CC BY
32
Секция «Проектирование машин и робототехника»
УДК 62-8.001.63
В. П. Тен
Научный руководитель - Т. Т. Ереско Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА ПРИВОДА МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ КРИВИЗНЫ АНТЕННЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ
Приведен анализ зависимости помехоустойчивости, эффективности, надежности, скрытности радиотехнической системы от отклонений формы поверхности.
Особенностью складных зеркал зонтичного типа является периодическое (по периметру) отклонение профиля отражающей поверхности от параболоида, и только на ребрах этот профиль соответствует идеальному параболоиду с заданным отношением _/Ш. Кроме того, возникают отклонения положения самих ребер от расчетных, благодаря упругим свойствам отражающего сетеполотна.
Отклонение профиля зеркала от параболоида приводит к потерям усиления антенны, резкому росту уровня боковых лепестков по сравнению со стандартной параболической антенной, расширению главного лепестка, «заплыванию» нулей между лепестками. Показано, что при симметричном искажении профиля поверхности зеркала, т. е. в случае, когда все ребра отклонены на величину 8р от требуемых положений, растет уровень боковых лепестков. В случае несимметричного искажения зеркала смещается положение максимума излучения.
Рассмотрено, как на практике проводится оптимизация параметров зонтичных антенн для достижения компромисса между числом ребер Мр, размером зеркала и допустимыми потерями коэффициента усиления.
Дефокусировку зонтичной антенны после развертывания вызывает также остаточная деформация в ребрах, выполненных из диэлектрических материалов, что приводит к повороту и изгибу ребер. Приведены приближенные зависимости для расчета дефокусировки А/1/, изменения коэффициента усиления Дв, и изменения уровня первого бокового лепестка ДН.
Эффективным способом устранения отклонений профиля поверхности зонтичного рефлектора от расчетного является его юстировка после изготовления. Варьирование шарнирных упоров у основания каждого ребра, гибких тяг между ребрами по периферии зеркала и так далее позволяют приблизить форму зеркала к номинальной. Как отмечается в обзоре, в некоторых разработанных в США конструкциях зонтичных антенн предусматривается до 12 различных видов юстировки, обеспечивающих оптимизацию формы зеркала.
Наиболее широко распространены двухсетчатые оболочки, образованные гибкой отражающей сеткой, натянутой на силовые элементы каркаса, и дополнительной сеткой, соединяемой с отражающей стяжками.
Среди совокупности измеряемых параметров антенн наибольшую трудоемкость имеют измерения их пространственных характеристик, таких как диаграмма направленности, коэффициент усиления, поляризация в направлениях пространства и др. Для определения пространственных характеристик антенн при-
меняют несколько методов антенных измерений, наиболее распространенными из которых можно считать: наземные измерения антенн по вышке в дальней зоне (метод вращающейся испытуемой антенны), метод облета (обхода), амплифазометрический (апертурно-зондовый, радиоголографический), коллиматорный, радиоастрономический (радиометрический) методы и их разновидности.
Важно отметить тот факт, что спроектировать антенную систему с наиболее высокими характеристиками возможно лишь при использовании различных методов автоматической компенсации переменных деформаций, что в свою очередь требует создания систем контроля, действующих в динамическом режиме в реальном времени работы АС.
Таким образом, к системам измерения ОПП КРТ предъявляются следующие требования: 1) они должны позволять выбрать оптимальную опорную систему координат, относительно которой измеряются ОПП;
2) расположение измеряемых точек на поверхности антенны должно быть также оптимизировано, т. е. необходимо выбрать наиболее эффективную по количеству и расположению систему измеряемых точек;
3) выходные сигналы измерительной системы должны позволять производить цифровую обработку данных; 4) должно быть исключено влияние шумового фона (подобного солнечным бликам или отражениям от Земли); 5) смонтированная система датчиков или отражающих элементов не должна влиять на радиотехнические характеристики антенны и ее облучающих устройств.
Совершенствование техники и технологий предъявляет жесткие требования к размерным характеристикам технических объектов и их составляющим на всех стадиях жизненного цикла. Широкий перечень размерных характеристик, включающий в себя, линейно-угловые размеры, отклонения формы поверхности отклонения взаимного расположения, шероховатость, волнистость поверхности определяют качественные показатели как уникальных конструкций и сооружений, так и миниатюрной продукции электронной, оптической, приборостроительной и других отраслей. Например, у зеркальных антенн СВЧ шаг и высота отклонений формы поверхности доминируют при формировании основных радиотехнических характеристик: коэффициента усиления, ширины диаграммы направленности, уровня и направления боковых лепестков. От названых параметров зависят помехоустойчивость, эффективность, надежность, скрытность радиотехнической системы. Известно, что
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
потери эффективности зеркальных антенн из-за дефектов отражающей поверхности достигают 70-95 % от общих потерь.
