CC BY
2
УДК 629.7.022
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОСНАСТКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕТЧАТОЙ
КОМПОЗИТНОЙ ПАНЕЛИ
А. В. Тетерин, В. К. Щеглов Научный руководитель - А. В. Гирн
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: vladimir-scheglov@mail.ru
Рассмотрена технология изготовления сетчатых композитных панелей СБ КА. Выбраны технологические параметры и спроектирована оснастка для изготовления сетчатой панели. Проанализирован созданный узел натяжения, определено направление дальнейших исследований.
Ключевые слова: сетчатая композитная панель, технологическая оснастка, узел натяжения, СБ, КА.
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY AND TOOLING FOR MANUFACTURING
MESH COMPOSITE PANEL
A. V. Teterin, V. K. Shcheglov Scientific supervisor -A.V. Girn
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: vladimir-scheglov@mail.ru
The technology of manufacturing mesh composite panels of SB spacecraft is considered. Technological parameters have been selected and equipment for the manufacture of a mesh panel has been designed. The created tension unit is analyzed, the direction of further research is determined.
Keywords: mesh composite panel, technological equipment, tension knot, SB, KA.
На сегодняшний день основным источником энергии космических аппаратов (КА) являются солнечные батареи. Одним из путей повышения их эффективности является внедрение современных материалов и разработка новых технологий изготовления несущих конструкций солнечных панелей [1]. Повышение технологичности их конструкции позволяет либо снизить массово-габаритные характеристики, либо повысить энерговооружённость КА. Основным материалом для изготовления конструкций являются композиционные материалы (КМ), в частности, стеклопластики и углепластики. Выбор КМ в качестве материала обусловлен возможностью обеспечения необходимых механических характеристик при минимизации массовых характеристик [2]. Задачей нашего исследования была разработка технологии изготовления сетчатой панели из углепластика, служащей основой солнечной панели.
Оснастка для изготовления сетчатой панели представляет собой конструкцию для закрепления пропитанных углеволоконных нитей и их фиксацию на время полимеризации
Секция «Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты»
матрицы. Также оснастка имеет формообразующую роль, обеспечивая квадратное сечение профиля.
При разработке оснастки ключевым технологическим параметром было выбрано натяжение нитей. При недостаточном или неравномерном натяжении конструкция не будет соответствовать проектным параметрам.
Была спроектирована оснастка, представляющая собой сборный узел натяжения, состоящий из следующих элементов:
1. Силиконовый коврик (рис 1.). Форма для его изготовления была создана с помочью фрезерного станка с ЧПУ из алюминиевой пластины (рис 2).
2. Система натяжения и фиксации. Включает девять блоков для передачи усилия и равномерного натяжения нитей и двух храповых механизмов для намотки нитей и препятствию их раскручиванию в процессе.
3. Деревянное основание. Служит для крепления остальных элементов узла. Изготовлено с помощью фрезерного станка с ЧПУ.
После изготовления оснастки были изготовлены опытные образцы сетчатой панели и проведён анализ результатов. Равномерное натяжение всех участков нитей не было достигнуто, в результате чего наблюдалась неравномерность распределения механических свойств панели. Также места пересечения перпендикулярных нитей являются наиболее уязвимыми элементами изделия, что может привести к разрушению конструкции в этих местах. В дальнейшем планируется перейти к системе индивидуального натяжения каждой
Рис. 1. Модель силиконового коврика
Рис. 2. Модель алюминиевой формы
1 2 3
Рис. 3. Узел натяжения в сборке. 1 - силиконовый коврик, 2 - ролики, 3 - храповый механизм
группы нитей, что позволит контролировать степень натяжения каждого участка и повысить качество изделия.
Библиографические ссылки
1. Spence B, White S, Wilder N, Gregory T, Douglas M, Takeda R, et al. Next generation UltraFlex solar array for NASA's New Millennium Program Space Technology. In: IEEE aerospace conference, Big Sky, Paper-NGU ST8; 2005.
2. Сливинский В.И., Ткаченко Г.В., Сливинский М.В., Гайдачук В.Е., Гайдачук А.В. Новая концепция оптимизации по массе сотовых конструкций каркасов панелей солнечных батарей и негерметичных космических аппаратов. Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева, 2008, № 1, с. 136-141.
3. Борщев В.Н., Антонова В.А., Листратенко А.М., Школьный С.М. Расчетные исследования каркасов панелей солнечных батарей космического аппарата. Вестник НТУ «ХПИ», 2005, № 47, с. 21-29. URL: http://repository.kpi.kharkov.ua/handle/ KhPI-Press/2568
© Щеглов В. К., Тетерин А. В., 2022
