Научная статья на тему 'Разработка блока механического устройства поворота батареи солнечной для малого космического аппарата'

Разработка блока механического устройства поворота батареи солнечной для малого космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
160
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МАЛЫЙ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ / МЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПОВОРОТА БАТАРЕИ СОЛНЕЧНОЙ / SMALL SPACECRAFT MECHANICAL DEVICE ROTATING SOLAR BATTERY

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Сусойкин Ю. В., Токарев А. В., Черепанов Д. А., Данильченко П. Ю.

Описаны конструкция и основные характеристики разрабатываемого блока механического устройства поворота батареи солнечной для малого космического аппарата. Поставлены задачи и обозначены пути их решения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Сусойкин Ю. В., Токарев А. В., Черепанов Д. А., Данильченко П. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT OF THE BLOCK OF THE MECHANICAL TURNING MOVEMENT DEVICE OF THE SOLAR BATTERY FOR THE SMALL SPACECRAFT

Development of the block of the mechanical device of turning movement of the solar battery for the small spacecraft is described.

Текст научной работы на тему «Разработка блока механического устройства поворота батареи солнечной для малого космического аппарата»

Решетневскуе чтения. 2013

Особенности технологии изготовления УСП-5,0 на основе 1М8-б5 и 1М8-60:

- все четыре слоя однонаправленных углеродных волокон с ориентацией [+450; -450; -450; +450] формируются в виде нетканого материала, в котором однонаправленные слои фиксируются между собой специальной клеевой композицией;

- пропитка многослойного нетканого материала производится валиком.

Данная технология не позволяет в полной мере использовать ФМХ углеродного наполнителя.

В настоящее время ведутся работы по совершенствованию технологии получения препрега из углеродного наполнителя; повышению удельного модуля упругости и прочности при сдвиге и сжатии УСП.

Библиографические ссылки

1. Иванов А. А., Вильницкая Ю. Л. Трехслойные конструкции с заполнителем в современной технике. М. : ЦНТИ «Поиск», 1987. 154 с.

2. Сливинский В. И., Зевако В. С., Ткаченко Г. В., Карпикова О. А. Сотовые заполнители в конструкциях авиационно-космического назначения // Космiчна наука i технолопя. 2008. Т.14. № 3. С. 101-107.

3. Гайдачук В. Е., Кириченко В. В., Сливинский В. И. Аналитическая зависимость модуля сдвига сотового заполнителя от его геометрических параметров на основе МКЭ // Технологические системы. 2003. Вып. 1 (17). С. 53-56.

4. Гайдачук В. Е., Кондратьев А. В., Сливинский В. И., Харченко М. Е. Определение рациональной схемы армирования углесотопласта при помощи МКЭ-поддержки // Системные технологии. 2012. Вып. 2(79). С. 3-12.

5. Сливинский В. И., Харченко М. Е., Санин А. Ф., Гайдачук В. Е., Кондратьев А. В. Оценка физико-

механических характеристик углесотопласта различной схемы армирования при помощи МКЭ-поддержки // Эффективность сотовых конструкций в изделиях авиационно-космической техники : сб. материалов V Междунар. науч.-практ. конф. / Укр. НИИ технологий машиностроения. Днепропетровск, 2013. С. 189-191.

References

1. Ivanov A. A., ViFnitckaia Iu. L. Trekhsloi'ny'e konstruktcii s zapolnitelem v sovremennoi' tekhnike. M. : TCNTI «Poisk», 1987. 154 p.

2. Slivinskii' V. I., Zevako V. S., Tkachenko G. V., Karpikova O. A. Sotovy'e zapolniteli v konstruktciiakh aviatcionno-kosmicheskogo naznacheniia / Kosmichna nauka i tekhnologiia. 2008. T. 14. № 3. P. 101-107.

3. Gaydachuk V. E., Kirichenko V. V., Slivinskii' V. I. Analiticheskaia zavisimost' modulia sdviga sotovogo zapolnitelia ot ego geometricheskikh parametrov na osnove MKE' // Tekhnologicheskie sistemy'. 2003. Vy'p. 1(17). P. 53-56.

4. Gaydachuk V. E., Kondrat'ev A. V., Slivinskii' V. I., Kharchenko M. E. Opredelenie ratcional'noi' skhemy' armirovaniia uglesotoplasta pri pomoshchi MKE'-podderzhki / Sistemny'e tekhnologii. 2012. Vy'p. 2(79). P. 3-12.

5. Slivinskii' V. I., Kharchenko M. E., Sanin A. F., Gaydachuk V. E., Kondrat'e A. V., Ocenka fiziko-mehanicheskikh harakteristik uglesotoplasta razlichnoi' skhemy' armirovaniia pri pomoshchi MKE' -podderzhki / E'ffektivnost' sotovy'kh konstruktcii' v izdeliiakh aviatcionno-kosmicheskoi' tekhniki: sb. materialov V Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. / Ukr. NII tekhnologii' mashinostroeniia. Dnepropetrovsk, 2013. P. 189- 191.