Размерные характеристики несут достаточно полную информацию об используемом оборудовании и технологических режимах, формирующих геометрию изделия, что позволяет эффективно диагностировать и совершенствовать их производство. Диагностирование технических объектов становится составной частью интенсивных технологий, это подтверждается многообразием средств размерного контроля: механические инструменты и приспособления, оптические, электронные, туннельные и интерференционные микроскопы, эллипсометры, рефлектометры, профи-лометры, многокоординатные измерительные маши-
ны, лазерно-теодолитные системы и др. При этом диапазоны контролируемых размерных параметров варьируются от единиц Ангстрем при исследовании атомарных состояний туннельными микроскопами, до сотен метров у радиотехнических (антенные системы) и строительных конструкций и сооружений.
Библиографическая ссылка
1. Коловский Ю. В., Левицкий А. А., Тен В. П. Информационная система контроля управления геометрическими параметрами пространственных конструкций и сооружений // Информ. Листок. № 103. 98 (29). Серия Р. 59.31.29 Красноярский ЦНТИ, 1998. 4 с.
© Тен В. П., 2013
УДК 629.114.2:629.11.013
А. Д. Холин1, И. А. Паулин1, И. В. Хабаров2, Р. А. Денисов2
Научный руководитель - А. В. Стручков 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, 2 Красноярский институт железнодорожного транспорта филиал Иркутского государственного университета путей сообщения, Красноярск
РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РЕЛЬСОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПУТЕЙ АВИАСТРОИТЕЛЬНЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
Предлагается конструктивное решение вопроса повышения износостойкости рабочих поверхностей головки рельса технологических путей авиа- и ракетостроительных предприятий, космодромов, что позволит увеличить безопасность движения поездов при транспортировке изделий ракетно-космической техники, грузов снабжения.
Для повышения износостойкости рабочих поверхностей головки рельса технологических путей авиа- и ракетостроительных предприятий, космодромов, что позволит увеличить безопасность движения поездов при транспортировке изделий ракетно-космической техники, грузов снабжения, предлагается проводить поверхностное закаливание рабочих поверхностей головки рельса без демонтажа, а соответственно без нарушения производственных процессов.
Для осуществления этого способа поверхностной закалки, предлагается устройство, которое представляет собой тележку на колесах с двумя ребордами, обеспечивающими радиальную устойчивость.
Тележка состоит из подвижной и неподвижной частей рамы, причем на неподвижной раме выполнены направляющие (салазки) перпендикулярно направлению движения тележки для перемещения подвижной части рамы, на которой установлена рабочая головка, включающая в себя шлифовальный круг с гидравлическим приводом, нагревательные контактные элементы и сопло охлаждающего устройства, причем один из нагревательных контактных элементов, представляет собой медный ролик с системой охлаждения.
Подвижная рама приводится в движение с помощью гидроцилиндра двойного действия, посредством которого соединена с неподвижной рамой, прижимные элементы содержат регуляторы силы прижатия подвижной рамы с шлифовальными головками и кон-
тактными роликами к рабочей боковой поверхности головки рельса.
Поскольку изношенная головка рельса изменяет свой профиль, то перед закалкой необходимо проводить зачистку поверхности и восстановление профиля.
Токоподвод к контактному ролику и токоотвод осуществляется через скользящие токосъемники.
Глубина закаленной зоны может регулироваться изменением силы тока при постоянной скорости движения, или изменением скорости движения при постоянных значениях тока.
Устройство для восстановления формы поверхности рельса и поверхностной закалки для удобства эксплуатации изготавливается в навесном варианте с использованием гидросистемы системы базовой машины и обеспечивает обработку за один проход проблемных зон обоих рельсов.
Периодичность повторной закалки может регулироваться по учету пропущенного тоннажа.
Библиографические ссылки
1. Вопреки логике и здравому смыслу. Проблема «колесо-рельс» //Евразия Вести. 2012. № 1. С. 11.
2. О перспективах использования рельсов повышенной износостойкости на технологических путях промышленных предприятий // Промышленный транспорт ХХ1 век. 2011. № 5-6. С. 48-51.
© Холин А. Д., Паулин И. А., Хабаров И. В., Денисов Р. А., 2013
