CC BY
18Решетневскуе чтения. 2017
УДК 681.7.062
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕФЛЕКТОРА КОСМИЧЕСКОГО ТЕЛЕСКОПА
С. В. Овсянников, Ю. Б. Чекунов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 Е-mail: ovsyannikov@iss-reshetnev.ru
Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования динамических характеристик рефлектора космического телескопа.
Ключевые слова: рефлектор, конечно-элементная модель, динамика.
STUDYING DYNAMIC PROPERTIES OF THE SPACE TELESCOPE REFLECTOR
S. V. Ovsyannikov, Yu. B. Chekunov
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation Е-mail: ovsyannikov@iss-reshetnev.ru
The paper presents the results of the computational and experimental study of dynamic properties of the space telescope reflector.
Keywords: reflector, finite element model, dynamic.
Рефлектор является составной частью космического телескопа космической обсерватории «Миллиме-трон» и представляет собой конструкцию, состоящую из двадцати четырёх трансформируемых лепестков и стационарно установленного центрального зеркала. В раскрытом положении лепестки формируют главное зеркало рефлектора. На этапах транспортирования и выведения лепестки фиксируются и удерживаются в сложенном положении с помощью системы транспортной зачековки.
На этапе проектирования системы зачековки была разработана конечно-элементная модель (КЭМ) рефлектора, с помощью которой в пакете MSC Nastran [1-3] решалась задача выбора схемы транспортной зачековки секторов, обеспечивающей выполнение требований жесткости в виде минимальных собственных частот и прочности от действия вибрационных нагрузок участка выведения. В результате расчетов выбран вариант опирания лепестков на центральную ферму контррефлектора (КР) с фиксацией тросовой системой и определены усилия натяжения тросов.
Для экспериментального подтверждения правильности выбранного варианта, на этапе отработки кон-структорско-технологического макета (КТМ) рефлектора проводились вибрационные испытания. Перед испытаниями проведен расчет собственных частот и форм колебаний, виброускорений, напряженно-деформированного состояния КТМ рефлектора от действия гармонической вибрации. На рис. 1 показан КТМ рефлектора.
Во время испытаний производилось измерение сигналов с акселерометров, установленных в характерных точках конструкции и тензорезисторов, уста-
новленных на трубах имитатора фермы КР [4]. В результате обработки полученных данных определялись частотные зависимости амплитуд ускорений, коэффициентов вибропередачи и осевых усилий в трубах имитатора фермы КР [5].
Рис. 1. КТМ рефлектора: а - испытательная схема КТМ рефлектора; б - расчетная схема КТМ рефлектора
Исходя из сравнения экспериментальных и расчетных данных коэффициентов вибропередачи в центре имитатора фермы КР (рис. 2) и осевых усилий
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
(рис. 3) определены первые собственные частоты конструкции в поперечном направлении:
- расчетная 8,5 Гц;
- экспериментальная 9,3 Гц.
Рис. 2. Коэффициенты вибропередачи в центре имитатора фермы КР
Рис. 3. Осевые усилия в трубах имитатора фермы КР
Полученные данные позволили подтвердить выполнение требований жесткости КТМ рефлектора,
уточнить математическую модель в части динамических характеристик и распределения силовых потоков. Принципы исследования динамических характеристик, основанные на математическом моделировании КТМ с предложенным вариантом схемы транспортной зачековки, будут использоваться в дальнейшем на следующих этапах наземно-экспери-ментальной отработки рефлектора.
Библиографические ссылки
1. Рычков С. П. Моделирование конструкций в среде Femap with NX Nastran. М. : ДМК Пресс, 2013. 784 с.
2. MD/MSC Nastran 2010. Quick Reference Guide.
3. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М. : Мир, 1979. 392 с.
4. Шенк Х. Теория инженерного эксперимента. М. : Мир, 1972. 381 с.
5. Александров А. В., Потапов В. Д., Державин Б. П. Сопротивление материалов. М. : Высш. шк., 2008. 560 с.
References
1. Rychkov S. P. Modelirovanie konstruktsiy v srede Femap with NX Nastran [Structure simulation in Femap with NX Nastran sphered M. : DMK Press, 2013. 784 p.
2. MD/MSC Nastran 2010. Quick Reference Guide.
3. Segerlind L. Primenenie metoda konechnykh ele-mentov [Applied Finite Element Analysis]. M. : Mir Publ., 1979. 392 p.
4. Schenck H. Teoriya inzhenernogo experimenta [Theories of engineering experimentation]. M. : Mir Publ., 1972. 381 p.
5. Aleksandrov A. V., Potapov V. D., Derzhavin B. P. Soprotivlenie materialov [Strength of materials]. M. : Vysshaya Shkola Publ., 2008. 560 p.
© Овсянников С. В., Чекунов Ю. Б., 2017
