CC BY
39Решетневскуе чтения. 2017
УДК 629.7.023.4
РАЗМЕРОСТАБИЛЬНАЯ ФЕРМЕННАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ УСТАНОВКИ ПРИБОРОВ СИСТЕМ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
К. Н. Виноградов, А. Д. Леоненков, Ю. А. Оберемок, Д. А. Овчинников, В. И. Халиманович
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: V1nogradov-KN@yandex.ru
Система ориентации и стабилизации - одна из важнейших бортовых систем космических аппаратов. Предложена усовершенствованная конструктивно-компоновочная схема расположения приборов СОС на уг-лепластиковой астроферме.
Ключевые слова: астроферма, перспективный космический аппарат, система ориентации и стабилизации, точность положения.
THE DIMENSIONABLE FRAME CONSTRUCTION FOR INSTALLING DEVICES OF ORIENTATION AND STABILIZATION SYSTEMS OF PERSPECTIVE SPACE VEHICLES
K. N. Vinogradov, A. D. Leonenkov, Yu. A. Oberemok, D. A. Ovchinnikov, V. I. Khalimanovich
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: V1nogradov-KN@yandex.ru
System of orientation and stabilization is one of the most important on-Board systems of the space vehicles. The authors propose an improved structural arrangement of the optical devices of SOS on the carbon astroframe.
Keywords: astroframe, perspective space vehicle, the system of orientation and stabilization, position accuracy.
Современный космический аппарат (КА) состоит из целевой аппаратуры и конструктивно обособленного модуля служебных систем, который обеспечивает функционирование КА в процессе полета (управление, контроль, электроснабжение, телеметрия, температурный режим и т. д.) [1; 2]. Система ориентации и стабилизации (СОС) служит для:
- приведения КА в ориентированное положение на орбите,
- стабилизации и удержания угловых положений аппарата при выполнении маневров в космическом пространстве,
- точного ориентирования антенн для обеспечения заказчиков качественной связью,
- ориентирования солнечных батарей на Солнце.
СОС получает информацию о положении спутника от чувствительных оптико-электронных приборов, использующих в качестве опорных ориентиров Солнце, Землю, звезды [3].
Оптические приборы СОС устанавливаются на КА, исходя из следующих основных требований:
- точность установки в системе координат спутника;
- непопадание в зону обзора приборов СОС другого оборудования и элементов конструкции КА;
- стабильность положения при воздействии динамических нагрузок при транспортировании и на участке выведения, а также при изменении температурных полей конструкции;
- обеспечение видимости оптических кубиков при юстировке приборов;
- обеспечение требуемого температурного режима.
Необходимость выполнения полетных операций системой ориентации и стабилизации требует более точной и более стабильной «привязки» антенно-фидерных устройств к оптико-электронным приборам спутника. В настоящее время требуемая величина погрешности установки приборов составляет 2 угловых минуты [4].
На рис. 1 представлено текущее размещение оптических датчиков на КА в районе астроплаты (как правило, по ее краям или на специальных платформах, представляющих из себя металлические кронштейны или конструкции из сотовых панелей). Вследствие непосредственной связи астроплаты и панелей-радиаторов на корпусе КА возникают температурные деформации конструкции, которые передаются и на астроплату. Данное обстоятельство приводит к угловым уходам оптических датчиков.
На рис. 2 предлагается один из возможных вариантов решения проблемы отклонения приборов от заданного положения.
Размещение приборов СОС на размеростабильной ферме из композиционных материалов, которая имеет прямой интерфейс стыковки непосредственно с изо-гридной углепластиковой силовой конструкцией корпуса [5], позволит снизить влияние температурных деформаций и обеспечить необходимую стабильность положения при воздействии динамических нагрузок. Также особенностью данной фермы от применяемых конструктивно-компоновочных схем является вариа-
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
тивность ее геометрии, что дает возможность установки оптических датчиков в любой точке, с учетом полей зрения самих приборов и антенн.
Рис. 1. Текущее положение приборов СОС на астроплате КА
Рис. 2. Общий вид астрофермы с приборами на корпусе КА
Поддержание теплового баланса приборов реализуется с помощью гибких контурных тепловых труб, выведенных на излучающие автономные радиаторы, и обогревателей, устанавливаемых на кронштейнах.
Заключение. В статье предложена усовершенствованная конструктивно-компоновочная схема расположения приборов системы ориентации и стабилизации на углепластиковой ферме, соединенной непосредственно с углепластиковой изогридной силовой трубой КА. Данное решение позволит обеспечить стабильность положения приборов СОС перспективных космических аппаратов.
Библиографические ссылки
1. Конструкция и проектирование космических летательных аппаратов : учебник / Н. И. Паничкин, Ю. В. Слепушкин, В. П. Шинкин, Н. А. Яцынин. М. : Машиностроение, 1986. 344 с.
2. Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов : учебник для вузов. М. : Машиностроение, 2003. 272 с.
3. Попов В. И. Системы ориентации и стабилизации космических аппаратов. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Машиностроение, 1986. 184 с.
4. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.
5. Анизогридные композитные сетчатые конструкции - разработка и приложение к космической технике / В. В. Васильев, В. А. Барынин, А. Ф. Разин и др. // Композиты и наноструктуры. 2009. № 3. С. 38-50.
References
1. Panichkin N. I., Slepushkin Yu. V., Shinkin V. P., Yatsynin N. A. Konstruktsiya i proektirovanie kos-micheskikh letatel'nykh apparatov [The design and engineering of space vehicles]. M. : Mashinostroenie, 1986. 344 p.
2. Gushchin V. N. Osnovy ustroystva kosmicheskikh apparatov [The basics of the device for space vehicles]. M. : Mashinovtroenie, 2003. 272 p.
3. Popov V. I. Sistemy orientatsii i stabilizatsii kosmicheskikh apparatov [System of orientation and stabilization of space vehicles]. M. : Mashinostroenie, 1986. 184 p.
4. Chebotarev V. E., Kosenko V. E. Osnovy proekti-rovaniya kosmicheskikh apparatov informatsionnogo obe-specheniya [Fundamentals of space vehicles design information support] / Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2011. 488 р.
5. Vasil'ev V. V., Barynin V. A., Razin A. F., Petrokovskiy S. A., Khalimanovich V. I. [Anizogridnye composite mesh design - development and application of space technology] // Kompozity i nanostruktury. 2009. № 3. P. 38-50. (In Russ.)
© Виноградов К. Н., Леоненков А. Д., Оберемок Ю. А., Овчинников Д. А., Халиманович В. И., 2017
