CC BY
35"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических, аппаратов
Отдельно стоит вопрос об эффективности работы системы обезвешивания солнечных батарей. Под эффективностью системы обезвешивания было принято считать процент энергии, уходяшей у системы раскрытия на компенсацию влияния силы тяжести, от общих затрат энергии системы раскрытия. В ходе работы была разработана и утверждена методика определения потерь энергии системой раскрытия на преодоление влияния силы тяжести. Данная методика основана на подсчете в каждый момент времени рассогласования значений натяжения троса вывески от заданного и отклонений данного троса от вертикали. Далее все эти значения интегрируются. Получается результат, который и характеризует потери энергии.
Результат определения потерь и процента потерь энергии системой раскрытия приведен на рис. 1 и 2.
Заключение. Результаты испытаний показали, что описанная в данной работе система обезвешивания солнечных батарей, с указанными параметрами позволяет производить наземную отработку раскрытия солнечных батарей всех конструкций, как сущест-
вующих в настоящее время, так и разрабатываемых на перспективу.
Библиографические ссылки
1. Пат. 139984 Российская Федерация, МПК7 G09B9. Силокомпенсирующая система / Кравченко О. А. и др. ; заявл. 27.04.2014.
2. Пат. 2454694 Российская Федерация, МПК7 B64G7/00, G01M 99/00. Способ имитации пониженной гравитации / Кудрявцев И. А. ; заявл. 27.06.2012.
References
1. Pat. 139984 Russian Federation, МПК7 G09B9. Siliconindia system / Kravchenko O. A., etc. / Appl.27.04.2014.
2. Pat/2454694 Russian Federation, МПК7 B64G7/00, G01M 99/00. Method of simulating reduced gravity / Kudryavtsev I. A. / Appl. 27.06.2012.
© Верхогляд А. Г., Куклин В. А., Макаров С. Н.,.
Михалкин В. М., Халиманович В. И., 2016
УДК 531.133.3
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОБЕЗВЕШИВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ РЕФЛЕКТОРОВ
А. Г. Верхогляд1, В. А. Куклин2, С. Н. Макаров1, В. М. Михалкин2, В. И. Халиманович2
1Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук Российская Федерация, 630058, г. Новосибирск, ул. Русская, 41
2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 E-mail: [email protected], [email protected]
В процессе наземной отработки крупногабаритных систем космических аппаратов возникает проблема компенсации влияния силы тяжести. В работе представлены результаты разработки и испытаний системы, предназначенной для обезвешивания рефлекторов.
Ключевые слова: трансформируемый рефлектор, алгоритм управления, эффективность системы обезве-шивания.
WEIGHT COMPENSATION SYSTEM FOR LARGE-SCALE TRANSFORMING
ANTENNA REFLECTORS
A. G. Verhoglyad1, V. A. Kuklin2, S. N. Makarov1, V. M. Mihalkin2, V. I. Halimanovich2
technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering of Siberian Branch of Russian Academy of Science 41, Russkaya Street, Novosibirsk, 630058, Russian Federation 2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected]
During factory tests of space vehicle with large-scale transforming mechanisms the earth gravity effects must be compensated. This paper presents some results of research and development work on design of antenna reflector's weight compensation system.
Keywords: transforming reflector, control algorithm, accuracy, weight compensation efficiency criteria.
Введение. При наземной отработке раскрытия крупногабаритных рефдекторов, входящих в оснащение космических аппаратов, для выявления истинных
параметров и надежности работы системы раскрытия, одной из важнейших задач является минимизация влияния силы тяжести на работу этой системы. Из-
Фешетневс^ие чтения. 2016
вестны различные примеры таких систем, специализированных под обезвешивание конкретных конструкций [1; 2].
В представленной работе описана конструкция системы обезвешивания, состоящая из 36 независимых кареток. Каретки могут перемещаться в горизонтальной плоскости по 12 направляющим (по 3 каретки на каждой направляющей). Грузоподъемность каждой каретки достигает 10 кг, ход в горизонтальном и вертикальном направлениях составляет 6 м (без принципиального изменения конструкции системы этот ход может быть увеличен до 12 м). Скорость перемещения кареток, в процессе работы системы может достигать значения 0,6 м/мин как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Возможности управляющих модулей, алгоритмов управления и конструкция системы позволяют эффективно производить компенсацию влияния силы тяжести на частотах менее 3 Гц. Алгоритм управления позволяет подавлять все колебания на частотах более указанной величины.
Основные параметры системы приведены в таблице.
Отдельно стоит вопрос об эффективности работы системы обезвешивания. Под эффективностью системы обезвешивания было принято считать процент энергии, уходящей у системы раскрытия на компенсацию влияния силы тяжести, от общих затрат энергии системы раскрытия. В ходе работы была разработана и утверждена методика определения потерь энергии системой раскрытия на преодоление влияния силы тяжести. Данная методика основана на подсчете в каждый момент времени рассогласования значений натяжения троса вывески от заданного и отклонений данного троса от вертикали. Далее все эти значения интегрируются. Получается результат, который и характеризует потери энергии.
