CC BY
20Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
укорачивающая ветвь, и управляющий привод включается в режим развёртывания. Кроме того, задержка срабатывания тянущей ветви компенсирует разности моментов постановки спиц на упоры (несинхронность) в конце развёртывания, так как спицы встают на упоры последовательно в неопределённом порядке.
Для рефлектора диаметром 5 м с центральной частью диаметром 1 м проработаны варианты конструктивной реализации. Рассмотрены несколько вариантов приводов с жёсткой и тросовой кольцевой связью.
Библиографические ссылки
1. Тенденции развития приводов раскрытия / Л. В. Чуйкина, В. Г. Порпылев, Д. О. Чуйкин // Ре-шетневские чтения (10-12 ноября, Красноярск). Красноярск, 2010. Ч. 1, С. 93-94.
2. Zero Deadband, Multiple Strut Synchronized Hinge for Deployable Structures / Matthew Botke, David Murphy, Thomas Murphey, Peter Sorensen // Proceedings of the 36th Aerospace Mechanisms Symposium, Glenn Research Center. May 15-17. 2002.
References
1. The opened drives development tendencies / L. V. Chuykina, B. G. Porpylev, D. O. Chuykin // Reshernevskie chtenija, 10-12 nov., Krasnojarsk 2010, Part 1, S. 93-94.
2. Zero Deadband, Multiple Strut Synchronized Hinge for Deployable Structures / Matthew Botke, David Murphy, Thomas Murphey, Peter Sorensen // Proceedings of the 36th Aerospace Mechanisms Symposium, Glenn Research Center, May 15-17, 2002.
© Величко А. И., Кисанов Ю. А., Церихов В. И., Матросова И. В., 2015
УДК 531.133.3 : 629.78
ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ СПИЦА ДЛЯ РЕФЛЕКТОРА ДИАМЕТРОМ 48 МЕТРОВ
А. Г. Верхогляд1, Д. В. Скоков1, И. А. Накрохин1, Д. О. Шенделев2, В. И. Халиманович2
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук (КТИ НП СО РАН) Российская Федерация, 630058, г. Новосибирск, ул. Русская, 41 E-mail: [email protected]
2 АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
Телескопические спицы являются несущими и формообразующими элементами крупногабаритных трансформируемых рефлекторов, предназначенных для эксплуатации в условиях геостационарной орбиты (ГСО).
В 2014 году в КТИ НП СО РАН разработана и создана телескопическая спица рефлектора диаметром 48 м на основе оригинального механизма выдвижения её звеньев. Принцип действия заключается в телескопическом выдвижении с последующим поворотом двух концевых звеньев спицы, шарнирно установленных на основании и дальнейшем телескопическом выдвижении основания концевых звеньев с промежуточным звеном. В настоящее время на базе АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва» проводятся заключительные испытания созданной телескопической спицы.
Ключевые слова: крупногабаритный трансформируемый рефлектор, телескопическое выдвижение звеньев, формообразование, фиксация.
TELESCOPIC EXTENSION ARM FOR 48 M REFLECTOR
A. G. Verkhoglyad1, D. V. Skokov1, I. A. Nakrokhin1, D. O. Shendelev2, V. I. Khalimanovich2
technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (TDI SIE SB RAS) 41, Russkaya Str., Novosibirsk, 630058, Russian Federation E-mail: [email protected] 2 JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation
Telescopic arms are bones and frame-forming parts for the large-scale transforming antenna's reflectors working at geostationary earth orbit.
In 2014 TDISIE developed the 48 m reflector's telescopic arm which has a novel extension mechanism for its link spokes. The working principle of the special arm extension mechanism is based on the initial telescopic movement with
Решетнеескцие чтения. 2015
consequent rotation of two last spoke links hinged at the arm base, with the following telescopic extension of the arm base by actuation of its intermediate link. Currently this arm is under extensive testing in JSC "ISS".
Keywords: large-size transforming reflector, telescopic spokes extension, surface forming, locking device.
