Размеростабильность - проблемы и решения Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

<Тешетневс^ие чтения. 2016

УДК 677.494

РАЗМЕРОСТАБИЛЬНОСТЬ - ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ

А. Н. Малышев1*, А. Н. Гладков1, Л. Д. Серова1, Н. А. Шамова2, М. В. Смирнов2

!000 «ТЕМА-М» Российская Федерация, 141009, г. Мытищи, ул. К. Маркса, 4 2А0 «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: [email protected]

Определены проблемы и предложены решения получения высокопрочных высокомодульных волокнистых материалов для использования при проектировании и создании крупногабаритных трансформируемых рефлекторов современных космических аппаратов.

Ключевые слова: размеростабильные шнуры и ленты, высокомодульная нить, коэффициент термического расширения.

SIZE STABILITY - PROBLEMS AND SOLUTIONS

A. N. Malyshev1*, A. N. Gladkov1, L. D. Serova1, N. A. Shamova2, M. V. Smirnov2

1TEMA-M Ltd 4, Karl Marx Street, Mytischi, 141009, Russian Federation 2JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

The research identifies problems and proposes solutions for the production of high-strength high-modulus fiber materials to use in the design and development of large-size transformable reflectors of modern spacecraft.

Keywords: dimensionally cords and ribbons, high modulus filament, the coefficient of thermal expansion.

Задача создания крупногабаритных трансформируемых рефлекторов современных и перспективных космических аппаратов потребовала решения ряда весьма сложных материаловедческих проблем. Среди них - разработка и производство размеростабильных шнуров и лент широкого ассортимента. Заказчиком, АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», были сформулированы технические требования к таким изделиям, в которых, помимо длительной работоспособности в условиях открытого космического пространства (15,5 года эксплуатации в составе изделия при температурах от минус 180 оС до плюс 160 оС и радиационном воздействии до дозы 6,0*108 рад) требовалось получить значение коэффициента линейного термического расширения (КЛТР) по модулю не более 0, того, такие изделия должны обладать хорошей гибкостью и стойкостью к многократным перегибам.

В природе сегодня имеется весьма ограниченное число материалов, примерно соответствующих таким требованиям: кварцевые нити, высокопрочные и высокомодульные углеродные нити, а также высокопрочные и высокомодульные арамидные нити типа СВМ. Кварцевые и углеродные нити являются весьма хрупкими, хотя их КЛТР наиболее близок к поставленной задаче [1]. КЛТР органоволокна СВМ в диапазоне температур 20-470 К монотонно изменяется практически от нуля до минус 7,2* 10-6 К-1.

В. И. Вышванюк в своем обзоре [1] высказывает очень интересную мысль о том, что сочетание отрицательного значения КЛТР СВМ с положительным КЛТР связующего может привести к созданию композита с КЛТР близким к нулю. Данные по КЛТР арамидов в литературе разнятся. Для СВМ, например, это ±1*10-6 К-1 в диапазоне температур 20-300 оС, для терлона минус (1-2)* 10-6 К-1 в этом же диапазоне температур [2], для тварона минус 3,5* 10-6 К-1 [3]. Наши измерения КЛТР армалона® также дали значения минус 3,5* 10-6 К-1, что и было положено в основу разработки размеростабильных шнуров и лент. Соединив на специальном плетельном оборудовании воедино нити армалон® и стеклянные нити (КЛТР 8,5* 10-6 К-1), нам удалось создать размеростабильные шнуры и ленты согласно техническому заданию заказчика диаметром от 0,2 до 4 мм с разрывными нагрузками от 4 до 500 кгс. При этом соотношение ар-малон® : стекло было в пределах 1:3.

Возникла, однако, проблема восстановления прямолинейности и снижения прочности шнуров после многократного их складывания. Количество и хрупкость стекла заставили искать новое решение. Оно

было найдено в химической структуре нитей арма®

лон .

Новая мономерная добавка [4; 5], используемая при синтезе полимера в количестве 10 %-мольных и последующая термовытяжка сформованной нити по-

"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических, аппаратов

зволили получить нить армалон® с модулем Юнга 180-200 ГПа с сохранением гибкости. КЛТР такой нити оказался по модулю не

того, термовытянутая нить армалон® имеет в разы меньшее влагопоглощение, чем исходная. Новые нити позволили создать размеростабильные шнуры нового поколения.

