CC BY
0
УДК 629.78
КОНСТРУКЦИЯ ИЗОГРИДНОГО ОБОДА КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
1 12 1 1* П. А. Воложанин , З. А. Казанцев ' , А. С. Калашников , А. Д. Кучеренко
Научный руководитель - А. В. Шатов
'Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, пр. имени газеты «Красноярский рабочий», 31 2АО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнева» Российская федерация, 662972, Красноярский край, г. Железногорск, ул. Ленина, 52
*E-mail: dartantonton@yandex.ru
В работе предлагается к использованию обод, представляющий собой изогридную сетчатую тороидальную структуру с эллиптическим или круглым сечением. Обод может быть использован в качестве силовой структуры различных космических систем.
Ключевые слова: жесткость, обод, трансформируемая конструкция, силовая структура.
THE DESIGN OF THE ISOGRID SPACE RIM
P. A. Volozhanin1, Z. A. Kazantsev1,2, A. S. Kalashnikov1, A. D. Kucherenko1* Scientific supervisor - A. V. Shatov
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation 2JSC Academician M.F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, ul. Lenina , Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Krai, 662972, Russian Federation *E-mail: dartantonton@yandex.ru
The paper proposes to use a rim, which is an isogrid mesh toroidal structure with an elliptical or circular cross section. The rim can be used as a supporting structure for various space systems.
Keywords: rigidity, rim, deployable structure, supporting structure.
Важнейшим аспектом проектирования космической техники является снижение конечной массы изделия. Наиболее характерной чертой проектирования различных систем космических аппаратов является поиск компромисса между снижением массы изделия и, как следствие, снижением жесткостных и прочностных характеристик конструкции [1].
Так, например, одним из основных требований к параболическим антеннам является соблюдение условий по исполнению заданной кривизны формообразующей поверхности [2]. В случае трансформируемых антенн, когда отражающая поверхность расправляется и натягивается при переводе из транспортировочного положения в рабочее, это требование обеспечивается жесткостью конструкции. При низкой жесткости неизбежно взаимное геометрическое смещение интерфейсных точек крепления отражающего полтона к конструкции, что ведет к отклонениям формы отражающей поверхности от номинальной.
В работе [3] представлена конструкция параболической антенны космического назначения. В основе концепции конструкции лежит использование тонкостенного (толщина до 1 мм) тора. Тор может иметь круговое или овальное сечение. На рис.1 изображена предлагаемая конструкция антенны в рабочем положении.
Секция «Механика конструкций ракетно-космической техники»
В развитие концепции конструктивного исполнения обода предлагается к использованию обод, представляющий собой изогридную сетчатую тороидальную структуру с эллиптическим или круглым сечением, выполненного, например, из композитного углепластика, форма и размеры которого определяются требованиями к геометрии трансформируемой космической системы [4]. На рис.2 изображен предлагаемый обод в транспортировочном положении, а на рис.3 в рабочем положении.
Рис. 2. Изогридный сетчатый обод в транспортировочном положении
Рис. 3. Изогридный сетчатый обод в рабочем положении
Применение данной конструкции позволит уменьшить массу обода при сохранении прочностных и жесткостных характеристик.
Такая конструкция может быть применена в качестве силовой основы для параболических антенн космического назначения, теплозащитных экранов, радиационных экранов, зеркал кластерных орбитальных систем, гибких солнечных батарей или солнечных парусов.
Библиографические ссылки
1. Чеботарев, В.Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения: учеб. пособие / В.Е. Чеботарев, В.Е. Косенко; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. -Красноярск, 2011. 488 с.
2. Imbriale W., Gao S., Boccia L. Space Antenna Handbook. Chichester, West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd., 2012, 98 p.
3. Казанцев, З. А. Конструкция трансформируемой параболической антенны космического назначения / З. А. Казанцев // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2016. Т. 17. № 3. С. 691701.
4. Лопатин А. В., Казанцев З. А., Ерошенко А. М., Шатов А. В. Мембранный сетчатый трансформируемый рефлектор. Пат № 206904, Российская Федерация, 2021, бюл. № 28.
© Воложанин П. А., Казанцев З. А., Калашников А. С., Кучеренко А. Д., 2022