В настоящее время при работе космических аппаратов широко используются антенны с трансформируемыми рефлекторами различных конструкций [1-4]. В наземных условиях часто применяются телескопические трансформируемые конструкции, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с известными. В данной работе представлены результаты проектной разработки и создания телескопической спицы для антенны с рефлектором диаметром 48 м.
Спица должна функционировать в штатном режиме на ГСО при следующих условиях:
- температура окружающей среды при неработающих механизмах - от -160 до +135 °С;
- температура окружающей среды при работающих механизмах - от -110 до +110 °С;
- давление окружающей среды - от 10-104 до 1,3 10-10 Па;
- радиационное воздействие до дозы 6,0 108 рад;
- вид излучения - электроны;
- средняя энергия - 4 МэВ;
- средняя плотность потока электронов - 4,5-1010 1/(см2-с).
Конструкция спицы должна обеспечивать реверсивное движение звеньев. Она должна работать от одного электромеханического привода при напряжении питания 27 -¿3 В.
В 2014 году в КТИ НП СО РАН разработаны телескопические спицы рефлектора диаметром 48 м. В состав спиц входят: звено корневое, звено промежуточное, звено концевое А, звено концевое Б, основание концевых звеньев А и Б, механизм телескопического выдвижения промежуточного звена и основания концевых звеньев А и Б, механизмы поворота концевых звеньев А и Б, механизмы фиксации звеньев спицы в транспортировочном и рабочем положениях и др.
Принцип действия заключается в телескопическом выдвижении с последующим поворотом двух концевых звеньев спицы, шарнирно установленных на основании, и дальнейшем телескопическом выдвижении основания концевых звеньев с промежуточным звеном.
При испытании механизма телескопического выдвижения звеньев спицы были получены следующие параметры:
максимальное осевое усилие, не менее - 200 кг;
угловые жесткости стыка корневого и промежуточного звеньев, приведённые к фланцу корневого звена, не менее - С^ > 2105 Нм/рад, С^ > 1106 Нм/рад, > 1106 Нм/рад;
угловые жесткости стыка промежуточного звена и основания концевого звена, приведённые к фланцу промежуточного звена, не менее - С2* > 2 105 Нм/рад, С2у > 4105 Нм/рад, С2г > 4105 Нм/рад;
угловые жесткости узлов поворота звеньев А и Б (между фланцем основания концевого звена и фланцем звеньев А и Б), не менее - С3* > 1105 Нм/рад, С3у > 2105 Нм/рад, С3г > 2105 Нм/рад;
электропитание осуществляется напряжением
(27 +0,3) В;
максимальная потребляемая мощность, не более -160 Вт.
Внешний вид телескопической спицы
для рефлектора диаметром 48 м (показан фрагмент)
В КТИ НП СО РАН совместно с АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва» разработаны, изготовлены и испытаны восемь спиц в составе рефлектора диаметром 48 м. Результаты проведённых испытаний на территории АО «ИСС», свидетельствуют о том, что они полностью удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям. Внешний вид спицы в рабочем состоянии показан на рисунке.
References
1. Freeland R. E., Bilyeu G. D., Veal G. R. Development of flight hardware for a large, inflatable-deployable antenna - experiment. Acta Astronautica: 46th Int. Astron. Fed. Congress, Oslo, 2-6 Oct. 1995, 1996, vol. 38, No. 4-8, p. 251-260.
2. Chodimella S. P. at al. Design evaluation of a large aperture deployable antenna. AIAA Papers, 2006, No. 1603, p. 1-20.
3. Reibaldi G. G., Bernasconi M. C. QUASAT program: the ESA reflector. Acta Astronautica, 1987, Vol. 15, No. 3, p. 181-187.
4. Miura K., Miyazaki Y. Concept of the tension truss antenna. AIAA Papers. 1990, No. 28, p. 1098-1104.
© Верхогляд А. Г., Скоков Д. В., Накрохин И. А., Шенделев Д. О., Халиманович В. И., 2015
