CC BY
166Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
можность управляющего воздействия со стороны механизма на обе половины складывающихся стержней в процессе развертывания штанги.
Проделанная в рамках ОКР «Рефлектор» работа показала перспективность выбранной схемы развертываемой космической штанги в сравнении ее характеристик с зарубежными образцами конструкций аналогичного назначения, в частности штанги ADAM фирмы Able Engineering [2], и ее конкурентоспособность.
Библиографические ссылки
1. Пат. 00112962 Российская федерация МПК8 F 16 C 11/04. Шарнирное соединение / Блинов А. Ф.,
Бондарев А. В., Гиммельман В. Г. и др. ; опубл. 10.02.2005.
2. Puig L., Barton A., Rando N. A review on large deployable structures for astrophysics missions, 2010.
References
1. Blinov A. F., Bondarev A. V., Gimmelman V. G. et al. Sharnirnoe soedinenie. Patent RF, no. 00112962, 2011.
2. Puig L., Barton A., Rando N. A review on large deployable structures for astrophysics missions, 2010.
© Андреева Е. О., Блинов А. Ф., Гиммельман В. Г., Федоров Я. Ю., Щесняк С. С., 2015
УДК 678.01:530
КОМПОЗИТЫ С ЭФФЕКТОМ ПАМЯТИ ФОРМЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ САМОРАЗВОРАЧИВАЮЩИХСЯ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В. Ф. Аристов, А. О. Чернышенко
ООО «Научно-исследовательский институт космических и авиационных материалов» Российская Федерация, 152025, Ярославская область, г. Переславль-Залесский, пл. Менделеева, 2р
E-mail: ashen80@yandex.ru
Показана возможность создания саморазворачивающихся изделий космического назначения из углеродных композитов, обладающих эффектом памяти формы.
Ключевые слова: полимеры, композиционные материалы, память формы.
COMPOSITES WITH SHAPE MEMORY EFFECT TO DEVELOP SELF-DEPLOYING STRUCTURES FOR SPACE APPLICATION
V. F. Aristov, A. O. Chemyshenko
«Research institute of cosmic and aviation materials» Ltd 2p, Mendeleev Sq., Pereslavl-Zalessky, Yaroslavl region, 152025, Russian Federation
E-mail: ashen80@yandex.ru
The research shows possibility to develop self-deploying space-related products of carbon composites with shape memory effect.
Keywords: polymers, composite materials, shape memory.
Полимерные материалы, обладающие памятью формы, являются очень привлекательными материалами для создания конструкций, способных самостоятельно разворачиваться из компактной транспортабельной формы. Материалы с памятью формы совмещают функцию конструкционного материала с функцией накопителя энергии и привода. Основой функционирования таких полимерных материалов является наличие эластомерной и стеклуемой фаз образующих сшитую структуру. Причем основная форма запоминается в виде сетки связей в стеклуемой
фазе, а энергия, необходимая для восстановления формы, накапливается в виде напряжений в эласто-мерных сегментах полимера. При воздействии, которое приводит к размораживанию подвижностей стеклуемой фазы, происходит восстановление запомненной формы. Для применения в условиях космоса особенно интересны материалы, обладающие эффектом памяти формы, но при этом имеющие высокие физико-механические показатели конструкционных материалов. Поэтому основные усилия посвящены разработке углеродных композиционных материалов, об-
Решетнеескцие чтения. 2015
ладающих эффектом памяти формы и изделиям из них [1].
Следует отметить, что американская фирма СотроБИеТесЬпоЬ^Беуйортеп! (СТО) уже разработала описываемые материалы и провела испытания изделий на космических аппаратах. Так, петли с памятью формы были испытаны в составе космического аппарата Тас8аг-2 (с 16.12.2006 по 05.02.2011) и успешно развернули панель фотоэлектрических преобразователей [2].
В НИИКАМ ведутся работы по созданию отечественных полимерных композиционных материалов, обладающих памятью формы и пригодных к эксплуатации в условиях космоса. В литературе описаны различные материалы с памятью формы на основе эпоксидных и уретановых матриц [1], однако такие полимерные материалы не обладают долговечностью в космических условиях.
Гораздо более привлекательными для применения в космосе являются полимеры на основе полиэфирке-тона [3] и эфирцианатных смол. В нашей лаборатории разработаны новые связующие и углепластики на их основе, обладающие эффектом памяти формы и настраиваемой температурой срабатывания.
Возможность использования новых материалов была показана на примере конструкции самораскрывающихся петель с интегрированными пленочными нагревателями, которые могут служить, например, для развертывания панелей солнечных фотоэлектрических преобразователей.
В результате проведенных в НИИКАМ работ по созданию задела в области полимерных композиционных материалов, обладающих эффектом памяти формы, мы можем с уверенностью сказать, что возможно создание отечественных материалов и производство изделий. К таким изделиям следует отнести не только самораскрывающиеся петли для раскрытия
панелей батарей фотоэлектрических преобразователей, но и саморазворачивающиеся антенны и ферменные конструкции, элементы тепловых экранов и другие крупногабаритные элементы космических аппаратов. Применение композитов с эффектом памяти формы открывает совершенно новые возможности в конструировании и сборке космических аппаратов, так, например, плоские листы материала могут превращаться непосредственно на орбите в различные объёмные детали несущих конструкций. Так несущие штанги (например трубчатой формы) могут быть свернуты в компактный рулон, который уже на орбите вновь превратится в несущий элемент конструкции [4]. Следует отметить, что композит с памятью формы по своим прочностным показателям не уступает традиционным углепластикам.
References
1. Yanju Liu, Haiyang Du, Liwu Liu, JinsongLeng. Shape memory polymers and theircomposites in aerospace applications: a review // Smart Mater. Struct. 23 (2014) 023001 (22pp).
2. Rory Barrett, Will Francis, Erik Abrahamson, Mark S. Lake. Qualification of Elastic Memory Composite Hinges for Spaceflight Applications // 47th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference Proceedings, 1-4 May 2006, Newport, RI.
3. Ying Shi,MitraYoonessi, R. A. Weiss. High Temperature Shape Memory Polymers // Macromolecules 2013, 46, 4160-4167.
4. Witold M. Sokolowski, Seng C. Tan. Advanced Self-Deployable Structures for Space Applications // Journal of spacecraft and rockets, Vol. 44, No. 4, July-August 2007.
© Аристов В. Ф., Чернышенко А. О., 2015
УДК 629.76
МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕТЧАТЫХ КОМПОЗИТНЫХ СПИЦ ЗОНТИЧНЫХ АНТЕНН С ТРЕУГОЛЬНЫМ ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ
В. Д. Бакаенко, Д. В. Егоров
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
Е-таП: violetta_bakaenko@mail.ru
Работа посвящена моделированию и оценке конструктивных параметров композитной спицы зонтичной антенны с треугольным поперечным сечением. Результаты исследований показывают, что метод моделирования, представленный в этой работе, может быть успешно применен к решению проектных задач.
Ключевые слова: зонтичная антенна, сетчатая спица, композиционные материалы, конечно-элементное моделирование, модальный анализ.
