CC BY
18Максимальная сила со стороны узла крепления на элемент КТС в каждой точке крепления, кг, не менее 10 кг.
Погрешность компенсации веса единичного элемента КТС, г, не более 50.
Максимальный ход точки подвеса в вертикальном направлении, м, не менее 7.
Максимальный ход точки подвеса в горизонтальном направлении, м, не менее 6.
Максимальная скорость движения в горизонтальном направлении, м/мин, не более 0,2.
Максимальная скорость движения в вертикальном направлении, м/мин, не более 0,3.
Заключение. Целью создания системы являлось расширение диапазона возможных свободных перемещений обезвешиваемого элемента конструкции в горизонтальной плоскости и по вертикали, уменьшение величины присоединенных масс, а также упрощение работы следящей системы. Созданная система позволяет проводить испытания одно-, двух- и трехзвенных трансформируемых систем различной конфигурации и массы с погрешностью компенсации не более 50 г. Система имеет защиту, позволяющую предотвратить повреждение объекта испытаний в случае отключения электроснабжения.
Библиографические ссылки
1. Пат. 2483991 Российская Федерация, МПК Б64в7/00, Б64в1/44. Стенд раскрытия панелей солнечной батареи / Билько В. В., Плетнева Н. А., Соро-колетов В. И., Шупляк Ю. П. Патентообладатель ФГУП «Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» ; за-явл. 08.12.2011; опубл. 10.06.2013.
2. Пат. 2468969 Российская Федерация, МПК Б64в7/00. Испытательный стенд для раскрытия батареи солнечной / Билько В. В., Плетнёва Н. А., Плете-нёв В. В., Поветьев Ю. И., Сороколетов В. И., Круг-лов Г. Е., Цейтлин В. Е. Патентообладатель ФГУП «Государственный научно-производственный ракетно-космический центр «ЦСКБ-Прогресс» ; заявл. 13.12.2010; опубл. 10.12.2012.
3. Пат. 2376217 Российская Федерация, МПК B64G 7/00, B64G 5/00. Устройство для обезвешивания горизонтально перемещающейся многозвенной механической системы космического аппарата / Евтеев А. Н., Иванов Н. Н., Кирилюк А. И., Подзоров В. Н., Сеченов Ю. Н., Телегин В. И. Патентообладатели Евтеев А. Н., Иванов Н. Н., Кирилюк А. И., Подзоров В. Н., Сеченов Ю. Н., Телегин В. И. ; заявл. 27.05.2008; опубл. 20.12.2009.
References
1. Pat. 2483991 Rossiiskaya Federaciya, MPK B64G7/00, B64G1/44. Stand of panels deployment of the solar battery [Stend raskritiya panelei solnechnoi batarei]. Bil'ko V. V., Pletneva N. A., Sorokoletov V. I., Shuplyak Yu. P. Patentoobladatel' Federal'noe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Gosudarstvennii nauchno-proizvodstvennii raketno-kosmicheskii tsentr "TSCKB-Progress"; filing 08.12.2011; publication 10.06.2013.
2. Pat. 2468969 Rossiiskaya Federaciya, MPK B64G7/00. The testing stand for deployment of the solar battery [Ispitatel'nii stend dlya raskritiya batarei solnechnoi]. Bil'ko V. V., Pletneva N. A., Pletnev V. V., Povet'ev Yu. I., Sorokoletov V. I., Kruglov G. E., Tseitlin V. E. Patentoobladatel' Federal'noe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie "Gosudarstvennii nauchno-proizvodstvennii raketno-kosmicheskii tsentr "TSCKB-Progress" ; filing 13.12.2010; publication 10.12.2012.
3. Pat. 2376217 Rossiiskaya Federaciya, MPK B64G 7/00, B64G 5/00. The device for weight compensation of horizontally moving multipart mechanical system of the spacecraft [Ustroistvo dlya obezveshivaniya gorizontal'no peremeshchayushcheisya mnogozvennoi mehanicheskoi sistemi kosmicheskogo apparata]. Evteev A. N., Ivanov N. N., Kirilyuk A. I., Podzorov V. N., Sechenov Yu. N., Telegin V. I. Patentoobladateli Evteev A. N., Ivanov N. N., Kirilyuk A. I., Podzorov V. N., Sechenov Yu. N., Telegin V. I. filing 27.05.2008; publication 20.12.2009.
