Обзор основных характеристик современных электромеханических приводов для КА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»

УДК 629.76/78.064

ОБЗОР ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДОВ ДЛЯ КА

Т. Г. Хадкевич1, А. В. Токарев2

1Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

2АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Представлен обзор основных характеристик электромеханических приводов.

Ключевые слова: электромеханический привод, шариковинтовая передача, роликовинтовая передача.

OVERVIEW OF THE MAIN CHARACTERISTICS OF MODERN

ELECTROMECHANICAL ACTUATORS FOR SPACECRAFT

T. G. Khadkevich1, A. V. Tokorev2

1Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

2JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information satellite systems" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation

The paper summarizes the characteristics of modern electromechanical actuators.

Keywords: electromechanical drive, roller- screw mechanisms.

В конструкциях космических аппаратов (КА) к современным приводным устройствам предъявляются следующие требования:

- ресурс работы не менее 15 лет;

- минимальная масса;

- точность позиционирования не более 0,001 мм;

- осевая жесткость, не менее 10 Н/мкм;

- диапазон рабочих температур от минус 70 до плюс 70 °С;

- давление не ниже 1,3 • 10-13кПа (10-13 мм рт. ст.) и в то же время они должны обладать высокой надежностью и долговечностью.

Важнейший элемент электромеханического привода - исполнительный механизм. Рассмотрим исполнительные механизмы, преобразующие вращательное движение от двигателя в поступательное движение выходного звена.

В современных электромеханических приводах целесообразно использовать винтовые механизмы качения, которые имеют высокие эксплуатационные параметры, в том числе высокий КПД, поэтому их применение позволяет существенно снизить массу привода, что особенно важно для летательных аппаратов [1; 2].

К винтовым механизмам качения относятся шариковинтовые механизмы (ШВМ) и роликовин-товые механизмы (РВМ). Основные критерии при выборе передач (табл. 1): кинематическая погрешность не более 5.. .7 мкм; статическая грузоподъемность от 150 Н; жесткость от 4 Н/мкм.

В связи с тенденцией увеличения размеров трансформируемых конструкций КА, остро встает вопрос о создании механизмов, которые бы обеспечивали точную юстировку из пространственного

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1

положения. В качестве основного прецизионного элемента таких устройств представляется возможным использовать РВП, ввиду высокой жесткости и точности данной передачи.

Таблица 1

Сравнительные характеристики ШВП и РВП

Характеристики ШВП РВП

Динамическая грузоподъемность От 1,9 до 375 кН От 7,4 до 3 700 кН

Статическая грузоподъемность От 2,2 до 1 250 кН От 13,4 до 14 800 кН

Номинальный диаметр винта От 6 до 150 мм От 8 до 210 мм

В АО «ИСС» имени М. Ф. Решетнева имеются разработки высокоточных линейных приводов для применения в составе сложных крупногабаритных развертываемых антенных систем [3]. В табл. 2 приведены основные характеристики электромеханических приводов спроектированных на базе ШВП и РВП.

Таблица 2

Характеристики электромеханических приводов

Параметры Привод на базе ШВП Привод на базе РВП

Рабочий ход вдоль продольной оси (вдоль оси ОТ) ±4 мм ±2 мм

Дискретность линейного перемещения не более 0,01 мм не более 0,001 мм

Максимальная погрешность отработки единичного шага линейного перемещения ±0,005 мм (вдоль каждой оси) ±0,001 мм (вдоль каждой оси)

Накопленная погрешность линейного перемещения ± 0,02 мм ± 0,002 мм

Повторяемость линейного перемещения ± 0,01 мм ± 0,001 мм

Представленные характеристики приводов на базе ШВП и РВП позволяют повысить в 2 раза точность наведения антенных систем на уровне КА.

Таким образом, перспективными передачами, используемыми в высокоточных линейных приводах, являются роликовинтовые передачи. Их применение в высокоточных приводах позволит повысить тактико-технические и эксплуатационные характеристики, погрешность позиционирования, осевую жесткость и КПД.

Библиографические ссылки

1. Важнейший элемент электромеханического привода [Электронный ресурс]. URL: http://izvuzmash.ru/articles/37/37.pdf (дата обращения: 20.03.2016).

2. Роликовинтовые и шариковинтовые передачи применяются [Электронный ресурс]. URL: http://www.rvpberg.ru/ (дата обращения: 20.03.2016).

3. Чуйкина Л. А., Порпелев В. Г., Чуйкин Д. О. Тенденции развития приводов раскрытия // Ре-шетневские чтения : материалы XIV Междунар. науч. конф. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. Ч. 1. С. 93-94.

© Хадкевич Т. Г., Токарев А. В., 2016