CC BY
23
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»
УДК 621.29.03
КОНСТРУКЦИЯ СИЛОВОГО ФЕРМЕННОГО ЭЛЕМЕНТА ОПОРНОГО КАРКАСА ЛЕПЕСТКА ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ «МИЛЛИМЕТРОН»
А. В. Курдинова, Д. Ю. Багрянцев, Д. Б. Усманов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Основной задачей системы раскрытия рефлектора является приведение рефлектора из транспортного положения в рабочее, поэтому возникает потребность создания простого, но в то же время достаточно прочного и легкого механизма.
Ключевые слова: композитные материалы, углепластик, система раскрытия, проверка на прочность, космическая обсерватория, «Миллиметрон».
THE APPLICABILITY OF COMPLEX KOMPOZITNYKH MATERIALS FOR THE SYSTEM OF DISCLOSURE OF THE MAIN MIRROR SPACE OBSERVATORY "MILLIMETRON"
A. V. Kurdinova, D. U. Bagryancev, D. B. Usmanov
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
The main goal of disclosure is to bring the reflector of the reflector ^ from the transport position into the working position. Therefore there is a need to create a simple, but at the same time sufficiently strong and light mechanism.
Keywords: composite materials, CFRP, the system of the disclosure, a test of strength, spase observatory, "Millimetron".
Космический телескоп (КТ) входит в состав космической обсерватории проекта «Спектр-М». Для обеспечения работы КТ в области низких температур его зеркальная система сформирована по принципу двухзеркальной системы Кассегрена с глубоким главным зеркалом (ГЗ) и расположенным внутри его чаши контррефлектором (КР). Зеркальная система КТ закреплена на опорной ферме рефлектора, соединенной через силовые элементы КТ и переходную ферму с модулем служебных систем [1].
Для обеспечения требования размещения обсерватории в габаритах зоны полезного груза под обтекателем носителя крупногабаритные элементы обсерватории выполняются трансформируемыми. В принятом варианте компоновки рефлектора КТ используется «лепестковая» схема его построения и укладки в транспортном положении, т. е. рефлектор формируется из стационарного центрального зеркала (ЦЗ) и подвижных лепестков, изменяющих свои линейные и угловые расположения при трансформации конструкции рефлектора из сложенного положения в раскрытое.
Основным вариантом конструктивного решения лепестков является каркасный, в котором лепесток состоит из элементов разделенных по функциональному назначению на силовые (каркасы лепестков) и отражающие (оболочки лепестков, формирующие отражающую поверхность ГЗ).
Конструктивные решения каркасов лепестков, оболочек, элементов опирания и стыковки, а также обеспечения перемещения лепестков выполняются для всех лепестков одинаковыми. Каркас лепестка представляет собой пространственную ферму из стержней трубчатого сечения.
Выбор числа и характеристик сечений стержней, топологической схемы их соединения проведен на основании выбора оптимальных параметров, обеспечивающих для выбранного материала изготовления и габарита каркаса наибольшую жесткость.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2016. Том 1
В конструкцию каркасов лепестков кроме элементов, обеспечивающих перемещение лепестков при трансформации рефлектора, введены ферменные подкосы и ломающие стержни (два яруса в окружном направлении). Один из таких силовых элементов с соединительными законцовками изображен на рисунке, который является трубчатой конструкцией, изготавливается путем намотки углеродного препрега с углеродной нитью M46J со схемой армирования (±8°) на вращающуюся оправку с последующим вакуумированием и отверждением в печи.
Особенностью технологии изготовления такого силового ферменного элемента является обеспечение намотки преперега на оправку с законцовками, формы которых исключает возможность их разъединения от центральной углепластиковой части трубки без разрушения. Такое решение обеспечивает прочность и геометрическую стабильность конструкции на этапе эксплуатации в составе КТ при 4К [2].
Опора системы раскрытия ГЗ космической обсерватории «Миллиметрон»
При выборе расчетного случая нагружения было установлено что максимальная нагрузка которую испытает система раскрытия будет достигаться при транспортировании самолетом Ан-124. В результате проведенных расчетов было установлено, что эта нагрузка будет воздействовать на лепесток главного зеркала, и, соответственно, на систему раскрытия, что для рассматриваемого силового ферменного элемента ее величина не превысит 616,4Н [3]. Как показывают расчеты в программе NASTRAN, стержень способен выдержать эту нагрузку с обеспечением необходимого запаса на прочность.
Библиографические ссылки
1. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://millimetron.ru/index.php/o-proekte/ob-observatorii (дата обращения: 11.03.2016).
2. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя. В 3 т. М. : Машиностроение,
2001.
3. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://www.teoretmeh.ru/ primerstatika15.htm (дата обращения: 10.03.2016).
© Курдинова А. В., Багрянцев Д. Ю., Усманов Д. Б., 2016
