CC BY
25"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических, аппаратов
УДК 621.29.03
КОНСТРУКЦИЯ СИЛОВОГО ФЕРМЕННОГО ЭЛЕМЕНТА ОПОРНОГО КАРКАСА ЛЕПЕСТКА ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ «МИЛЛИМЕТРОН»
А. В. Курдинова
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-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 COMPOSITE MATERIALS FOR THE DISCLOSURE SYSTEM OF THE MAIN MIRROR AT SPACE OBSERVATORY "MILLIMETRON"
A. V. Kurdinova
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
The main goal of disclosure is to bring 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, space 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. 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, изображенный на рисунке, является трубчатой конструкцией, изготавливается путем намотки углеродного препрега с углеродной нитью M46J со схемой армирования (±8°) на вращающуюся оправку с последующим вакуумировани-ем и отверждением в печи.
Особенностью технологии изготовления такого силового ферменного элемента является обеспечение намотки преперега на оправку с законцовками, форма 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 4 К [2]. 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 616,4 Н [3].
<Тешетневс^ие чтения. 2016
Опора системы раскрытия ГЗ космической обсерватории «Миллиметрон»
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: 08.09.2016).
2. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя : в 3 т. М. : Машиностроение, 2001. 326 c.
3. Electronic textbook StatSoft [Электронный ресурс]. URL: http://www.teoretmeh.ru/ primerstatika15.htm (дата обращения: 08.09.2016).
References
1. Electronic textbook StatSoft. Available at: http://millimetron.ru/index.php/o-proekte/ob-observatorii (accessed 08.09.2016).
2. Anurev V. I. Spravochnik konstruktora mashinostroitelya [Manual Machinist designer]. Moscow : Mashinostroenie publ., 2001. 326 p.
3. Electronic textbook StatSoft. Available at: http://www.teoretmeh.ru/primerstatika15.htm (accessed 08.09.2016).
© Курдинова А. В., 2016
УДК 629.7.018.4
РАЗРАБОТКА КАНАЛА НАГРУЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ АВИАЦИОННОЙ
И КОСМИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ
А. И. Лапердин1, А. Г. Каргапольцев1, В. Д. Юркевич2
!ФГУП «Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С. А. Чаплыгина» Российская Федерация, 630051, г. Новосибирск, ул. Ползунова, 21 2Новосибирский государственный технический университет Российская Федерация, 630073, г. Новосибирск, просп. К. Маркса, 20 E-mail: [email protected]
Представлены результаты разработки канала нагружения нового поколения для проведения прочностных испытаний натурных конструкций авиационной и космической техники. Описаны примеры использования возможностей канала нагружения для защиты конструкции от разрушения при статических испытаниях с функцией локализации «слабого звена», а также для испытаний на функционирование при больших перемещениях исполнительного звена конструкции.
Ключевые слова: объект испытаний, канал нагружения, гидравлический сервопривод, автоматизированная система управления нагружением, прочностные испытания.
LOADING CHANNEL DEVELOPMENT FOR FULL-SCALE STRENGTH TEST OF AERONAUTICS AND AEROSPACE
A. I. Laperdin1, A. G. Kargapoltsev1, V. D. Yurkevich2
Siberian Aeronautical Research Institute Named after S. A. Chaplygin 21, Polzunov Street, Novosibirsk, 630051, Russian Federation
2Novosibirsk State Technical University 20, K. Marksa Av., Novosibirsk, 630073, Russian Federation E-mail: [email protected]
This paper presents the results of developing the new generation loading channel for the aeronautical and aerospace full-scale structures strength test. The examples of the loading channel capabilities using for the structure protection from failure during the static tests with the possibility of the "weak link" localization are described as well for the functioning test at large displacements of the structure actuator.
Keywords: unit under test, loading channel, hydraulic servo, automated loading control system, strength tests
Прочностные испытания элементов конструкций авиационной и космической техники являются важной составной частью создания ЛА следующего по-
коления, повышения их надёжности и обеспечения заданного эксплуатационного ресурса. Это требует поиска новых подходов в разработке методов испыта-
