Формование трехслойного углепластикового рефлектора специальной пространственной формы Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Проектирование и производство летательнъхаппаратов, космические исследования и проекты

ет 1,5 мм. Ширина дорожки за 1 проход составляет 2...6 мм.

Экспериментально установлено, что при режимах обработки V = 0,005.0,01 м/с и силе тока 100.200 А наблюдается качественная упрочненная поверхность с максимальной глубиной.

Максимальная микротвердость наблюдается при скорости до 0,01 м/с и силе тока до 120 А. При увели-

чении скорости обработки более 0,03 м/с и уменьшении силы тока менее 80 А, снижается толщина и микротвердость упрочненного слоя вследствие недостаточного времени термодиффузии и невысокой температуры нагрева. При уменьшении скорости обработки менее 0,005 м/с и увеличении силы тока свыше 150 А, происходит ухудшение качества поверхности, образование пор и трещин.

A. Ye. Miheev, S. S. lvasev, A. V. Girn, D. V. Orlova Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

METHOD OF SURFACE HARDENING OF TITANIUM ALLOY

Method of surface hardening of titanium alloy by heating of article in nitrogen medium with use concentrated energy source was offered.

© Михеев А. Е., Ивасев С. С., Гирн А. В., Орлова Д. В., 2010

УДК 621.396.67

М. М. Михнев, В. В. Злотенко, Н. Н. Ишенина, М. А. Гордовенко

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

ФОРМОВАНИЕ ТРЕХСЛОЙНОГО УГЛЕПЛАСТИКОВОГО РЕФЛЕКТОРА СПЕЦИАЛЬНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ

Кратко описана конструкция и технология формования углепластикового рефлектора специальной пространственной формы, изготовленного на оправке из высокоплотного мелкозернистого графита ШЕМЗ. Представлены экспериментальные результаты.

Обслуживаемая территория (государство или группа государств), наблюдаемая с космического аппарата, находящегося в какой-либо точке стояния на геостационарной орбите, имеет сложную форму границ. Для локализации энергии сигнала на обслуживаемой территории необходима сложная форма поперечного сечения диаграммы направленности (ДН) антенны, достигаемая внесением в профиль ее гладкого базового рефлектора с круглой апертурой специального вида деформаций.

Поверхность таких рефлекторов, реализующих заданную контурную ДН, описывается следующим уравнением:

^ = + -— [Do +Di sin2 (ф-ф0)], (1)

4 F R(-)

где X, Y, Z - правая прямоугольная декартова система координат (СК) рефлектора; r, — - соответственно значения радиуса и полярного угла точки поверхности рефлектора в полярной СК апертуры рефлектора:

Ф = arctg[(Y- Yp)/(X-Хц)], (2)

X = Хц + r cos ф, (3)

Y = Yц + r sin ф, (4)

где Хц, Yц - координаты точки центра в общем случае эллиптической апертуры, ограниченной кривой;

ab

R(-) = , 2 ab ==, (5)

y¡a sin — + b cos —

где a, b - полуоси эллипса апертуры; F - фокусное расстояние параболоида вращения; До, Д1 - соответственно, амплитуды квадратичных и синус-квадратичных гладких деформаций, предварительно вносимых в параболоид вращения для расширения ДН; фо - плоскость апертуры рефлектора, в которой синус-квадратичные деформации отсутствуют.

При проектировании и изготовлении подобных антенн возникает ряд конструкторско-технологи-ческих сложностей. Во-первых, к данному типу антенн предъявляются жесткие требования по точности изготовления рефлектора, которые увеличиваются с повышением рабочего диапазона частот. Во-вторых, к рефлектору должны предъявляться жесткие требования по его стабильности при воздействии дестабилизирующих факторов.

Любые случайные и периодические ошибки в изготовлении профиля в совокупности приводят к уменьшению коэффициента усиления и диаграммы направленности антенны.

Решетневские чтения

Поэтому для обеспечения высокой точности поверхности рефлектора температурные деформации оправки для формования должны быть минимальны, т. е. КЛТР материала оправки должен быть максимально приближен к КЛТР рефлектора. В качестве материала формообразующей оснастки выбран высокоплотный мелкозернистый графит марки КЕМЗ, у которого КЛТР а = 5-10-6 1/К.