Библиографические ссылки

1. Вышванюк В. И. Тепловое расширение конструкционных волокнистых композитов // Обзор. 1987. Сер. 8. С. 12-23.

2. Химические волокна третьего поколения, выпускаемые в СССР / Л. В. Авророва, А. В. Волохина, В. Б. Глазунов, Г. И. Кудрявцев и др. // Химические волокна. 1989. № 4. С. 21-27.

3. Twaron High Modulus, Type 2200. Проспект. 2002.

4. Пат. 2385861 мПКС07С233/80, СО7С231/12. Российская Федерация. Способ получения хлорзамещён-ных 4,4!-диаминобензанилидов / Вулах Е. Л., Малышев А. Н. № 2007146052/04 ; заявл. 11.12.2007 ; опубл. 10.04.2010.

5. Пат. 2111978 МПК6С08G69/32, D01F6/74. Российская Федерация. Анизотропный раствор на основе

ароматических сополиамидов и формованные изделия из этого раствора / Рождественская Т. А., Тиканова Л. Я., Серова Л. Д., Малышев А. Н., Гитис С. С., Субботин В. А. № 9612035/06 ; заявл. 26.09.1996 ; опубл. 27.05.1998.

References

1. Vyshvanyuk V. I. Thermal expansion of structural fiber composites. Review. 1987. Ser. 8. Р. 12-23.

2. Chemical fiber of the third generation, manufactured in the USSR / Avrorova L. V., Volo-hina V. A., Glazunov V. B., Kudryavtsev G. I. and others // Chemical fiber. 1989. № 4. Р. 21-27.

3. Twaron High Modulus, Type 2200. Prospect, 2002.

4. Vulakh E. L., Malyshev A. N. A method of producing chlorine substituted 4,41-diaminobenzanilide. Patent RF, № 2385861, 10.04.2010.

5. Rozhdestvenskaya T. A., Tikanova L. Y., Serova L. D., Malyshev A. N., Gitis S. S., Subbotin V. A. The anisotropic solution based on aromatic polyamides and molded articles of this solution. Patent RF, № 2111978, 27.05.1998.

© Малышев А. Н., Гладков А. Н., Серова Л. Д., Шамова Н. А., Смирнов М. В., 2016

УДК 629-238.9

УПРАВЛЯЕМЫЙ СПУСКОВОЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ РАСКРЫТИЯ КОНСТРУКЦИЙ

КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

П. П. Моисеев, А. И. Викторов

ООО «Научно-производственное предприятие «АСТРОН ЭЛЕКТРОНИКА» Российская Федерация, 302019, г. Орел, ул. Веселая, 2 E-mail: [email protected]

Рассмотрена система раскрытия конструкций космических аппаратов. Предложен управляемый спусковой механизм для раскрытия конструкций космического аппарата. Описаны его преимущества.

Ключевые слова: управляемый спусковой механизм, солнечные батареи, трансформируемые космические конструкции, управляемое раскрытие.

CONTROLLED TRIGGER MECHANISM FOR SPACECRAFT DISCLOSURE DESIGNS

P. P. Moiseev, A. I. Victorov

«Scientific-production enterprise «ASTRON ELECTRONICS» Ltd 2, Veselaya Street, Orel, 302019, Russian Federation E-mail: [email protected]

The paper reviews the system for the spacecraft disclosure designs. The research proposes controlled trigger mechanism for the spacecraft disclosure designs; it describes its advantages.

Keywords: controlled trigger mechanism, solar battery, disclosure mechanism, controlled disclosure.

Для развертывания трансформируемых конструкций космического аппарата (КА) из транспортного положения в рабочее положение широко применяют электромеханические приводы раскрытия [1], которые приводят в действие раскрывающиеся узлы меха-

нических систем КА и обеспечивают торможение с необходимой скоростью.

От выполнения заданной последовательности и скорости раскрытия зависит дальнейшая эксплуатация КА.