CC BY
35"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
- зонтичная схема силового каркаса дает возможность заимствовать силовой каркас уже отработанных схем с радиально-кольцевой формообразующей структурой;
- арочная тыльная сеть формообразующей структуры позволяет повысить ее жесткость и снизить деформации отражающей поверхности от действия силы тяжести по сравнению с зеркальной схемой тыльной сети, как в ободных рефлекторах фирмы АзггоМезЬ;
- равномерность распределения усилий натяжения шнуров фронтальной сети на этапе сборки обеспечивает взаимную подвижность шнуров в узлах соединения.
В настоящее время закончена разработка конструкторской документации на схему формообразующей структуры с треугольными фацетами и отрабатывается технология ее сборки. Данная формообразующая структура будет выполнена на макете рефлектора диаметром 3 м.
Библиографические ссылки
1. Lai C. Y., Pellegrino S. Design and Testing of a 1.5 m Offset CRTS Demonstrator [Electronic resource] : Techn. Rep. CUED/D-STRUCT/TR193 / Univ. of Cambridge. Cambridge, 2001. URL: http://www.civ.eng.cam. ac.uk/dsl/publications.html (date of visit: 01.09.2011).
2. Lai C. Y., Pellegrino S. Feasibility Study of a Deployable Mesh Reflector [Electronic resource] : Techn. Rep. CUED/D-STRUCT/TR186 / Univ. of Cambridge. Cambridge, 1999. URL: http://www-civ.eng.cam.ac.uk/ dsl/publications.html (date of visit: 01.09.2011).
3. Freeland R. E. Final Report for Study of Wrap Rib Antenna Design, LMSC D714613 : Contract № 955345 / Lockheed Missiles and Space Company for Jet Propulsion Laboratory. Pasadena, Calif., 1979.
4. Thomson M. W. The AstroMesh Deployable Reflector // Antennas and Propagation Soc. Intern. Symp. Orlando, Fla, 1999. Vol. 3. P. 1516-1519.
V. V. Vozov, E. K. Cherkashina, V. V. Shalkov, D. O. Shendalev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
DEVELOPMENT OF SHAPE-GENERATING STRUCTURE WITH TRIANGLE FACETS FOR LARGE DEPLOYABLE REFLECTOR
The theses give results of comparison of different types of shape-generating structures for mesh deployable reflectors. Description and some features of umbrella-type deployable reflector shape-generating structure with triangle facets being developed are presented.
© Возов В. В., Черкашина Е. К., Шальков В. В., Шендалев Д. О., 2011
УДК 621.396.67
М. С. Волчков, И. В. Граматунова
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
МЕХАНИЧЕСКИ РЕКОНФИГУРИРУЕМЫЕ АНТЕННЫ
В настоящее время в развитии антенных систем появляется необходимость обслуживать несколько территориальных зон в течение срока активного существования космического аппарата. Технология, используемая в классических профилированных рефлекторах, не позволяет изменять профиль поверхности после изготовления рефлектора. Решение вопроса заключается в разработке реконфигурируемого рефлектора для обеспечения орбитальных реконфигураций поверхности.
Механически реконфигурируемый рефлектор (РР) представляет собой комбинацию профилированных рефлекторов, обслуживающих несколько территориальных зон в течение срока существования космического аппарата (КА) на орбите. Преимущество данной системы заключается в использовании одного КА с механически реконфигурируемыми рефлекторами вместо нескольких КА с профилированными рефлекторами. В настоящий момент разработками РР занимаются ведущие зарубежные компании [1; 2].
Одним из основных вопросов, возникающих при проектировании рефлектора, является подбор мате-
риала, удовлетворяющего следующим требованиям: отражающий материал должен быть гибким, устойчивым к температурным колебаниям и к низким ВЧ-потерям, без пассивной интермодуляции.
Компанией Thales Alenia Space (Франция) в рамках проекта ARTES5 по созданию РР проводился анализ подходящих для его производства материалов, в ходе которого было выявлено, что наиболее подходящим является материал BWF CFRS (силикон, армированный двухоснонаправленной углеродной тканью). Основными преимуществами поверхности из BWF CFRS являются низкие ВЧ-потери (в Ku-диапа-
Фешетневские чтения
зоне они варьируются в пределах -0,3 дБ) и хорошая стабильность размеров ввиду низкого коэффициента термического расширения углерода. В качестве матрицы BWF CFRS используется силиконовый эластомер RTV S690 компании Wacker Silicones (США), армирующим материалом является углеродная ткань Т300 с поверхностной плотностью 65 г/м2.
Для отработки реконфигурируемой антенны в ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (ИСС) был разработан ее макет. В конструкции макета с реконфигури-руемым рефлектором установлено 64 исполнительных механизма - стержня для изменения профиля рефлектора (рис. 1). Дополнительно по периметру рефлектора установлено 18 стержней (на рис. 2 они закрашены) для выставки кромки.
Рис. 1. Эскиз макета антенны с реконфигурируемым рефлектором
Рис. 2. Расположение стержней на рефлекторе антенны
В качестве армирующего материала для производства рефлектора возможно применение ткани углеродной двухоснонаправленной 3198 или У8И-50Л-108, в качестве матрицы - силиконового эластомера.