Рассмотрим конструкцию и технологию изготовления рефлектора, позволяющие реализовать контурную ДН заданного вида.

Рефлектор диаметром 1200 мм конструктивно выполнен на основе трехслойной сотовой конструкции. Отражатель изготовлен методом вакуумного формования, за один цикл, на технологической оснастке, выполненной из высокоплотного мелкозернистого графита марки ШЕМЗ, по следующим режимам:

- температура выдержки, нагрев - от 60 до 155 °С, охлаждение - не менее 60 °С;

- время выдержки от 1 до 3 ч;

- давление вакуумного формования от -0,8 до -1 кгс/см2.

Фронтальная и тыльная оболочка отражателя для обеспечения требуемой жесткости изготовлена из высокомодульной углеродной ленты (препрега) типа КУЛОН 500/007 СТО 75969440-007-2009 со связующим ЭНФБ ТУ 596-36-2005. Выкладка оболочек на

оправке из графита произведена вручную с применением лазерного проектора CAD-PRO 3D UF Color. Ориентация слоев препрега фронтальной обшивки на оправке 1/0° + 1/45° + 1/-45° + 1/90° (тыльной обшивки в обратном направлении). Толщина обшивок -0,4 мм.

Для обеспечения равномерной жесткости между оболочками расположен сотовый заполнитель 5056-2,5-23П ТУ 14311577.237-02 из алюминиевой фольги, соединенный с оболочками пленочным клеем ВК-51.180 ТУ 1-596-212-85. По образующей сотовый заполнитель имеет постоянную строительную высоту 21,1 мм. Шероховатость рабочей поверхности рефлектора обеспечивается технологической оснасткой при изготовлении.

Контроль формы поверхности рефлектора, не прошедшего технологическое термоциклирование после изготовления, произведен с помощью КИМ LK G90CS45.20.12. При анализе распределения отклонений по поверхности рефлектора отмечается слабо выраженная систематическая деформация рефлектора.

Анализ распределения отклонений по поверхности рефлектора показал, что максимальные значения находятся на периметре по оси минус Y.

По окончании цикла изготовления рефлектора будет произведен замер его радиотехнических характеристик.

M. M. Mihnev, V. V. Zlotenko, N. N. Ishenina, М. A. Gordovenko JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

THE MOLD PRESSING OF THE THREE DIMENSIONAL CONFIGURATION CFRP SANDWICH REFLECTOR

The construction and mold pressing processing of the three dimensional configuration CFRP reflector from the ISEM3 high-density fine-grained graphite is briefly described. The experimental results are shown.

© Михнев М. М., Злотенко В. В., Ишенина Н. Н., Гордовенко М. А., 2010

УДК 629.7.01

Н. Б. Приходько, В. В. Фролов Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет, Россия, Комсомольск-на-Амуре

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕСОВЫХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК САМОЛЕТОВ СЕМЕЙСТВА МОДИФИКАЦИЙ С УЧЕТОМ ПРИНЦИПА ГЛУБОКОЙ УНИФИКАЦИИ

Рассмотрен механизм определения весовых и аэродинамических характеристик самолетов семейства модификаций, полученных путем использования принципов глубокой унификации. Выявлена связь между геометрическими размерами фюзеляжа и весовыми и аэродинамическими характеристиками самолета.

В настоящее время большое внимание уделяется предлагаемой работе этот вопрос рассматривается бо-

разработке высокоэффективной (экономичной) авиа- лее подробно.

ции. Такому подходу отвечает создание самолетов Модель перехода от базового самолета к его мо-

путем планирования семейств модификаций [1]. Это дификациям с использованием принципов глубокой

предусматривает необходимость расчета весовых и унификации заключается в максимальном сохранении

аэродинамических характеристик самолетов семейст- неизменными свойств отдельных агрегатов (геомет-ва модификаций. В известной литературе данной за- рических размеров и масс), оборудования и систем

даче не уделяется должного внимания, поэтому в самолета, обеспечивающих минимальные затраты в