Обоснование проектно-конструкторских решений планетарных передач для приводов раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических.аппаратов

A. V. Lekanov, V. G Porpylev D. A. Cherepanov, P. V. Ilyin JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

P. N. Silchenko, D. E. Gruzdev Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

THE FEATURES OF CALCULATION AND DESIGNING OF REDUCERS WITH TOOTHED GEARINGS ON THE BASIS OF GEARING ON «PASCAL SNAILS» FOR DRIVE GEARS OF DISCLOSING OF LARGE-SIZED DEVICES OF SPACE VEHICLES

The features of calculation and designing of reducers with tooth gearings on the basis of gearing on «Pascal snails» for drives of single action are considered at disclosing of large-sized transformed designs of space vehicles are presented.

© Леканов А. В., Порпылев В. Г., Черепанов Д. А., Ильин П. В., Сильченко П. Н., Груздев Д. Е., 2010

УДК 629.78:621.8

А. В. Леканов, В. Г. Порпылев, Д. А. Черепанов, П. В. Ильин

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

П. Н. Сильченко, Е. С. Новиков Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РЕШЕНИЙ ПЛАНЕТАРНЫХ ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ПРИВОДОВ РАСКРЫТИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УСТРОЙСТВ С БОЛЬШИМИ ИНЕРЦИОННЫМИ МАССАМИ

Рассматриваются методы обеспечения требуемых функционально-эксплуатационных показателей планетарных передач для приводов раскрытия крупногабаритных устройств (антенн, батарей солнечных и др.) с большими инерционными массами.

Приводы для раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами должны обладать максимально возможными нагрузочной способностью, КПД и надежностью при минимальных массогабаритных параметрах.

Применение планетарных передач в приводах раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами в сочетании с обычными рядными зубчатыми передачами, а также особыми конструктивными решениями при доказательных рас-четно-теоретических обоснованиях, позволило создать конструкцию привода, удовлетворяющую всем выше указанным требованиям.

Приводы раскрытия предназначены для гарантированного движения исполнительного звена, приводящего в движение другие звенья крупногабаритных устройств (антенн и батарей солнечных) один раз за весь период эксплуатации КА.

Минимизация массогабаритных параметров привода влечет неизбежное увеличение напряжений как в элементах зубчатых колес, так и в других деталях привода.

Конструкторские решения при разработке привода раскрытия обеспечили минимальную номенклатуру деталей и сборочных единиц; равнодеформируемость и равнопрочность деталей привода; наименьшие мас-согабаритные параметры.

Приводы раскрытия крупногабаритных устройств с большими инерционными массами построены на базе планетарных зубчатых механизмов по схеме Одним из достоинств таких схем является относительно высокий коэффициент полезного действия, но при малом передаточном отношении. Созданный привод имеет 3 ступени, построенные по схеме

Особенности конструкции позволили создать условия оптимального перераспределения нагрузки между сателлитами планетарного механизма и по ширине зуба отдельных зубчатых передач; обеспечить регулировку зазоров между ступенями в осевом направлении и компенсацию возможного износа при проведении испытаний, а также температурных деформаций отдельных деталей и сборочных единиц.

Решетневские чтения

A. V. Lekanov, V. G. Porpilev, D. A. Cherepanov, P. V. Ilyn JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

P. N. Silchenko, E. S. Novikov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

SUBSTATION OF DESIGN DECISIONS OF PLANETARY DRIVES OF DISCLOSING OF LARGE-SIZED DEVICES WITH THE BIG INERTIAL WEIGHTS

Methods of maintenance of demanded functional-operational indicators of planetary transfers for drives of disclosing of large-sized devices (aerials, batteries solar, etc.) with the big inertial weights are considered.

© Леканов А. В., Порпылев В. Г., Черепанов Д. А., Ильин П. В., Сильченко П. Н., Новиков Е. С., 2010

УДК 629.783

А. В. Лопатин, В. А. Нестеров, Л. В. Шумкова

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

МОДЕЛЬ АНИЗОГРИДНОГО КОМПОЗИТНОГО СЕТЧАТОГО КАРКАСА СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Предлагается новая концепция и модель анизогридного сетчатого каркаса солнечной батареи из углепластика. Рассмотрены задачи оптимизации сетчатого каркаса солнечной батареи при наличии ограничений, накладываемых на частоты колебаний и температурные деформации.

Космическим аппаратам (рис. 1) необходима энергия для выполнения своих миссий [1]. Одним из источников энергии на орбите является солнечный свет, который с помощью фотоэлементов преобразуется в электрическую энергию. Фотоэлементы располагаются на солнечных батареях (рис. 2), конструкции которых отличаются большим разнообразием [2].

Рис. 1. Космический Рис. 2. Крыло солнечной

аппарат батареи

Возрастающая потребность в энергии, необходимой для функционирования космических аппаратов инициирует поиски новых конструкций солнечных батарей. В настоящей работе предлагается модель анизогридного сетчатого каркаса солнечной батареи из углепластика. Разработан оригинальный соединительный узел для сетчатых элементов каркаса солнечной батареи, который позволяет создавать конструкции различной жесткости. Создана конечно-элементная модель сетчатой структуры, позволяющая провести динамический и температурный расчеты каркаса. Рассмотрены задачи оптимизации сетчатого каркаса солнечной батареи при наличии ограничений, накладываемых на частоты колебаний и температурные деформации. Каркас солнечной батареи состоит из двух сетчатых панелей и соединительных элемен-

тов. Обе сетчатые панели изготавливаются одновременно на плоской оправке, покрытой резиной с канавками для ребер (рис. 3).

Рис. 3. Плоская оправка

Каждая сетчатая пластина обладает малой изгиб-ной жесткостью и по отдельности не может быть каркасом солнечной батареи. Жесткость конструкции может быть достигнута, если сетчатые пластины разнести на некоторое расстояние друг от друга и соединить между собой. Для сборки двух сетчатых пластин разработан соединительный элемент (рис. 4).

Этот элемент представляет собой рамную конструкцию, на противоположных плоскостях которой расположены пазы. При сборке каркаса ребра обеих сетчатых пластин вставляются в пазы, предварительно заполненные клеем (рис. 5). Получившаяся конструкция образует каркас солнечной батареи (рис. 6). ®

Рис. 4. Соединительный Рис. 5. Соединение

элемент сетчатых пластин

Ч