Устройство поворота рефлектора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневские чтения

D. V. Nazarov, S. V. Tyulevin, N. V. Eremin FSUE State Research & Production Space Rocket Centre «TsSKB - Progress», Russia, Samara

THE CREATION OF A NEW GENERATION OF ELECTROMECHANICAL WAVE DRIVE GEARS OF TRANSFORMED SYSTEMS OF SPACECRAFTS WITH LONG-TERM ACTIVE EXISTENCE

In the article the necessity of creation of electromechanical wave drive gears of new generation is proved, the basic constructive-technological decisions applied at their modernization are described. The applicability of wave toothed gearings of new generation as double purpose technologies is considered.

© Назаров Д. В., Тюлевин С. В., Еремин Н. В., 2010

УДК 621.396.67: 629.78

А. А. Пестерников, С. А. Комаров, С. О. Бойко, С. Г. Харитонов

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

УСТРОЙСТВО ПОВОРОТА РЕФЛЕКТОРА

Затронуты основные проблемы, возникающие при проектировании шестистепенного электромеханического устройства поворота рефлектора, для применения в условиях космического пространства.

В связи с постановкой задачи управления пространственным положением рефлектора в условиях космического пространства встает необходимость в создании шестистепенного электромеханического привода. Известны несколько платформ механизмов с шестью степенями свободы: платформа Стюарта («гексапод»), платформа паука, платформа с двойным коленом.

Целью наших разработок является новое для от -расли и предприятия УПР, созданное на основе устройства «гексапод», которое предназначено для поворота площадки в пределах заданных диапазонов углов вокруг трех взаимно перпендикулярных осей и перемещения в пределах заданных размеров вдоль трех взаимно перпендикулярных виртуальных осей. Устройство может состоять из 6 линейных приводов, двух оснований и 12 двухстепенных шарниров, либо 6 двухстепенных и 6 трехстепенных шарниров в зависимости от конфигурации линейных приводов.

Модель УПР

На этапе проектирования УПР возникает ряд проблем, связанных как со сложностью конструкции, так

и с тем, что данное устройство должно работать в космическом пространстве.

Конструкторско-компонов очная схема устройства характеризуется следующими геометрическими параметрами: соотношением диаметров оснований, высотой устройства, расположением приводов на основаниях. В зависимости от выбранной схемы устройства изменяются жесткость, точность позиционирования и габариты устройства.

Основной сложностью при проектировании УПР является разработка линейного привода с высокими точностными, прочностными и жесткосными характеристиками. При проектировании привода линейного перемещения для УПР возникают две наиболее важные проблемы: выбор электродвигателя и передачи, преобразующей вращательное движение в поступательное. Наиболее известны 3 передачи подобного типа: винт-гайка, шариковинтовая и роликовинтовая. Целесообразно применение шариковинтовой или ро-ликовинтовой передачи.

Для правильного управления линейным приводом подходят либо шаговые, либо бесколлекторные электродвигатели, оснащенные датчиками углового положения ротора. Необходимы электродвигатели в негерметичном исполнении, оснащенные цифроанало-говыми блоками электроники (преобразователями), способными работать в вакууме.

На данный момент сконструирован линейный привод на основе электродвигателя Махоп МС-32 и роликовинтовой передачи SKF со следующими расчетными характеристиками:

- развиваемое усилие - 100 кгс;

- рабочий ход - 204 мм;

- погрешность выдвижения - не более ±0,02 мм;

- дискретность выдвижения - 0,005 мм.

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических.аппаратов

Все устройство в целом должно обладать широким диапазоном рабочих температур (-70...+80 °С), быть радиационно- и вибростойким.

Для совершения простого движения (например, перемещения вдоль оси ОХ) необходимо осуществить 6 одновременных движений. У каждого из этих приводов должна быть своя скорость и ускорение линейного перемещения. В связи с этим возникает проблема управления данным устройством. Для создания программы управления нужна математическая модель, учитывающая различные нюансы управления шестистепенным устройством перемещения.

Для автоматического управления устройством на орбите системе управления необходима обратная связь устройства с управляющим компьютером, т. е. системе управления необходима точная информация о том, в каком положении в данный момент находится верхняя площадка УПР. В качестве одного из вариантов организации такой связи рассматривается введе-

ние в конструкцию линейного привода датчика линейного перемещения.

Кроме выше перечисленных проблем при проектировании, остро стоит проблема проведения измерений при испытаниях и отработке устройства, а также при выставлении УПР в нулевое положение. Измерить перемещение устройства, и точно выставить устройство в нулевое положение по всем 6 степеням свободы одновременно, возможно лишь используя сложную оптическую либо лазерную систему. При этом ряд измерений при испытаниях придется проводить в термобарокамерах, что еще больше усложняет процесс измерения.

Решение перечисленных проблем, позволит спроектировать и изготовить УПР нового типа, заменить БМ УПР и ряд других устройств устройством с шестью степенями свободы. Произвести переход на современный уровень управления устройствами перемещения антенн.

A. A. Pesternikov, S. A. Komarov, S. O. Boyko, S. G. Haritonov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

REFLECTOR POSITIONER

In this article the main problems of the six degrees offreedom electromechanical reflector positioner for space applications designing are considered.

© Пестерников А. А., Комаров С. А., Бойко С. О., Харитонов С. Г., 2010

УДК 629.78.023.222

М. М. Полевщиков, И. В. Евкин, А. Б. Кузнецов, С. Г. Антонов

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОГЛОЩЕНИЯ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИХ ПОКРЫТИЙ В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ

Представлен калориметрический датчик (ДК), применяемый для натурных испытаний терморегулирую-щих покрытий (ТРП). Представлена методика физико-математического моделирования увеличения коэффициента поглощения солнечной радиации (Ая) ТРП.

Воздействие повреждающих факторов космического пространства (ПФКП) приводит к деградации оптических свойств ТРП - росту коэффициента Ая покрытий класса «истинные отражатели» и «солнечные отражатели». Для того, чтобы обеспечить требуемый ресурс работы СТР необходимо знание диапазона изменения коэффициента Ая радиационных поверхностей СТР в течение срока активного существования космического аппарата (САС КА). Методика натурных испытаний ТРП в составе ДК позволяет измерять деградацию ТРП в течение всего САС КА.

Принципиальная схема ДК для испытаний ТРП в натурных условиях представлена на рисунке.

Датчики реализуют калориметрический метод, который основан на построении теплового баланса ме-

жду диском с ТРП 4, окружающим его КП и элементами ДК.

Принципиальная схема ДК для испытаний ТРП в летных условиях: 1 - экранно-вакуумная изоляция (ЭВТИ); 2 - корпус; 3 - охранный корпус; 4 - диск; 5 - датчик температуры; 6 - титановый винт; А - поверхность с исследуемым ТРП