© Шевляков А. В., Куклин В. А., Холодов В. В., 2014
УДК 629.78
СИЛОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ КА НЕГЕРМЕТИЧНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ИЗ УГЛЕПЛАСТИКОВОГО ВОЛОКНА МЕТОДОМ НАМОТКИ С УТОЛЩЕННОЙ СТЕНКОЙ
Н. Н. Широкова, А. В. Старицын, Ю. С. Назаренко
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: shirokova@iss-reshetnev.ru
Рассмотрен способ замены металлической силовой конструкции КА на углепластиковую силовую конструкцию методом намотки с утолщенной стенкой. Проведены испытания опытных образцов и анализ их характеристик.
Ключевые слова: силовая конструкция, углепластиковая конструкция, метод намотки, утолщенная стенка.
Решетневскуе чтения. 2014
SPASECRAFT POWER CONSTRUCTION OF UNSEALED DESIGN MADE FROM CARBON FIBER BY WINDING METHOD WITH A THICKENED WALL
N. N. Shirokova, A. V. Staritsyn, U. S. Nazarenko
JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: shirokova@iss-reshetnev.ru
The method of replacement of power construction of spacecraft made from metal to power construction of spacecraft made from carbon fiber by winding method with a thickened wall is considered. The tests of experimental samples and analyses of their characteristics are carried out.
Keywords: power construction, construction made from carbon fiber, method winding, thickened wall.
В ходе проектирования пространственного корпуса КА негерметичного исполнения, состоящего из сотопанелей и алюминиевых силовых стоек квадратного сечения, возникла проблема оптимизации массо-во-жесткостных характеристик. Использование титанового сплава для изготовления силовых стоек КА приводит к увеличению массы при незначительном увеличении жесткости. В связи с этим для снижения массы и увеличения жесткости рассмотрен способ конструирования силовых стоек круглого сечения из углепластикового волокна методом намотки с утолщенной стенкой [1].
Для изготовления силовых стоек были предложены методы намотки без промежуточной полимеризации и с промежуточной предварительной полимеризацией через каждые 4 слоя. Для выявления наилучших характеристик и отработки технологии изготовления труб с утолщенной стенкой были сделаны опытные образцы с различным количеством слоев из различных типов углепластикового волокна, таких как М461 и М551. Модуль упругости при изгибе М461 (при 20 °С) - 25000 кгс/мм2, а М551 - 30000 кгс/мм2.
В процессе изготовления образцов в углепластиковых элементах без промежуточной полимеризации (табл. 1) была выявлена повышенная пористость из-за плохой опрессовки толстой стенки детали. Для углепластико-вых материалов пористость не должна превышать 3 % [2].
При повышенной пористости материала ухудшаются характеристики матрицы. Превышение пористости на 1 % сверх допустимого значения может привести к снижению прочности (при статическом на-гружении) на 5 %, а усталостной долговечности - до 50 % [3]. При промежуточной предварительной полимеризации удалось достичь низкой пористости и высокого качества материала (табл. 2).
При одинаковых условиях изготовления (14 слоев с промежуточной предварительной полимеризацией) элементы из М551 имеют прочностные и жесткостных характеристики выше, чем элементы, изготовленные из М461 (табл. 3). При этом элементы из М551 имеют меньшую массу из-за меньшей площади сечения элемента и плотности материала (плотность М551 -1,6 г/см3, плотность М461 - 1,65 г/см3).
