Многоканальная автоматическая система обезвешивания крупногабаритных трансформируемых систем Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

необходимо тщательное изучение свойств мерзлых грунтов и моделирование их поведения на всех возможных этапах строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Надежным аппаратом для моделирования является метод элементарных объемов, учитывающий реальные свойства грунтов и любые протекающие в них физические процессы.

Библиографические ссылки

1. Основные природные и социально-экономические последствия изменения климата в районах распространения многолетнемерзлых пород: прогноз на основе синтеза наблюдений и моделирования. Оценочный расчет / Гос. гидрологический ин-т. СПб. : ГГИ, 2010. 44 с.

2. Цытович Н. А. Механика мерзлых грунтов. М. : Высш. шк., 1973. 448 с.

3. Чеверев В. Г. Природа криогенных свойств грунтов. М. : Научный мир, 2004. 234 с.

4. Улитин В. В. Метод элементарных объемов при решении нелинейных задач теплопроводности и геокриологии : монография. СПб. : ПаркКом, 2013. 170 с.

5. Абросимов А., Залетаев С, Охладители грунтов. Конструкции и методы расчета.РиЬИБЬег: Palmarium Academic Publishing is a trademark of: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. Germany. 318 р.

6. Ананьев В. В., Улитин В. В. Моделирование термостабилизации грунтов с помощью сезонных замораживающих устройств // Актуальные проблемы механики, прочности и теплопроводности при низких температурах. Теория и методы замораживания грунтов : материалы XI конф. / под ред. д-ра техн. наук, проф. В. В. Улитина. СПб. : СПбГУНиПТ, 2008. С. 48-53.

7. Кондратьев В. Г. Применение криогенных тхнологий - наиболее эффективный метод решения технологических проблем железных и автомобильных дорог в криолитозоне // Актуальные проблемы механики, прочности и теплопроводности при низких температурах. Теория и методы замораживания грунтов : материалы XII конф. / под ред. д-ра техн. наук, проф. В. В. Улитина. СПб. : СПбГУНиПТ, 2010. С. 6-12.

8. Вялов С. С. Искусственное охлаждение грунтов с помощью термосвай. М. : Наука, 1979. 160 с.

References

1. The main natural and socio-economic impacts of climate change in the areas of distribution of permafrost breeds: forecast based on the synthesis of observations and modeling // Assessment calculation. State Hydrological Institute. St.-Petersburg: SGI, 2010, 44 p.

2. Cytovic N. A. Manual frozen ground. M. : High school, 1973, 448 p.

3. Ceverev V. G. Nature cryogenic properties of soils. М. : The scientific world, 2004, 234 p.

4. Ulitin V. V. Elementary Method of nonlinear problems of heat conduction and geocryology: monograph. St.-Petersburg : Park com, 2013, 170 p.

5. Abrosimov A., Zaletaev S. With cooler soil. The design and calculation methods.Publisher: Palmarium Academic Publishing is a trademark of: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. Germany, 318 р.

6. Anan'ev V. V., Ulitin V. V. Using soil temperature Simulation of seasonal freezing devices. Actual problems of mechanics, strength and heat conductivity at low temperatures // Theory and methods of freezing soils: proceedings of the 11th Conference / ed. by doctor of technical sciences, Professor V. V. Ulitina. St.-Petersburg : SPbGUNiPT, 2008, p. 48-53.

7. Kondratiev V. G. Application of cryogenic technologies are the most effective method for solving technological problems of railways and roads in kriolitozone. Actual problems of mechanics, strength and heat conductivity at low temperatures. Theory and methods of freezing soils: proceedings of the Xll-th Conference edited by doctor of technical sciences, Professor V. V. Ulitina. St. Petersburg: SPbGUNiPT 2010, pp. 6-12.

8. Vyalov S. S. Refrigeration soils by using termosvaj. Moscow : Nauka, 1979, 160 p.

© Улитин В. В., Ананьев В. В., Шамин Г. П., 2014

УДК 681.58

МНОГОКАНАЛЬНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ОБЕЗВЕШИВАНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ СИСТЕМ

А. В. Шевляков1, В. А. Куклин2, В. В. Холодов2

1Конструкторско-технологический институт научного приборостроения СО РАН Российская Федерация, 630058, г. Новосибирск, ул. Русская, 41. E-mail: chugui@tdisie.nsc.ru

2ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

При проведении наземных испытаний крупногабаритных трансформируемых систем одним из важнейших условий является обезвешивание конструкции (компенсация весовой составляющей) с целью предотвращения ее деформации или разрушения под действием силы земного тяготения.

