл. 20.02.2008, Бюл. № 5.
2. Кудрявцев И. В., Сильченко П. Н., Михнев М. М. Напряженно-деформированное состояние паяных волноводно-распределительных систем космических аппаратов связи // Технология машиностроения. 2006. № 9. С. 53-57.
3. Особенности расчета на прочность паяных конструкций волноводно-распределительных систем космических аппаратов связи / П. Н. Сильченко [и др.] // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2008. № 2. С. 53-58.
M. M. Michnev, V. N. Nagovitsyn, O. B. Gotseluk, V. U. Gusev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
P. N. Silchenko, I. V. Kudryavcev Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk
THE MAINTENANCE OF DURABILITY OF WAVE-DISTRIBUTIVE SYSTEMS FOR LARGE-SIZED TRANSFORMED DESIGNS OF SPACE VEHICLES
The issues of settlement-theoretical support of assemblage by soldering from separate elements of wave-distributive systems of space vehicles for maintenance of conditions of their general and local durability taking into account the technological errors saved up at manufacturing are considered.
© Михнев М. М., Наговицын В. Н., Гоцелюк О. Б., Гусев В. Ю., Сильченко П. Н., Кудрявцев И. В., 2010
УДК 629.76/.78.001.63
Д. В. Назаров, С. В. Тюлевин, Н. В. Еремин
Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс», Россия, Самара
СОЗДАНИЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
ВОЛНОВЫХ ПРИВОДОВ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ СИСТЕМ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ДОЛГОВРЕМЕННЫМ СРОКОМ АКТИВНОГО СУЩЕСТВОВАНИЯ
Обоснована необходимость создания электромеханических волновых приводов нового поколения, описаны основные конструктивно-технологические решения, примененные при их модернизации. Рассмотрена применимость волновых зубчатых передач нового поколения в качестве технологий двойного назначения.
Увеличение срока активного существования и надежности космических аппаратов (КА) за счет улучшения тактико-технических характеристик электромеханических приводов сложных трансформируемых
систем является основной задачей при создании новых КА.
Созданные в 70-е годы приводы базировались на волновых редукторах с роликовыми генераторами
