Преимущества использования ПКМ с интеллектуальной матрицей при изготовлении рефлекторов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов

УДК 678; 677.4; 532.64

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПКМ С ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ МАТРИЦЕЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ РЕФЛЕКТОРОВ*

Р. Ф. Масалимов

Ресурсный центр коллективного пользования «Космические аппараты и системы» Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Трансформируемая оболочка позволяет уменьшить габариты при транспортировке и разместить рефлектор под обтекателем ракетоносителя. Конструкциям из ПКМ легко придать необходимую форму в то время, как получение тонкой оболочки двойной кривизны из металла является дорогостоящей и трудоемкой технологической задачей.

Ключевые слова: интеллектуальный материал, полимерная оболочка, крупногабаритный трансформируемый рефлектор.

ADVANTAGES OF USING PCM WITH INTELLIGENT MATRIX WHEN MANUFACTURING REFLECTORS

R. F. Masalimov

Resource Center of the Collective Use "Spacecraft and Systems" of Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The transformable shell allows to reduce the dimensions during transportation and place the reflector under the fairing of the launch vehicle. Constructions from PCM can be easily shaped. For example, obtaining a thin shell of double curvature from metal is an expensive and time-consuming technological task.

Keywords: intellectual material, polymeric shell, large-size transformable reflector.

В реализованных конструкциях крупногабаритных трансформируемых рефлекторов отражающая поверхность изготовлена из металлизированного сете-полотна.

Главным недостатком такого решения является требование натяжения для обеспечения необходимой точности [1].

Корпорация Harris в настоящее время разрабатывает платформу следующего поколения с большим деапозоном радиочастотного отражения, называемую гибкий прецизионнный рефлектор (Flexible Precision Reflector (FPR)). FPR значительно продвинет системы спутниковой связи, предоставив антенны с очень большой апертурой, которые будут уложены в существующие кожухи ракеты-носителя по относительно низкой цене и количеству деталей. Кроме того, заменяя традиционные сетчатые поверхности на готовый композитный материал, антенна FPR будет работать на радиочастотах выше 40 Ггц [2].

Для повышения точности, увеличения жесткости, уменьшения массы рефлектора необходимо использовать в качестве отражающей поверхности оболочку

из полимерной матрицы армированной углеволок-ном [3].

Трансформация оболочки обеспечивает матрица из интеллектуальных полимерных композиционных материалов с применением материалов с памятью формы (интеллектуальных ПКМ) [4]. Такими материалами являются полиуретан (DiAPLEX, SMP Technologies Inc.), SMP на основе полистирола (Veriflex®, Verilyte ™, Veritex ™, Cornerstone Research Group, Inc.), алифатический полиуретан (Tecoflex®, Lubrizol Advanced Materials), эпоксидный SMP (TEMBO®, Composite Technology Development, Inc .).

Данные материалы обладают способностью контролируемым образом реагировать на изменяющиеся внешние воздействия, изменяя свои функциональные свойства, формы и прочие характеристики. Изделия из таких материалов способны самостоятельно приобретать нужную форму из компактной транспортабельной формы [5]. На рисунке представлен трансформируемый рефлектор с оболочкой из композита с памятью формы [6].

* Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Российской Федерации (Министерства образования и науки Российской Федерации) по договору 02.G25.31.0147.

Решетневскуе чтения. 2018

с.) Stowed

Макет трансформируемого рефлектора с полимерной оболочкой

Библиографические ссылки

1. Понамарев С. В. Трансформируемые рефлекторы антенн космических аппаратов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2011. № 4 (12). С. 110-119.

2. Keller P. N., Lake M. S., Codell D. Development of Elastic Memory Composite Stiffeners for a Flexible Precision Reflector, Composites in manufacturing Second quarter. 2007. Vol. 23, №. 2. P. 4-5.

3. Ning Zheng, Guangqiang Fang, Zhengli Cao, High strain epoxy shape memory polymer. Polymer Chemistry, Mar 2015. P. 3046-3053.

4. Shape memory polymer network with thermally distinct elasticity and plasticity. Science Advances. 2016. Vol 2, No. 101 January.

5. Tibert G. A. Deployable Tensegrity structures for space Applications: PhD thesis. Stockholm, 2002.

6. Robert M Taylor, Ph. D. Composite Technology Development NASA Program Manager: Eduardo Torres-Martinez, Earth Science Technology Forum June 21, 2011 Pasadena, CA.

References

1. Keller P. N., Lake M. S., Codell D. Development of Elastic Memory Composite Stiffeners for a Flexible Precision Reflector, Composities in manufacturing, 2007. Vol. 23, №. 2. P. 4-5.

2. Ponamarev S. V. [Transformable aerial reflectors of space vehicles], Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. MAtematika i mekhanika. 2011. № 4 (12). Р. 110-119. (In Russ).

3. Ning Zheng, Guangqiang Fang, Zhengli Cao, High strain epoxy shape memory polymer. Polymer Chemistry, Mar 2015. P. 3046-3053.

4. Shape memory polymer network with thermally distinct elasticity and plasticity. Science Advances. 2016. Vol 2, No. 101. January

5. Tibert G.A. Deployable Tensegrity structures for space Applications: PhD thesis. Stockholm, 2002.

6. Robert M Taylor, Ph.D. Composite Technology Development NASA Program Manager: Eduardo Torres-Martinez, Earth Science Technology Forum June 21, 2011 Pasadena, CA.

© MacaiHMOB P. O., 2018