Таблица 1
Характеристики образцов без промежуточной полимеризации
Образец Кол-во слоев Материал Площадь сечения, F, см2 Модуль упругости Есжат, кгс/см2 Жесткость, ЕсжатxF, кгс Удельная жесткость, Есжат , 4 -кгс/см F
1 16 М46.Т/5 14,725 2,05х106 30,18x10" 13,92x104
2 12 М46.Т/5 10,27 1,92х106 19,78x106 18,69x104
Характеристики образцов с промежуточной полимеризацией Таблица 2
Образец Кол-во слоев Материал Площадь сечения, F, см2 Модуль упругости Есжат, кгс/см2 Жесткость, ЕсжатxF, кгс Удельная жесткость, Есжат , 4 -кгс/см F
3 16 М46.Т/5 13,827 2,2 х106 30,55x106 15,91 x104
4 12 М46.Т/5 9,53 2,105х106 20,06x106 22,08 x104
Таблица 3
Характеристики образцов из различных материалов
Образец Кол-во слоев Материал Площадь сечения, F, см2 Модуль упругости Есжат, кгс/см2 Жесткость, ЕсжатxF, кгс Удельная жесткость, Есжат . 4 -кгс/см F
5 14 М46.Т/5 11,75 2,12x106 24,95 x106 18,04x104
6 14 М55.Т/5 11,06 2,52x106 27,76x106 22,78 x104
Жесткость образцов труб, изготовленных по технологии с промежуточной предварительной полимеризацией, выше, чем у аналогичных образцов труб, изготовленных без промежуточной полимеризации. Все образцы благодаря своей удельной плотности имеют массу меньшую, чем аналогичные образцы из металлических сплавов [4]. Наиболее оптимальным является изготовление силовых стоек методом намотки материала М551 с предварительной промежуточной полимеризацией через каждые 4 слоя.
По данным исследования можно сделать вывод, что, применяя углепластиковый материал для изготовления силовой конструкции КА, получаем оптимальное соотношение массово-жесткостных характеристик.
Библиографические ссылки
1. Васильев В. В., Протасов В.Д., Болотин В. В. / под общ. ред. В. В. Васильева, Ю. М. Тарнопольского. М. : Машиностроение, 1990. 512 с.
2. Справочник по композиционным материалам / под. ред. Дж. Любина ; пер. с англ. А. Б. Геллера. М. : Машиностроение, 1988. 584 с.
3. Мурашов В. В., Румянцев А. Ф. Диагностика состава и свойств полимерных композитов в деталях и конструкциях // Виам. 2008-205043.
4. Углеродные волокна и углекомпозиты / под ред. Э. Фитцера ; пер. с англ. М. : Машиностроение, 1988. 336 с.
References
1. Vasilev V. V., Protasov V. D., Bolotin V. V. Under the general ed. V. V. Vasilev, U. M. Tarnopolsky. Moscow : Engineering, 1990, 512 p.
2. Handbook of composites / Under the editorship G. Lubin ; Translation from english A. B. Geller. Moscow : Engineering, 1988, 584 p.
3. Murashov V. V., Rumyantsev A. F. Diagnosis of the composition and properties of polymer composites in the details and constructions // Viam. 2008-205043.
4. Carbon fibres and their composites / Under the ed. E. Fitzer ; translation from English. Moscow, Engineering, 1988, 336 p.
© Широкова Н. Н., Старицын А. В., Назаренко Ю. С., 2014
УДК 629.76/78.023.222:536.2
УПРОЩЕННАЯ ТЕПЛОВАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОСЛОЙНОЙ ЭКРАННО-ВАКУУМНОЙ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ
Е. В. Юртаев, А. В. Убиенных, А. П. Колесников
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: urtaev.e@gmail.com
Рассмотрен подход к созданию упрощенной тепловой математической модели многослойной экранно-вакуумной тепловой изоляции (ЭВТИ) для её применения в составе общей тепловой математической модели космического аппарата. Подход основан на приведении многоузловой модели ЭВТИ, в которой каждому экрану соответствует расчетный узел, к эквивалентной модели, состоящей из двух расчетных узлов. Тепловые связи математической модели ЭВТИ получены расчетно-экспериментальным способом.
Ключевые слова: экранно-вакуумная тепловая изоляция, упрощенная тепловая математическая модель.
THE REDUCED THERMAL MATHEMATICAL MODEL OF MULTI-LAYER INSULATION E. V. Yurtaev, A. V. Ubiennykh, A. P. Kolesnikov
JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: urtaev.e@gmail.com
The approach to the creation of a reduced thermal mathematical model of multi-layer insulation (MLI) is presented for its use in the general thermal mathematical model of the spacecraft. The approach is based on the reduction of MLI multinode model in which each screen corresponds to individual calculating node of an equivalent model consisting of two nodes. The thermal couplings for the reduced thermal model of MLI have been obtained by experiment-calculated method.
Keywords: multilayer insulation, reduced thermal mathematical model.