В 2014 году в КТИ НП СО РАН разработана многоканальная система обезвешивания крупногабаритных трансформируемых систем. В настоящее время на базе ОАО «ИСС» проводятся ее испытания.

Целью создания системы является расширение диапазона возможных свободных перемещений обезвеши-ваемого элемента конструкции в горизонтальной плоскости и по вертикали, уменьшение величины присоединенных масс, а также упрощение работы следящей системы.

Решетневскуе чтения. 2014

Принцип действия системы заключается в следующем: блок управления, состоящий из контроллера, снимает показания величин весовой составляющей и в зависимости от полученных данных формирует команду на интеллектуальные электроприводы, которые поддерживают конструкцию в обезвешенном состоянии.

Ключевые слова: обезвешивание, крупногабаритные трансформируемые системы, интеллектуальный электропривод.

MULTI-CHANNEL AUTOMATIC SYSTEM OF A WEIGHT COMPENSATION OF LARGE-SIZE TRANSFORMED DEVICES

A. V. Shevlyakov1, V. A. Kuklin2, V. V. Kholodov2

technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering SB RAS 41, Russkaya str., Novosibirsk, 630058, Russian Federation. E-mail: chugui@tdisie.nsc.ru 2JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation

When carrying out terrestrial tests of the large-size transformed systems one of the major conditions is compensating a weight component for the purpose of preventing its deformation or corrupting under the influence of the earth's gravity.

In 2014 TDISIE of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science the multi-channel system of a weight compensation of the large-size transformed systems is developed. Now on the basis of JSC "ISS" its probation is carried out.

The purpose to develop the system is the range extension ofpossible free relocation of an weightless element of construction in the horizontal and vertical plane, reduction of value of the associated masses, and also simplification of operation of follow-up system.

The principle of system operation consists of the control box containing the controller that takes readings of values of a weight component and depending on data generates a command to the intelligent electric drive which supports a weight compensation.

Keywords: weight compensation, large-size transformed devices, intelligent electric drive.

Постановка задачи. При проведении наземных испытаний крупногабаритных трансформируемых систем, например, раскрытии антенн-рефлекторов, одним из важнейших условий является обезвешивание конструкции (компенсация весовой составляющей) с целью предотвращения влияния силы тяжести на работу систем раскрытия. Существуют различные варианты пассивных систем обезвешивания, но обычно они решают узкие задачи и не могут применяться для широкого класса трансформируемых систем [1-3]. Автоматические активные системы позволяют расширить диапазон испытуемых трансформируемых систем. В настоящей работе рассматривается вопрос создания автоматической активной многоканальной системы обезвешивания рефлекторов с возможностью обезвешивания до 36 элементов.

Конструкция системы. В 2014 г. в КТИ НП СО РАН разработана многоканальная система обезвеши-вания крупногабаритных трансформируемых систем. Система представляет собой комплекс из 36 независимых кареток, сгруппированных в 12 групп по 3 каретки. Каретки перемещаются по 12 горизонтальным направляющим. Каждая каретка имеет датчик силы и угла отклонения от вертикали. За перемещение груза в горизонтальном и вертикальном направлениях отвечают серводвигатели. Управление группой осуществляет блок управления, состоящий из контроллера и сервоусилителей.

Принцип действия системы заключается в следующем: блок управления снимает показания величин весовой составляющей и угла отклонения от вертика-

ли. При возникновении дополнительного усилия контроллер определяет величину весовой составляющей этого усилия и отклонение от вертикали. В зависимости от полученных данных формируется команда на интеллектуальные электроприводы, которые перемещают каретку, поддерживая конструкцию в обезве-шенном состоянии. На рисунке изображен внешний вид макетного образца направляющей с установленными на ней каретками.

Внешний вид макетного образца направляющей с установленными на ней каретками

При испытаниях макетного образца системы были получены следующие параметры:

Максимальная сила со стороны узла крепления на элемент КТС в каждой точке крепления, кг, не менее 10 кг.

Погрешность компенсации веса единичного элемента КТС, г, не более 50.

Максимальный ход точки подвеса в вертикальном направлении, м, не менее 7.

Максимальный ход точки подвеса в горизонтальном направлении, м, не менее 6.

Максимальная скорость движения в горизонтальном направлении, м/мин, не более 0,2.

Максимальная скорость движения в вертикальном направлении, м/мин, не более 0,3.