© Сливинский В. И., Харченко М. Е., Кондратьев А. В., Гаврилко В. В., 2013

УДК 629.78.062:629.78.064.56

РАЗРАБОТКА БЛОКА МЕХАНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ПОВОРОТА БАТАРЕИ СОЛНЕЧНОЙ ДЛЯ МАЛОГО КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Ю. В. Сусойкин, А. В. Токарев, Д. А. Черепанов, П. Ю. Данильченко

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Россия, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Описаны конструкция и основные характеристики разрабатываемого блока механического устройства поворота батареи солнечной для малого космического аппарата. Поставлены задачи и обозначены пути их решения.

Ключевые слова: малый космический аппарат, механическое устройство поворота батареи солнечной.

DEVELOPMENT OF THE BLOCK OF THE MECHANICAL TURNING MOVEMENT DEVICE OF THE SOLAR BATTERY FOR THE SMALL SPACECRAFT

Y. V. Susoykin, A. V. Tokarev, D. A. Cherepanov, P. Y. Danilchenko

JSC "Academician M. F. Reshetnev "Information Satellite Systems" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russia

Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов

Development of the block of the mechanical device of turning movement of the solar battery for the small spacecraft is described.

Keywords: small spacecraft mechanical device rotating solar battery.

К блоку механического устройства поворота батареи солнечной (БМ УПБС) малого космического аппарата (МКА) предъявляются следующие основные требования:

- минимальное тепловыделение;

- требование по самоторможению в связи с ограниченной энергетикой аккумуляторной батареи;

- уменьшенные габариты;

- жесткое ограничение по массе;

- обеспечение ресурса до 55 000 оборотов выходного вала.

Наиболее близок по характеристикам БМ УПБС импортного производства Septa 41 фирмы RUAG (Швейцария). В настоящее время в ОАО «ИСС» ведется разработка БМ УПБС для МКА. Сравнительные технические характеристики приведены в таблице.

На предприятии имеется технический задел БМ УПБС для космических аппаратов (КА) среднего и тяжелого классов:

- токосъемные кольца от 5 до 60 А;

- редукторы, отработанные на 15-летний ресурс в вакууме (5 500 оборотов выходного вала);

- электродвигатели с развиваемым моментом до 500 гс • см при массе 0,67 кг;

- потенциометрические датчики;

- малогабаритные телеметрические токосъемные устройства до 1,5 А.

На данный момент оптимальным является использование зарубежных электродвигателей Sagem (Франция) и потенциометров Eurofarad (Франция), имеющих летную квалификацию. Отечественные двигатели

тяжелее в 1,5-3 раза и имеют энергопотребление в 2-3 раза больше. Технология намотки статора двигателя и качество материалов существенно отличаются в пользу импортных. По мере разработки отечественных аналогов возможна замена на потенциометры и электродвигатели российского производства.

Для обеспечения ресурса УПБС, в 10 раз превышающего существующие, применен цилиндрический эвольвентный редуктор. Максимальный КПД необходимо обеспечить проведением работ по выбору оптимального корригирования зубчатых колес, для упрочнения рабочих поверхностей трения применено ион-но-плазменное азотирование. Большой ресурс требует отработки и внедрения новых высокоресурсных вакуумных смазок взамен ВНИИНП-274н, работы проводятся с ВНИИНП.

Силовые токосъемные кольца на 5-10 А, которые входят в состав СТУ, прошли наземно-эксперимен-тальную отработку, отработана конструкция и технология изготовления. По надежности и массово-габаритным характеристикам они соответствуют мировому уровню, но требуют проработки по уменьшению габаритов. Для повышения технического ресурса разрабатываются новые кольца катящегося типа. Применено токосъемное устройство транспортировочного (исходного) положения на 12-18 цепей, разработана контактная плата.

Конструкция БМ УПБС с уменьшенными габаритами требует тщательной проработки вариантов силовых токосъемных колец и проведения ресурсных испытаний.

Технические характеристики Septa 41 Разрабатываемый вариант ОАО «ИСС»

Срок эксплуатации по целевому назна- 5 10

чению, мм

Ресурс, количество оборотов выходного вала >38000 >55000

Электродвигатель Масса Шаговый 2-фазный Масса 0,215 кг Шаговый 2-фазный Масса 0,215 кг

Датчик угла Погрешность Потенциометр Нелинейность ±0,5% 3-секционный потенциометр Нелинейность ±0,1 %

Резервируемый Резервируемый

Погрешность положения выходного ±1° ±3°

вала

Скорость вращения, °/мин 24 15±0,3

2 Момент инерции нагрузки, кг- м 1,7 0,55

Силовое токосъемное устройство (СТУ) 10 по 1,65 А 4 по10А

Количество цепей, ток

Телеметрическое токосъемное устройство (ТТУ) 1 по 1,65 А 4+12 в транспортировочном (нулевом) положении по 1А

Количество цепей, ток

Габариты 110x120x110 230x100x125

Масса, кг М < 1,7 М < 2

© Сусойкин Ю. В., Токарев А. В., Черепанов Д. А., Данильченко П. Ю., 2013

Технические характеристики

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.