Для отработки реконфигурируемой антенны рефлектор должен обеспечивать выставку профиля для четырех случаев: контурный луч, точки стояния КА: 50° в. д., зона обслуживания - западная часть РФ (рис. 3); 128° в. д., зона обслуживания - восточная часть РФ (рис. 4); 90° в. д., зона обслуживания - Китай и Индия (рис. 5).
Рис. 3. Точка стояния КА на геостационарной орбите (ГСО) 50° в. д.
Рис. 4. Точка стояния КА на ГСО 128° в. д.
Рис. 5. Точка стояния КА на ГСО 90° в. д.
С теоретической точки зрения контроль поверхности профилированного рефлектора на орбите является эффективным способом реконфигурации зоны покрытия на протяжении всего срока существования КА.
Для производства реконфигурируемых антенн необходимо использовать новые технологии и проводить специальные исследования. Производство и внедрение реконфигурируемых антенн на КА ОАО «ИСС» позволит нашим спутникам стать еще более конкурентоспособными.
Библиографические ссылки
1. Mechanical Investigations of in-Space-Recon-figurable Reflecting Surfaces / L. Datashvili, H. Baier, B. Wei et al. // Proc. of ESA, Antenna Workshop. Noordwijk, Netherlands, 2010.
2. Shape Morphing and Contol of Flexible Surfaces for Aerospace Applications / H. Baier, L. Datashvili, S. Rapp, J. Hoffmann // Intern. Sci. Conf. on Advanced Lightweight Structures and Reflector Antennas. Tbilisi, Georgia, 2009.
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
M. S. Volchkov, I. V. Gramatunova JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
MECHANICALLY RECONFIGURABLE ANTENNAS
Now in the process of development of antenna systems it is revealed a necessity to maintain some territorial zones during term of active existence of the space vehicle. The technology used in classical reconfigurable reflectors doesn't allow to change a structure of a surface after reflector manufacturing. The solution of the question and the purpose of the work described in this article is working out reconfigurable reflector for maintenance of orbital reconfigurable surfaces.
© Волчков М. С., Граматунова И. В., 2011
УДК 629.78.048.7
А. Ю. Вшивков, Ф. К. Синьковский, Е. Н. Головенкин, А. П. Колесников, И. В. Легостай, И. Н. Цивилев, С. А. Ганенко
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ТЕРМОВАКУУМНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ МАЛОГАБАРИТНЫХ СЕКЦИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОБОГРЕВА
Описаны малогабаритные секции электрообогрева для использования в составе системы терморегулирования космического летательного аппарата. Определены возможные причины их отказа на борту.
Для обеспечения требуемого теплового режима космического аппарата (КА) негерметичной компоновки применяются электрообогреватели (ЭО), служащие для подогрева как отдельного прибора целевой или служебной аппаратуры, так и обширной поверхности сотовой панели, где расположена группа приборов [1]. Конструктивно ЭО изготавливают в виде локального нагревателя, расположенного рядом с прибором в зоне прокладки одной и той же тепловой трубы, или в виде нескольких секций, последовательно соединенных между собой, каждая из которых нагревает закрепленный за ней прибор, обеспечивая его тепловой режим в различных режимах работы КА на орбите (теневая орбита, переход на работу транспон-деров другого диапазона и т. д.).
Новым направлением работы ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (ИСС) стало проектирование и создание современных бесконтейнерных (на сотовых панелях) КА среднего и тяжелого класса со сроком активного существования не менее 15 лет. Из-за плотной компоновки и жестких требований к размещению бортовой аппаратуры внутри КА ОАО «ИСС» было вынуждено разработать малогабаритные ЭО с повышенной удельной тепловой нагрузкой, что потребовало применения новых материалов, клеев и технологических приемов изготовления (ВК-9, вакуумного формования, исключения паяных соединений константана и т. д.).
Для проверки качества и безотказности работы таких ЭО были разработаны критерии и проведены раз-
личные квалификационные испытания отдельных секций ЭО. В ходе этих испытаний были определены факторы, от которых зависит работоспособность обогревателей в составе КА:
- влияние вакуума на работоспособность секций ЭО;
- влияние возможных непроклеев при изготовлении секций и их установке на КА;
- влияние параметров электрической прочности и сопротивления изоляции секций ЭО исходя из их конструктивного исполнения;
- влияние температурных полей секций в зависимости от электрической нагрузки;
- влияние технологии изготовления секций ЭО;
- допустимость механических повреждений кон-стантановой ленты (деформации, изгибы, надрывы) в процессе изготовления секции.
Для квалификационных испытаний и отработки методов и способов изготовления ЭО были разработаны шесть типов секций электрообогревателей: квалификационный, с имитацией обрыва ленты по ширине 20 и 50 %, с воздушным пузырем между накладок из стеклоткани, с облужением 20 мм возле клемм и с облужением 20 мм в центре змейки константано-вой ленты - по два образца на каждый тип. На стеклоткань была приклеена константановая лента, имеющая два контактных вывода. Сверху на константано-вую ленту наклеивалась накладка из той же стеклоткани.
Испытательная установка (см. рисунок) помещалась в горизонтальную вакуумную камеру через слой
