Приспособление для контроля натяжения вант системы закрепления ксенонового бака Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 629.78

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАТЯЖЕНИЯ ВАНТ СИСТЕМЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КСЕНОНОВОГО БАКА

А. Н. Коркин1 , И. И. Соловьев1, А. И. Приходько2, С. Н. Лозовенко1

1 АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 2Научно-производственный центр «Малые космические аппараты» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Школьная, 33

*E-mail: [email protected]

Описано устройство и принцип работы приспособления для контроля натяжения вант системы закрепления ксенонового бака, который применяется на космических аппаратах. Разработана тарировочная характеристика приспособления.

Ключевые слова: космический аппарат, ксеноновый бак, ванта, приспособление, образец.

A TENSION CONTROL DEVICE FOR RIDGEPOLES OF XENON TANK'S SUPPORT SYSTEM

A. N. Korkin1*, I. I. Solovyov1, A. I. Prihodko2, S. N. Lozovenko1

1JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation

2SPC "Small Space Vehicles" 33, Shkolnaya Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation

E-mail: [email protected]

The article presents construction and functionality of a tension control device for xenon tank's ridgepoles used in space vehicles. There is a calibration graph of this device in the article.

Keywords: space vehicle, xenon tank, ridgepole, device, sample.

Рабочим телом электрореактивных двигательных установок системы коррекции космического аппарата -искусственного спутника Земли является газообразный ксенон. Известно, что с увеличением массы спутника расход рабочего тела за срок активного существования изделия (до 15 лет) возрастает [1-3]. В связи с этим, в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» несколько лет назад приступили к разработке ксеноновых баков высокого давления (КБВД), предназначенных для применения в составе платформ «Экспресс-2000» и «Экспресс-4000» для перспективных спутников. Основным элементом КБВД, разработанных в АО «ИСС» за последние 5 лет, является металлокомпозитный резервуар в форме эллипсоида вращения. Он располагается внутри силовой конструкции корпуса и крепится к ней при помощи металлокомпозитных вант, образующих вместе с кронштейнами крепления систему закрепления КБВД.

При сборке КБВД и его монтаже на отработочный макет космического аппарата (КА) или на штатную платформу важное значение имеет равномерность распределения веса заполненного бака по всем вантам. Чем меньше разность усилий, воспринимаемых любыми двумя вантами, тем конструкция КБВД в целом приобретает больший запас стойкости к воздействию эксплуатационных механических факторов -вибрации, ударов, перегрузок [2-5]. В связи с этим, обязательной операцией при сборке и монтаже КБВД является контроль усилия натяжения каждой ванты и сравнительный анализ результатов. На рис. 1 пока-

зано разработанное в АО «ИСС» приспособление для контроля натяжения вант.

Приспособление состоит из рукоятки с ручкой, дополнительной рукоятки, усилителя напряжения, скобы и корпуса с двумя роликами, внутри которого по направляющим перемещается ползун с поджимным роликом. Ползун связан с ручкой посредством тросика, регулировочной втулки и датчика силы. Кнопка на корпусе связана с замком, служащим для перевода приспособления из рабочего состояния в исходное после измерения натяжения.

Выходным параметром приспособления является напряжение, соответствующее усилию натяжения ванты согласно тарировочной характеристике (ТХ). Значение напряжения определяется по вольтметру, который подключается к усилителю посредством кабеля.

Приспособление работает следующим образом. При нажатии на ручку до упора передается усилие на ползун для перемещения ролика, который прижимает исследуемую ванту к роликам, установленным на корпусе, и слегка деформирует ее. При фиксации ползуна тензодатчик преобразует в электрический сигнал усилие, соответствующее продольному натяжению ванты. Сигнал передается через усилитель на вольтметр, по показанию которого определяется. Далее по ТХ определяется натяжение ванты, соответствующее значению напряжения.

Была проведена тарировка приспособления на образце ванты, идентичном штатной ванте по размерам сечения и марке материала.

Решетневские чтения. 2017

Рис. 1. Общий вид приспособления для контроля натяжения вант

3,00 0,00

х

3 7,00

X

« 6,00

а"

«

1 5,00

4,00 Д.00 '2,00 1,00 0,00

ш

у=о,о В10Х1.88Э6

^__SPS р—

0,5

1,5 Ж 2,5 3

Поклзлння цифрового MyiihIимсIрil АРРА-107, В

3,5

Рис. 2. Тарировочная характеристика приспособления (график выполнен тонкой линией)

К образцу, предварительно закрепленному в испытательной машине, прикладывалась растягивающая нагрузка, возраставшая от 100 Н до 5 кН с шагом 100 Н. В соответствии с каждым увеличением фактической нагрузки, проводились измерения натяжения образца с регистрацией значений напряжения, после чего была составлена ТХ приспособления, приведенная на рис. 2.

При анализе ТХ в среде Microsoft Office Excel была получена зависимость:

y = 0,1103e0,4777x.

Опыт использования приспособления в АО «ИСС» при контроле двух КБВД показал, что оно позволяет удобно и быстро измерять усилие натяжения любой ванты с приведенной погрешностью не более 10 %.

Предполагается в дальнейшем оптимизировать процесс контроля натяжения совокупности вант КБВД, используя автоматизированную обработку выходного сигнала приспособления с помощью аналого-цифрового преобразователя и ЭВМ.

Библиографические ссылки

1. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.

2. Технология производства космических аппаратов : учеб. пособие / Н. А. Тестоедов [и др.] ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 309 с.

3. Анфимов Н. А. Тенденции развития космической техники на современном этапе // Космонавтика и ракетостроение. 2003. № 1.

4. Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов : учебник. М. : Машиностроение, 2003. 272 с.

5. Евтифьев М. Д. Испытания ракетно-космической техники : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2004. 308 с.

References

1. Chebotarev V. E., Kosenko V. E. Osnovy proekti-rovanija kosmicheskih apparatov informatsionnogo obespechenija : ucheb. posobie [Designing principles of informational supplying space vehicles. Textbook]. SibSAU, Krasnoyarsk, 2011. 488 p.

2. Tehnologija proizvodstva kosmicheskih apparatov : ucheb. posobie [Production engineering of space vehicles. Textbook] / N. A. Testoedov, M. M. Mihnev, A. E. Mi-heev et al. SibSAU, Krasnoyarsk, 2009. 309 p.

3. Anfimov N. A. [Tendencies to development of modern spacecraft]. Kosmonavtika i raketostroenie. 2003. No. 1. (In Russ.)

4. Gushchin V. N. Osnovy ustroystva kosmicheskih apparatov : uchebnik [Principles of spacecraft's construction. Textbook]. M. : Mashinostroenie Publ., 2003. 272 p.

5. Evtifyev M. D. Ispytanija raketno-kosmicheskoi tehniki : ucheb. posobie [Testing of spacecraft. Textbook]. SibSAU, Krasnoyarsk, 2004. 308 p.

© Коркин А. Н., Соловьев И. И., Приходько А. И., Лозовенко С. Н., 2017