CC BY
14одноступенчатый редуктор с передаточным числом 1 = 13,9. В диапазоне передаточных отношений 1 = 12-16 она изменяется незначительно (разброс не более 2 %).
Исходя из анализа вариантов кинематических схем привода поворота подвеса ГМ (рис. 1), требований к нему и оптимизации его массы (рис. 2), наиболее целесообразно в силовом гироскопическом приборе применять привод с одноступенчатым редуктором, поскольку он имеет:
- существенно меньшую (в 2,5 раза) массу по сравнению с безредукторным механизмом поворота ГМ;
- более высокую точность, плавность, линейность передачи, меньшую люфтовую и кинематическую погрешности при меньшей массе, чем многоступенчатый редуктор поворота ГМ, что достигается уменьшением числа нелинейных звеньев передачи (зон зацепления) и подшипниковых узлов.
© Ермаков Д. В., Кортенко А. В., Гладышев Ю. Г., Алексанов П. А., 2016
УДК 62-238.9
БЕЗУДАРНОЕ УСТРОЙСТВО УДЕРЖАНИЯ И ОСВОБОЖДЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА*
В. В. Кузнецов, С. П. Ереско
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
В настоящее время в современных космических аппаратах (КА) применяется высокоточное оборудование, чувствительное к ударным воздействиям. В связи с этим возникает необходимость и потребность в создании механических устройств удержания и освобождения подвижных элементов конструкции КА со значением ударных нагрузок не более 100g в спектре частот от 100 до 10 000 Гц.
Ключевые слова: безударные механизмы, устройства удержания, космический аппарат.
LOW SHOCK DEVICE RETENTION AND RELEASING THE MOVABLE ELEMENTS OF THE SPACECRAFT STRUCTURE
V. V. Kuznetsov, S. P. Eresko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Nowadays, in modern spacecraft, high-precision equipment is used that could be sensitive to impact. Therefore there is a need to provide mechanical retention devices and release the movable elements with the value of the spacecraft design impact loads less than 100g in the frequency range from 100 to 10,000 Hz.
Keywords: low-shock device, restraint device, spacecraft.
В настоящее время в современных отечественных КА связи используются замки, состоящие:
- из механической части;
- активирующего устройства.
В качестве механической части используются устройства на основе рычажных схем, обеспечивающих удержание трансформируемых элементов КА на время выведения на целевую орбиту.
В качестве активирующего устройства используются пиротехнические средства, выполняющие функцию дистанционного срабатывания механической части замка.
Значения ударных воздействий, возникающих при срабатывании такого замка, приведены на рис. 1.
Основные ударные воздействия в замках возникают за счет срабатывания пиротехнических средств,
резкого снятия нагрузки в механизме удержания замка и за счет соударения элементов этого механизма.
Для снижения ударного воздействия на оборудование КА от устройств удержания необходимо разработать замок обеспечивающий минимальные ударные воздействия на бортовую аппаратуру КА, а именно:
- разработать механизм замка, а также методику его проектирования, удовлетворяющий условию отсутствия соударяющихся элементов механизма удержания и обеспечивающего условие постепенного снятия нагрузки;
- разработать активирующее устройство без использования пиротехнических средств.
В результате проведенной работы [1-4] был разработан замок с низким значением ударных воздействий, возникающих при его срабатывании.
'Результаты получены в рамках выполнения гос. заданий: № 9.447.2014/к и 211/2014 (The results obtained in the framework of the state order № 9.447.2014 / k и 211/2014).
<Тешетневс^ие чтения. 2016
Рис. 1. Значения ударных воздействий при срабатывании замка
761.225 Г002 ИДИ Удар Срабатывание замка Шв 9.90832-9908.32 ^ 0 07.10.14 В2Х - На отделяемой части замка 15:20:26
ш 201 " 1500 -
■С И
0 1
0 10 10 20 10 30 10 40 10 50 -В2Х 10 60 10 70 10 80 10 90 10 Р, Гц
Замок представляет собой конструкцию, состоящую из механической части и активирующего устройства, общий вид которых приведен на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид замка:
1 - механический замок; 2 - активирующее устройство
Активирующее устройство состоит из электрической части 1 и механической части 2. При этом электрическая часть 1 включает в себя подпружиненные штоки (в количестве 4 шт. для увеличения надежности срабатывания), удерживаемые проволокой из материала с высоким значением удельного электрического сопротивления. Механическая часть состоит из подпружиненного штока, опертого на ролики поворотного рычага.
Активирующее устройство работает следующим образом. При подаче электрического тока на проволоку происходит ее нагрев и разрушение под действием пружины штока, после чего шток освобождается и поворачивает рычаг, освобождая подпружиненный шток, который втягивается в корпус активирующего устройства под действием пружины, тем самым обеспечивая освобождение удерживаемого элемента.
Замок состоит из стационарной и отделяемой частей, при этом стационарная часть включается в себя: корпус, гайку, подшипник; отделяемая часть включает в себя воронку, штырь, пружину.
Корпус необходим для восприятия нагрузок от удерживаемого элемента КА, возникающих при транспортировке и выведении КА, воронка для закрепления удерживаемого элемента КА, штырь для соединения между собой стационарной и отделяемой части.
