Модификация подхода к сборке и настройке сетчатого рефлектора с учетом упрощения технологического оборудования Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов

УДК 629.78.08.018

МОДИФИКАЦИЯ ПОДХОДА К СБОРКЕ И НАСТРОЙКЕ СЕТЧАТОГО РЕФЛЕКТОРА С УЧЕТОМ УПРОЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

А. И. Величко1, Д. О. Шендалев2

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: 1vai@iss-reshetnev.ru, 2shendalev_d@iss-reshetnev.ru

Описаны тенденции развития технологической оснастки для сборки крупногабаритных трансформируемых рефлекторов. С увеличением размера рефлекторов возникает необходимость упрощения оснастки. При этом обеспечение требуемых характеристик достигается путем расчетного определения технологических размеров с учетом внутренних напряжений в конструкции рефлектора. Приведены основные этапы методики сборки на упрощенной оснастке.

Ключевые слова: сетчатый рефлектор, изготовление рефлектора.

APPROACH MODIFICATION TO MESH REFLECTOR ASSEMBLING AND ADJUSTING WITH SIMPLIFIED TECHNOLOGICAL EQUIPMENT

A. I. Velichko1, D. O. Shendalev2

JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev"

52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: 1vai@iss-reshetnev.ru, 2shendalev_d@iss-reshetnev.ru

Tendencies of technological equipment development for large deployable reflector assembling are discussed. With reflector size raising the need for equipment simplifying is recognized. In this case necessary parameters are ensured using calculations of technological dimensions with a glance ofprestressed state of reflector. Primary steps of assembly technique using simplified equipment are described.

Keywords: mesh reflector, reflector assembling.

Концепция построения сетчатых рефлекторов крупногабаритных космических антенн, наиболее развитая на сегодняшний день, предполагает наличие силового каркаса, на который растянуты формообразующая система размеростабильных шнуров (формообразующая структура) и отражающее металлическое сете-полотно. Равномерность распределения усилий натяжения в системе шнуров, формирующих отражающую поверхность, а также точность формы поверхности оказывают исключительное влияние на качество функциональных характеристик рефлектора. Реализация указанных требований с учетом факторов эксплуатации в процессе сборки конструкции рефлектора является одной из сложнейших технологических задач.

Для сборки рефлекторов размером 10-15 м в ОАО «ИСС» была разработана и успешно реализована технология сборки с применением объемного шаблона. В рамках этой технологии начальное напряженно-деформированное состояние (НДС) системы формообразующих шнуров (формообразующая структура) и отражающего сетеполотна создается на объемном шаблоне. Далее усилия с шаблона постепенно перекладываются на силовой каркас, и получается начальное НДС всего рефлектора, подстраиваемое впоследствии при точной настройке.

С увеличением диаметра рефлектора масса шаблона возрастает пропорционально кубу диаметра.

Ввиду сложности реализации и высокой стоимости объемного шаблона для сборки рефлекторов большего диаметра разрабатывается новая, так называемая «бесшаблонная», технология сборки. Технологическая оснастка в этом варианте располагается по всему периметру рефлектора, обеспечивая позиционирование и натяжение шнуров формообразующей структуры (ФОС). Однако и в этом варианте оснастка получается достаточно громоздкой и немобильной.

При разработке рефлектора диаметром до 50 м отсутствие мобильности оснастки становится весьма критичным, поскольку занимается существенная площадь. Поэтому была предложена дальнейшая модификация методики сборки.

В части технологического оснащения основное отличие предлагаемой методики в том, что вместо замкнутого сборочного стапеля устанавливаются дискретные элементы, расположенные только вдоль главных направлений рефлектора (здесь - спицы). Такие элементы - колонны - относительно просто позиционировать и монтировать-демонтировать.

Возможность упрощения оснастки обеспечивается за счет усложнения самой методики (технологии) сборки. В этом случае методика должна обеспечивать сборку и предварительную настройку в ходе сборки точности отражающей поверхности рефлектора

Решетневскуе чтения. 2014

с обеспечением требуемых усилий натяжения всех шнуров без сложного оборудования.

Основные укрупненные этапы предложенной методики:

- верификация конечно-элементной модели (КЭМ);

- расчет по КЭМ деформаций силового каркаса и оценка перемещений регулировочных элементов для обеспечения заданного в КД положения;

- расчет по КЭМ деформаций ФОС и оценка длин шнуров в ненапряженном состоянии, а также величин перемещений регулировочных элементов шнуров;

- расчет по КЭМ усилий обезвешивания;

- построение технологических разверток элементов ФОС для сборки «на полу» в ненапряженном состоянии с указанием рассчитанных длин участков шнуров;

- монтаж собранных «на полу» элементов ФОС на силовой каркас в ненапряженном (присложенном) состоянии;

- монтаж системы обезвешивания с рассчитанными усилиями;

- раскрытие рефлектора;

- точная подстройка.

Ключевое отличие предложенной методики заключается в существенном увеличении доли расчетных работ для обеспечения процесса сборки. Реализация методики позволит обеспечить заданную форму поверхности с относительно небольшими отклонениями, а также равномерность усилий натяжения шнуров ФОС уже на этапе начальной сборки за счет учета влияния внутренних напряжений. Описанная методика будет реализовываться в процессе сборки рефлектора диаметром до 48 м, разрабатываемого ОАО «ИСС» по заказу Российского космического агентства в рамках ОКР «Прибор-Рефлектор».

© Величко А. И., Шендалев Д. О., 2014

УДК 531.133.3

СИСТЕМА АКТИВНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ВЕСА И ВОЗБУЖДЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ КТС

ПРИ МОДАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЯХ

А. Г. Верхогляд1, С. Н. Макаров1, Д. А. Маринин2, Д. В. Чураков3

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

3Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: dv.churakov@gmail.com

Рассмотрены особенности построения напольной автоматизированной системы обезвешивания и проведения модальных испытаний (АСОМИ), предназначенной для проведения испытаний крупногабаритных трансформируемых систем (КТС).

АСОМИ должна обладать достаточной универсальностью и одновременно выполнять следующие функции: обезвешивание изделия, обеспечение распределенных векторов усилий возбуждения в точках подвеса, измерение и регистрация всех пространственных координат с синхронной привязкой всех данных во времени. Для построения такой системы обезвешивания рассматривается техническое решение, основанное на множестве синхронных устройств компенсации веса (активных электромеханических опор), управляемых общим компьютером.

Ключевые слова: крупногабаритные трансформируемые системы, КТС, обезвешивание, модальные испытания.

ACTIVE WEIGHT COMPENSATION AND FORCE EXCITATION SYSTEM FOR MODAL TESTING OF THE LARGE-SIZE TRANSFORMING OBJECTS

A. G. Verkhoglyad1, S. N. Makarov1, D. A. Marinin2, D. V. Churakov3

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 3Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. Е-mail: dv.churakov@gmail.com