CC BY
26Решетневскуе чтения. 2018
УДК 534.322
О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ИСПЫТАНИЙ НА ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫЕ УДАРНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СИСТЕМ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
С. А. Орлов, В. И. Копытов, А. В. Пасько
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Рассматривается проведение ударных испытаний систем космических аппаратов на высокоинтенсивные воздействия по методу ударных спектров ускорений с использованием ударного стенда с падающим столом и специального пиротехнического устройства, обсуждаются преимущества и недостатки применяемых методик, даются рекомендации по применению рассматриваемых методик при испытаниях различного оборудования.
Ключевые слова: ударный стенд, ударный спектр ускорений, пространственные конструкции, бортовая аппаратура.
ON SOME FEATURES OF TESTS OF SPACECRAFTS ON SHOCK IMPACTS OF HIGH INTENSITY
S. A. Orlov, V. I. Kopytov, A. V. Pasko
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
In this paper, the shock testing of spacecraft systems on high-intensity impact using acceleration shock spectrum on an impact bench and a special pyrotechnic device is considered, the advantages and disadvantages of the methods used are discussed, recommendations on the application of the techniques in question when testing various equipment.
Keywords: impact bench, acceleration shock spectrum, spatial structures, onboard equipment.
В настоящее время при испытаниях на высокоинтенсивные ударные воздействия, источником которых являются различные пиротехнические устройства космических аппаратов (КА), основные проблемы возникают на этапе принятия методики ударных испытаний [1-3]. При этом наибольшие сложности связаны с испытаниями различных подсистем космических аппаратов, включающих как элементы конструкции, так и бортовую аппаратуру (БА). Как правило, это пространственные конструкции, имеющие несколько плоскостей крепления (например, облучатели антенн). Для проведения ударных испытаний БА наиболее широкое распространение получили различные копровые стенды, например, в АО «ИСС» используется стенд с падающим столом P55L фирмы LANS-MONT [4], а для проведения ударных испытаний с использованием пиротехнических устройств используется специальное пиротехническое устройство (СПУ) [5].
Типовой режим в виде ударных спектров ускорений (УСУ) при добротности Q = 10, на который проводится отработка БА и систем КА, приведен в таблице 1. Данный режим соответствует границе между режимами средней и дальней зон ударного нагруже-ния КА согласно европейским стандартам и стандартам США [2; 3]. Этот режим допускается воспроизводить как на механических (копровых) стендах, так и на стендах с использованием различных пиротехни-
ческих устройств [6]. Далее рассматриваются особенности использования различных методик испытаний на ударные воздействия.
В докладе приводятся результаты испытаний облучающей системы (ОС) одного из КА разработки АО «ИСС» на ударные воздействия согласно таблице. Испытания проводились с динамическим макетом ОС, установленной в специально изготовленную оснастку, обеспечивающую штатные условия крепления макета. При ударных испытаниях с использованием пиротехнических устройств оснастка вывешивалась на резиновых шнурах, а при испытаниях на стенде Р55Ь жестко крепилась к столу стенда. Показано, что при близких уровнях ударного спектра ускорений в точках крепления ОС к оснастке максимальные амплитудные значения ускорения в этих точках примерно в два раза выше при испытаниях на стенде с падающим столом Р55Ь, чем при использовании СПУ. Кроме того, пики УСУ (как отклик на пиротехническое воздействие) смещаются в более высокочастотную область относительно ударных испытаний на копровом стенде. При этом на самой ОС (в ее центре) при испытаниях на стенде с падающим столом Р55Ь максимальное значение УСУ в 1,5 раза выше, чем при пиротехническом воздействии, причем независимо от способа ударного нагружения в низкочастотной области спектра отклик ОС происходит на частоте с максимальной эффективной массой (~250 Гц).
Контроль и испытания ракетно-космической техники
Режим ударного нагружения
Поддиапазон частот, Г ц 35-50 50-100 100-200 200-500 500-1000 1000-10000
Значение спектра удара, g 5-10 10-30 30-80 80-350 350-1000 1000
Обе методики испытаний обеспечили соблюдение требований по погрешностям, рекомендуемые как отечественными, так и зарубежными стандартами (±3 дБ). При увеличении требований по амплитуде УСУ (например, до 2 500 g) предпочтение должно отдаваться стендам с пиротехническими элементами.
Библиографические ссылки
1. Adriano Calvi. Spacecraft Loads Analysis. ESA / ESTEC, Noordwijk, The Netherlands November 21, Р. 2011-126.
2. ECSS-E-HB-32-25A. Space engineering. Mechanical shock design and verification handbook. 14 July 2015. 541 p.
3. Product verification requirements for launch, upper-stage and space vehicles. MIL-STD-1540D, 15 January, 1999. 308 p.
4. URL: http://www.novatest.ru (дата обращения: 25.06.2018).
5. Пат. 2394217 РФ, МПК G01M 7/08. Пиротехническое устройство для создания ударных воздействий / Орлов С. А, Орлов А. С. ; Опубл. 10.07.2010. Бюл. № 19. 8 с.
6. Pyroshock test criteria. NASA-STD-7003, may 18, 1999. 26 p.
References
1. Adriano Calvi. Spacecraft Loads Analysis. ESA / ESTEC, Noordwijk, The Netherlands November 21. Р. 2011-126.
2. ECSS-E-HB-32-25A. Space engineering. Mechanical shock design and verification handbook. 14 July 2015. 541 p.
3. Product verification requirements for launch, upper-stage and space vehicles. MIL-STD-1540D, 15 January, 1999. 308 p.
4. Available at: http://www.novatest.ru (accessed: 25.06.2018).
5. Pat. 2394217 RF, MPK G01M 7/08. Pirotehnicheskoe ustrojstvo dlja sozdanija udarnyh voz-dejstvij [Pyrotechnic device for creating shock impact] / Orlov S. A., Orlov A. S. ; Published on 10.07.2010. Bjul. № 19. 8 р.
6. Pyroshock test criteria. NASA-STD-7003 may 18, 1999. 26 p.
© Орлов С. А., Копытов В. И., Пасько А. В., 2018
