CC BY
20
Секция «Моделирование физико-механических и тепловых процессов в машинах и аппаратах»
УДК 629.78
РАЗРАБОТКА ТЕРМОСТАБИЛЬНОЙ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ РЕФЛЕКТОРА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ МИЛЛИМЕТРОН
А. В. Колодривский, А. В. Веселова
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Предлагается разработка термостабильной поддерживающей конструкции рефлектора. Произведены температурные расчеты и выбраны наиболее подходящие материалы.
Ключевые слова: термостабильная конструкция, рефлектор, выбор материалов.
DEVELOPMENT OF THERMOSTABLE SUPPORTING CONSTRUCTION OF THE MILLIMETRON OUTER REFLECTOR
A. V. Kolodrivskiy, A. V. Veselova
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
In this paper, we propose the development of a thermostable supporting structure of the reflector. Temperature calculations were made and the most suitable materials were selected.
Keywords: thermostable construction, reflector, choice of materials.
Введение. Космическая обсерватория Миллиметрон с 10-метровым космическим телескопом предназначена для исследования различных объектов Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах на длинах волн от 0.02 до 17 мм. Предусмотрены два режима работы обсерватории - режим одиночного телескопа и режим интерферометра Космос - Земля. В первом режиме наблюдения проводятся с максимальной чувствительностью, достижимой с приемниками излучения космических объектов на борту обсерватории. Во втором режиме решаются научные задачи, требующие сверхвысокого разрешения, до десятков миллиардных долей угловой секунды.
Цели расчета. Обеспечить размероста-бильность поддерживающей конструкции. Вычислить деформацию конструкции в результате снижения температуры от 250 до 4 К. Подобрать оптимальный материал для сфер, соединяющих трубки.
Был проведен статический анализ сетки лепестка рефлектора в пакете Patran. Расчеты проводились методом конечных элементов [1]. В данной конструкции, трубки изготовлены из углепластика M55J со связующим НИИКАМ-РС [2]. Крепление трубок к сфере видно на рис. 1.
Температурный расчет. На рис. 2, показана деформация каркаса в результате снижения температуры от 250 до 3 К.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1
Palran 2016 24-Дрг-17 09:19:42
Fringe: Default. A1 ¡Static Subcase. Displacements. Trans lational. Magnitude. (NON-LAYERED)
I.5&004
3.6S-OD4
3.S2-004' 3.08-004 2.8S-004 2.61-004 2.37-004
г is-004
t .90-004 1.WMW4 1.42-004 1.19-OM 949-005 7,124.74-005!
6
2-005
2.37-0051 0.1
Рис. 2. Деформация каркаса
В результате расчетов максимальное отклонение от исходный точки составило 3.56м-4 или 356 микрон. Стоит отметить, что при охлаждении конструкция расширилась, так как углепластик имеет отрицательный КТР. Далее в таблице приведены изменения деформации в зависимости от выбора материала сфер.
Таблица деформаций
Материал КТР Суммарная деформация конструкции
36Н 1.2*10-6 345 микрон
ВТ14 8*10-6 230 микрон
M55J -4.7*10-7 10,8 микрон
Стоит отметить, что при снижении температуры трубки расширяются, а сферы наоборот, сужаются, что компенсирует общую деформацию всей конструкции [3].
Вывод. Рекомендуется выбор ВТ14, так как он наиболее компенсирует деформацию углепластика.
Библиографические ссылки
1. Даутов Р. З., Карчевский М. М. Введение в теорию метода конечных элементов : учеб. пособие / Казан. гос. ун-т им. В. И. Ульянова-Ленина. Казань, 2004. 20 с.
2. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов : учебник. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. 372 с.
3. Биргер И. А., Мавлютов Р. Р. Сопротивление материалов : учеб. пособие. М. : Наука, 1986. 112 с.
© Колодривский А. В., Веселова А. В., 2017
