Динамический анализ раскрытия батарей солнечных космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических, аппаратов

5. Михалкин В. М., Романенко И. В. Анализ применимости системы обезвешивания пассивного типа для крупногабаритного крыла батареи солнечной // Решетневские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. (12-14 нояб. 2013, г. Красноярск). Красноярск, 2013. С. 88-89.

6. Романенко И. В., Двирный В. В., Куклин В. А. и др. Моделирование процесса раскрытия крупногабаритных трансформируемых механических систем при комплексных проверках функционирования на этапе НЭО // Вестник СибГАУ. 2013. Вып. 6(52). С. 132-137.

References

1. Testoyedov N. A., Popov В. B., Jakovlev A. V., Zakharov S. A. Apparat kosmicheski [Spacecraft ]. Patent RF, No.92619, 2013.

2. Testoyedov N. A., Popov В. B., Jakovlev A. V., Zakharov S. A. Platforma kosmicheskaya [Space platform]. Patent RF, No.92570, 2013.

3. Suajnerd G., Stark D. Razrabotka sistem kosmicheskih apparatov. [ System engineering of Spacecraft]. Moscow : Alpina Pablisher Publ., 2015. 765 p.

4. Afanas'ev V. G., Verkhoturov V. I. Proektirovanie nadezhnykh sputnikov svyazi. [Design of reliable communication satellites]. Tomsk : RASKO Publ., 1993. 221 p.

5. Mikhalkin V. M., Romanenko I. V. [Analysis of the applicability of a passive 0g system for a large solar array wing] // Reshetnevskie chteniya : materialy XVII Mezhdunar. nauch. konf. [Proceedings of the XVII Intern. scientific conference Reshetnev readings]. Krasnoyarsk, 2013. P. 88-89 (In Russ.).

6. Romanenko I. V., Dvirnyj V. V., Kuklin V. A. et al. [Deployment dynamics mathematical models used for the oversized transformable mechanical systems during on-ground complex functional tests] // Vestnik SibGAU. 2013. No. 6(52). P.132-137 (In Russ).

© Захаров С. A., 2016

УДК 629.78.064.56

ДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАСКРЫТИЯ БАТАРЕЙ СОЛНЕЧНЫХ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Е. П. Зернова, Т. С. Третьякова

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: [email protected]

Приведен перспективный метод определения динамических характеристик раскрытия батарей солнечных с помощью специального программного комплекса.

Ключевые слова: батареи солнечные, динамический анализ, логика функционирования, раскрытие, нагрузки.

DYNAMIC ANALYSIS OF THE DEPLOYMENT OF SPACECRAFT SOLAR BATTERIES

E. P. Zernova, T. S. Tretyakova

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]

The research presents promising method for determining the dynamic characteristics of the deployment of solar batteries using the special software package.

Keywords: solar batteries, dynamic analysis, logic of performance, deploy, loads.

При помощи программного комплекса, предназначенного для динамического анализа и компьютерного моделирования сложных механических систем в ракетно-космической технике и авиации, проведен расчет параметров раскрытия и нагрузок, возникающих при зачековке в рабочем положении крыльев панелей батарей солнечных (БС) космического аппарата [1; 3; 4].

По результатам численного анализа движения раскрывающихся элементов конструкции определены максимальные нагрузки в шарнирных узлах, возникающие при раскрытии конструкции БС [2; 5]. Ис-

ходные данные для расчета приведены в табл. 1. Расчетная модель приведена на рисунке.

В рассчетной модели звенья представлены жесткими телами. Возможность деформации целостной конструкции крыла учитывается через угловую жесткость в шарнирном соединении звеньев. Угловая жесткость рассчитана с помощью конечно-элементной модели в программе, предназначенной для решения задач инженерного анализа.

Результаты расчетов для каждого крыла приведены в табл. 2. Частота колебаний крыла БС в рабочем положении 0,117 Гц.

<Тешетневс^ие чтения. 2016

Динамическая модель крыльев БС в рабочем положении

Таблица 1

Исходные данные

Элемент конструкции Масса, m, кг Момент инерции, Jo, кг-м Угол раскрытия, ф,град Энергия пружинного привода Ппр, Дж

Штанга БС (ШУ, элементы системы синхронизации, привод, кабели) 11,7 4,2 90 5,9

Панель корневая (ШУ, привод, кабели) 30,9 39,9 180 14,4

Панель промежуточная (каркас, фотопреобразователи, ШУ, приводы, кабели) 27,0 35,0 180 14,4

Панель концевая (каркас, фотопреобразователи, ШУ, приводы, кабели) 22,1 28,6 180 14,4

Таблица 2

Результаты расчета

Шарнирный узел Время раскрытия, t, c Максимальные нагрузки, My, Н-м Угловая жесткость, С, Н

Корневой ШУ штанги 58,7 300 23 400

Концевой ШУ штанги 60,0 290 6 600

ШУ промежуточной панели 58,4 160 1 570

ШУ концевой панели 57,2 90 1 100

Библиографические ссылки

1. Технология производства космических аппаратов : учебник для вузов / Н. А. Тестоедов, М. М. Михеев, А. Е. Михеев и др. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 352 с.

2. Шиманский Ю. А. Динамический расчет судовых конструкций / под ред. В. И. Першина. Л. : Гос-союзиздат судостроительной пром-сти, 1963. 442с.

3. Шатров А. К., Назарова Л. П., Машуков А. В. Основы конструирования механических устройств космических аппаратов. Конструктивные решения, динамические характеристики / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 202 с.

4. Машуков А. В., Тестоедов Н. А. Математическое моделирование устройств космических аппаратов НПО ПМ имени академика М. Ф. Решетнева // Авиационная техника. Казань, 2008. № 2. 10 с.

5. Машуков А. В., Назарова Л. П., Шатров А. К. Механические устройства космических аппаратов : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2006. 170 с.

References

1. Testoedov N. A., Miheev M. M., Miheev A. E. Tehnologiya proizvodstva kosmicheskih apparatov

[Spacecraft Technology of production]. Krasnoyarsk, SibGAU, 2009. 352 p. (In Russ.).

2. Shimanski Y. A. Dinamicheski raschet sudovuih konstruktsi [Dynamic analysis of ship structures]. Leningrad : State Union publishing shipbuilding industry, 1963. 442 p. (In Russ.).

3. Shatrov A. K., Nazarova L. P, Mashukov A. V. Osnovui konstruirovaniya mehanicheskih ustroistv kosmicheskih apparatov. Konstruktivnuie rescheniya, dinamicheskie harakteristiki. [Fundamentals of mechanical design spacecraft devices. Design solutions, dynamic characteristics.]. Krasnoyarsk : SibGAU, 2009. 202 p. (In Russ.).

4. Mashukov A. V., Testoedov N. A. Matematicheskoe modelirovanie ustroistv kosmicheskih apparatov NPOPM imeni akademika M. F. Reschetneva. [Mathematical modeling of spacecraft devices NPOPM academician M. F. Reshetnev] // Aviation technics. Kazan", 2008. № 2. 10 p. (In Russ.).

5. Mashukov A. V., Nazarova L. P., Shatrov A. K. Mehanicheskie ustroistva kosmicheskih apparatov [Mechanical devices spacecraft]. Krasnoyarsk : SibGAU. 2006. 170 p. (In Russ.).

© Зернова E. П., Третьякова Т. С., 2016