Замок работает следующим образом. После срабатывания активирующего устройства происходит освобождение гайки замка, после чего штырь может выкрутиться из гайки за счет того, что штырь и гайка имеют резьбу с углом подъема большим, чем угол трения, что позволяет штырю самовыкручиваться из гайки под действием
усилия затяжки в замке и пружины, вытягивающей штырь. После того как штырь полностью выкручен из гайки, отделяемая и стационарная части замка могут быть свободно разделены. Также:
- для снижения сопротивления вращению гайки при выкручивании штыря гайка установлена в корпус замка на упорный подшипник;
- для снижения ударных воздействий действующих при срабатывании замка, в механизме гайки предусмотрен механический регулятор скорости вращения гайки.
Технический эффект разработанной конструкции замка заключается:
- в использовании в механизме удержания замка резьбового соединения винт-гайка со значением угла наклона резьбы большим, чем угол трения, что позволяет обеспечить условие отсутствия соударения элементов механизма удержания и обеспечить плавное снятие нагрузки при срабатывании за счет механического регулятора скорости вращения гайки;
- активирующее устройство основано на принципе разрушаемого элемента, выполненного в виде пережигаемой проволоки, что обеспечивает многократное снижение ударных воздействий при его срабатывании.
Кроме этого, для данной конструкции замка была разработана методика его проектирования, позволяющая получить его основные параметры для дальнейшего проектирования под различные нагрузки, возникающие от удерживаемого элемента КА на участке выведения.
Разработанная конструкция замка позволит использовать его на КА с бортовой аппаратурой, чувствительной к ударным воздействиям, без ограничения по месту размещения на КА, а также позволит многократно снизить массу системы зачековки подвижных элементов КА в целом.
Библиографические ссылки
1. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Устройство удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космического аппарата с пониженным ударным воздействием // Инновации в авиации и космонавтике : материалы Всерос. науч.-практич. конф. М. : МАИ, 2014. С. 82-83.
2. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Совершенствование устройств удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космических аппаратов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : мате-
риалы X Всерос. науч-практ. конф. Т. 1. Технические науки. Информационные технологии / Сиб. гос. аэро-космич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 147-148.
3. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Устройство удержания и освобождения подвижных элементов космического аппарата с пониженным ударным воздействием // Новые материалы и технологии в ракетно-космической и авиационной технике : материалы Все-рос. молодежной конф. Звездный : НИИ ЦПК им. Ю. А. Гагарина, 2015.
4. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Устройство удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космического аппарата с пониженным ударным воздействием // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы XI Всерос. науч-практ. конф. Т. 1. Технические науки. Информационные технологии / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015.
References
1. Kuznetsov V. V., Eresko S. P. device retention and release of mobile elements of the spacecraft design with low impact force // Materials of All-Russia. Scientific
Practical Conference "Innovations in aviation and space". M. : MAI, 2014. P. 82-83.
2. Kuznetsov V. V., Eresko S. P. Improving retention devices and the release of mobile elements spacecraft design // Materials of X All-Russia. Scientific Practical Conference. "Actual problems of aviation and cosmonautics". Vol. 1. Technical science. Information tehnologii.-Krasnoyarsk : Siberian State Aerospace University, 2014. p. 147-148.
3. Kuznetsov V. V., Eresko S. P. Device retention and release of mobile elements of the spacecraft with low impact force // Materials of All-Russia. Youth Conference "New materials and technologies in the aerospace and aviation technology." Zvezdny: FGBU "NII CTC after. Yuri Gagarin ", 2015.
4. Kuznetsov V. V., Eresko S. P. Device retention and release of mobile elements of the spacecraft design with low impact force // Materials of XI All-Russia. Scientific Practical Conference. "Actual problems of aviation and cosmonautics". Vol. 1. Technical science. Information tehnologii. Krasnoyarsk: SibSAU, 2015.
© Ky3HeqoB B. B., EpecKO C. n., 2016
УДК 66.015.23
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СИЛ НА ДИАМЕТР ПАРОВОГО (ГАЗОВОГО) ПУЗЫРЯ НА ВИХРЕВОЙ СТУПЕНИ ПРИ РЕКТИФИКАЦИИ
А. В. Кустов*, И. С. Федорченко, Я. С. Гончарова, И. И. Букельманов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]*
Рассматривается вопрос определения диаметра парового пузыря, образующегося на вихревой ректификационной ступени. В известной формуле для определения диаметра пузырей учтено влияние силы инерции, возникающей при работе ректификационной колонны при вращении газожидкостного слоя на контактной ступени.
Ключевые слова: ректификация, газосодержание, удельная межфазная поверхность.
STUDYING INFLUENCE OF FORCES ON THE DIAMETER OF STEAM (GAS) BUBBLES ON VORTEX STAGE AT RECTIFICATION
A. V. Kustov, I. S. Fedorchenko, Ya. S. Goncharova, I. I. Bukelmanov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]*
This article deals with the issues of determining the diameter of the steam bubble formed on Vortex distillation stages. The famous formula determines the diameter of bubbles taking into account influence of inertial forces generated by the work of rectifying column by spinning the gas-liquid contact layer on the stage.
Keywords: rectifying, gas content, specific surface.
Введение. Анализ возможных путей интенсификации масоопередачи в системе газ-жидкость показывает, что использование для проведения этих процессов конструкций барботажных аппаратов не обеспечивает существенного повышения производительности и эффективности.
В связи с этим применение центробежного ускорения является наиболее простым способом интенсификации массообмена. Вращение потока способствует дроблению пузырьков пара на ступени и предотвращает капельный унос за счет действия инерции.