Заключение. Целью создания системы являлось расширение диапазона возможных свободных перемещений обезвешиваемого элемента конструкции в горизонтальной плоскости и по вертикали, уменьшение величины присоединенных масс, а также упрощение работы следящей системы. Созданная система позволяет проводить испытания одно-, двух- и трехзвенных трансформируемых систем различной конфигурации и массы с погрешностью компенсации не более 50 г. Система имеет защиту, позволяющую предотвратить повреждение объекта испытаний в случае отключения электроснабжения.

Библиографические ссылки

1. Пат. 2483991 Российская Федерация, МПК Б64в7/00, Б64в1/44. Стенд раскрытия панелей солнечной батареи / Билько В. В., Плетнева Н. А., Соро-колетов В. И., Шупляк Ю. П. Патентообладатель ФГУП «Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» ; за-явл. 08.12.2011; опубл. 10.06.2013.

2. Пат. 2468969 Российская Федерация, МПК Б64в7/00. Испытательный стенд для раскрытия батареи солнечной / Билько В. В., Плетнёва Н. А., Плете-нёв В. В., Поветьев Ю. И., Сороколетов В. И., Круг-лов Г. Е., Цейтлин В. Е. Патентообладатель ФГУП «Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» ; заявл. 13.12.2010; опубл. 10.12.2012.

3. Пат. 2376217 Российская Федерация, МПК B64G 7/00, B64G 5/00. Устройство для обезвешивания горизонтально перемещающейся многозвенной механической системы космического аппарата / Евтеев А. Н., Иванов Н. Н., Кирилюк А. И., Подзоров В. Н., Сеченов Ю. Н., Телегин В. И. Патентообладатели Евтеев А. Н., Иванов Н. Н., Кирилюк А. И., Подзоров В. Н., Сеченов Ю. Н., Телегин В. И. ; заявл. 27.05.2008; опубл. 20.12.2009.

References

1. Pat. 2483991 Rossiiskaya Federaciya, MPK B64G7/00, B64G1/44. Stand of panels deployment of the solar battery [Stend raskritiya panelei solnechnoi batarei]. Bil'ko V. V., Pletneva N. A., Sorokoletov V. I., Shuplyak Yu. P. Patentoobladatel' Federal'noe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Gosudarstvennii nauchno-proizvodstvennii raketno-kosmicheskii tsentr "TSCKB-Progress"; filing 08.12.2011; publication 10.06.2013.

2. Pat. 2468969 Rossiiskaya Federaciya, MPK B64G7/00. The testing stand for deployment of the solar battery [Ispitatel'nii stend dlya raskritiya batarei solnechnoi]. Bil'ko V. V., Pletneva N. A., Pletnev V. V., Povet'ev Yu. I., Sorokoletov V. I., Kruglov G. E., Tseitlin V. E. Patentoobladatel' Federal'noe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Gosudarstvennii nauchno-proizvodstvennii raketno-kosmicheskii tsentr "TSCKB-Progress" ; filing 13.12.2010; publication 10.12.2012.

3. Pat. 2376217 Rossiiskaya Federaciya, MPK B64G 7/00, B64G 5/00. The device for weight compensation of horizontally moving multipart mechanical system of the spacecraft [Ustroistvo dlya obezveshivaniya gorizontal'no peremeshchayushcheisya mnogozvennoi mehanicheskoi sistemi kosmicheskogo apparata]. Evteev A. N., Ivanov N. N., Kirilyuk A. I., Podzorov V. N., Sechenov Yu. N., Telegin V. I. Patentoobladateli Evteev A. N., Ivanov N. N., Kirilyuk A. I., Podzorov V. N., Sechenov Yu. N., Telegin V. I. filing 27.05.2008; publication 20.12.2009.

© Шевляков А. В., Куклин В. А., Холодов В. В., 2014

УДК 629.78

СИЛОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ КА НЕГЕРМЕТИЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКОВОГО ВОЛОКНА МЕТОДОМ НАМОТКИ С УТОЛЩЕННОЙ СТЕНКОЙ

Н. Н. Широкова, А. В. Старицын, Ю. С. Назаренко

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: shirokova@iss-reshetnev.ru

Рассмотрен способ замены металлической силовой конструкции КА на углепластиковую силовую конструкцию методом намотки с утолщенной стенкой. Проведены испытания опытных образцов и анализ их характеристик.

Ключевые слова: силовая конструкция, углепластиковая конструкция, метод намотки, утолщенная стенка.