Результат определения потерь и процента потерь энергии системой раскрытия приведен на рис. 1 и 2.
Заключение. Результаты испытаний показали, что описанная в данной работе система с указанными параметрами позволяет производить наземную отработку раскрытия трансформируемых рефлекторов практически всех имеющихся в настоящее время в ИСС конструкций, так и разрабатываемых в ближайшей перспективе.
Основные параметры автоматизированной системы обезвешивания крупногабаритных
трансформируемых рефлекторов
№ Параметр Значение
1 Относительная погрешность компенсации веса составных частей КТС во время раскрытия, не более, % 0,2
2 Максимальный ход точки подвеса элемента КТС в вертикальном направлении во время раскрытия, не менее, м 12
3 Максимальный ход точки подвеса элемента КТС в продольном направлении во время раскрытия, не менее, м 12
4 Скорость перемещения точек подвеса элемента КТС в вертикальном направлении во время раскрытия, не более, м/мин 0,6
5 Скорость перемещения точек подвеса элемента КТС в продольном направлении во время раскрытия, не более, м/мин 0,6
6 Максимальный компенсируемый вес, кг 10
11 ■! ч ^ <?ч 4II т Н 1> . £ % н %\
Рху Ит '-ТТЛ
0,40 -
0,30 -
0,20 I |
0,10 : ( | 1 |
0,00 --ода - 1 л 1
! Т г
-0,20 --0,30 -
11:10:00 13 05.2016 ........ ■ • ' ' 11:10:10 11:10:20 13.05.2016 13.05.2016 11:10:30 1 1:10:40 11:10:50 13.05.2016 13.05.2016 13.05.2016
<1 г ±1
РгтЛ 1оЬ зале §Р 15:08:15
Рис. 1. График момщности взаимодействия приводов раскрытия с системой раскрытия рефлектора
"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космические аппаратов
Рис. 2. Таблица результирующих потерь энергии системы раскрытия Библиографические ссылки
1. Пат. 2372601 С2 Российская Федерация, МПК7 G01.M19/00. Стенд для обезвешивания горизонтально перемещающейся механической системы космического аппарата / Кирилюк А. И., Подзоров В. Н., Евтеев А. Н. ; заявл. 23.08.2007.
2. Пат. 2454694 Российская Федерация, МПК7 B64G7/00, G01M 99/00. Способ имитации пониженной гравитации / Кудрявцев И. А. ; заявл. 27.06.2012.
References
1. Pat. 2372601 Russian Federation, МПК7 G01.M19/00. Weight compensation setup for the horizontally moving mechanical system of spacecraft / Kirilyuk I. A., Podzorov V. N., Evteev A. N. / Appl. 23.08.2007.
2. Pat. 2454694 Russian Federation, МПК7 B64G7/00, G01M 99/00. Reduced gravity simulation method / Kudryavtsev I. A. / Appl. 27.06.2012.
© Верхогляд А. Г., Куклин В. А., Макаров С. Н., Михалкин В. М., Халиманович В. И., 2016
УДК 629.78
ОБЗОР СИСТЕМ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ
А. О. Гайдукова, Н. А. Белянин
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Описана наземная отработка крупногабаритных трансформируемых механических систем космического аппарата (КА) с использованием системы обезвешивания раскрытия рефлекторов.
Ключевые слова: наземная отработка, система обезвешивания, космический аппарат, крупногабаритные трансформируемые механические системы.
OVERVIEWING OFFLOADING (ZERO-G) SYSTEM
A. O. Gaydukova, N. A. Belyanin
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
This paper discusses the tests of spacecraft large mechanical deployable (foldable) systems with offloading (zero-G) system to deploy a reflector in on-ground conditions.
Keywords: on-ground conditions, offloading system, spacecraft, large mechanical deployable systems.
Состав современных КА связи и ретрансляции невозможен без использования различных типов антенн.
Одним из ключевых направлений развития антенной техники является создание крупногабаритных трансформируемых рефлекторов антенн космических аппаратов, которое охватывает расширение частот рабочего диапазона, снижение удельной массы и возрастание общих габаритов их конструкций.
В ходе работ по созданию антенн КА должно быть решено множество технических задач, в том числе
отработка методики проведения испытаний в земных условиях крупногабаритных трансформируемых рефлекторов, обеспечивающих подтверждение заданных технических характеристик, при этом наиболее полно имитируя параметры космической среды, в частности отличную от земных условий гравитацию.
Для приближения условий функционирования трансформируемых систем к условиям функционирования на орбите применяются специальные стенды по снижению влияния гравитации, или, другими словами, системы обезвешивания.
