CC BY
17Решетневские чтения
V. M. Mihalkin, G. V. Dvirniy, D. V. Tchurakov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
DEFINITION OF ACCURACY UPON HIGH PRECISION MEASUREMENTS OF SPACECRAFT PRECISION CARBON STRUCTURES IN THERMAL VACUUM ENVIRONMENT
The authors present a developed methodology to measure the accuracy during high precision measurements of spacecraft precision carbon structures in thermal vacuum environment. The measurement accuracy assessment is provided.
© MnxajiKHH B. M., flBHpHLm r. B., ^ypaKOB fl. B., 2011
УДК 621.396.67
В. М. Михалкин, В. А. Куклин, А. В. Поздеев
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
СИСТЕМА ОБЕЗВЕШИВАНИЯ РЕФЛЕКТОРОВ С ДВУМЯ СТЕПЕНЯМИ СВОБОДЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ AMOS-5 И TELKOM-3
Показана целесообразность применения многостепенной системы обезвешивания (СО) для раскрытия рефлекторов в составе космических аппаратов AMOS-5 и TELKOM-3. Оценено влияние, оказываемое такой СО на раскрытие и рабочее положение прецизионных контурных рефлекторов.
В настоящее время по совместному контракту ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (ИСС) и компании Thales Alenia Space (TAS) (Франция) на территории ОАО «ИСС» наземную экспериментальную обработку (НЭО) проходят космические аппараты (КА) AMOS-5 и TELKOM-3. В процессе подготовки к НЭО специалистами ОАО «ИСС» была разработана и введена в эксплуатацию универсальная система обезве-шивания (СО) рефлекторов КА AMOS-5 и TELKOM-3 (масса рефлекторов варьируется от 8,5 до 13,0 кг).
Метод, применяемый компанией TAS и рекомендованный ею ОАО «ИСС», основан на использовании баллонов с гелием. Раскрытие рефлекторов с помощью этих баллонов осуществляется только по одной оси вращения рефлекторов, после чего проводятся юстировочные работы по оценке положения рефлекторов относительно облучающих систем. При положительных результатах юстировки вторая ось вращения рефлекторов и их рабочее положение рассчитываются теоретически.
Для обеспечения работы СО, использующей баллоны с гелием, необходимо выполнение следующих требований:
- наличие большого помещения, дополнительного оборудования для накачки шаров, дополнительного оборудования для демонтажа стенда;
- отсутствие движения воздуха в процессе работы;
- исключение температурного градиента в среде баллона и отсутствие внешнего солнечного излучения;
- непрерывное обеспечение стабильного температурного режима;
- наличие запасного и готового к работе баллона с гелием;
- раскрытие рефлекторов только по одной оси;
- работа только с одним из двух рефлекторов в составе антенной панели и с двумя рефлекторами из четырех в составе КА.
На этапе выпуска конструкторской документации для проведения раскрытия рефлекторов КА AMOS-5 и ТБЬКОМ-3 специалистами ОАО «ИСС» была предложена многостепенная СО, настройка которой проводится при каждом раскрытии рефлекторов в рабочее положение, а для размещения балансиров используются колонны.
Многостепенная СО имеет следующие преимущества:
- работа может проводиться в помещениях с ограниченным пространством по высоте;
- возможно проведение одновременного ком -плексного пространственного раскрытия всех четырех рефлекторов в рабочее положение как в составе антенных панелей, так и в составе КА;
- при раскрытии рефлекторов в рабочее положение усилие от нескомпенсированной силы тяжести не превышает 0,4 Н-м и обеспечивается точная подстройка обезвешивающего усилия при обмере геометрического положения рефлекторов до 0,1 Н;
- отсутствуют промежуточные переборки схемы испытаний;
- сокращаются сроки проведения НЭО КА.
Многостепенная система обезвешивания может
быть использована не только на зарубежных, но и на отечественных КА, таких как КА «Ямал-300К», «Экспресс-АМ5, -АМ6, -АМ8», «Экспресс-АТ1, -АТ2» и других спутниках с рефлекторами, имеющими две степени свободы.
"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
V. M. Mihalkin, V. A. Kuklin, A. V. Pozdeev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
G-ZERO SYSTEM OF REFLECTORS WITH TWO DEGREES-OF-FREEDOM OF AMOS-5 AND TELKOM-3 SATELLITES
The feasibility of a multigrade g-zero-system application for the opening of reflectors as parts of AMOS5 and TELKOM-3 satellites, impact assessment exerted by the G-zero system on the opening and operating position of the precision contour reflectors.
© MnxajiKHH B. M., KyKJiHH B. A., no3geeB A. B., 2011
УДК 621.396.67
В. М. Михалкин, М. Д. Перминов, И. В. Романенко
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОБЕЗВЕШИВАНИЯ СПИЦЫ КРУПНОГАБАРИТНОГО ТРАНСФОРМИРУЕМОГО РЕФЛЕКТОРА
Описаны результаты создания расчетной модели выбора схемы обезвешивания для проведения испытаний по проверке раскрытия спицы крупногабаритного трансформируемого рефлектора.
Для успешного раскрытия на орбите крупногабаритного трансформируемого рефлектора космического аппарата (КА) на стадии наземной отработки рефлектора необходимо провести ряд испытаний, одним из которых является проверка функционирования механических устройств. Задача этих испытаний состоит в том, чтобы проверить правильность заложенных конструкторских решений: соблюдение логики раскрытия; превышение движущих сил над силами сопротивления с гарантированием раскрытия; точность формы сетеполотна после раскрытия.
Испытания должны проводиться в условиях, максимально приближенных к тем, в которых рефлектор будет работать на орбите. Одним из важных факторов является исключение влияния силы тяжести на процесс раскрытия. Для имитации невесомости при наземных испытаниях используется трособлочная система обезвешивания (СО). Основное требование к этой системе формулируется следующим образом: дополнительные реакции и моменты сопротивления движению, возникающие в шарнирных узлах (ШУ) рефлектора, а также дополнительное усилие на механизме выдвижения мачты (МВМ) от неточности обезвешивания, должны составлять не более 10 % от эксплуатационных. Кроме того, СО не должна помогать процессу раскрытия.
Для проектирования системы имитации невесомости необходимо предварительно провести динамический расчет и сравнить степень влияния различных схем имитации невесомости на процесс раскрытия рефлектора, а также уточнить и обосновать требования к проектированию этой системы.
Задачи динамического расчета состоят в выявлении характерных закономерностей движения раскрывающихся элементов конструкции рефлектора с учетом влияния испытательного стенда СО; определении допустимых пределов изменения параметров стенда при его минимальном влиянии на процесс раскрытия
спицы рефлектора; определении значений дополнительных реакций и моментов сопротивления движению в ШУ рефлектора, а также дополнительных усилий на МВМ от действия системы обезвешивания в поле силы тяжести. Расчет проводился в программном комплексе Эйлер-7.
Основными этапами моделирования механической системы являются формирование исходных данных и концепции модели; формирование геометрической модели по исходной системе; формирование динамической модели; исследование полученной системы.
Результаты моделирования в первую очередь зависят от детального описания модели исходной механической системы, понимания степени влияния различных факторов на ее поведение, а также от принятого решения о выборе между точностью создаваемой модели и сложностью ее описания.
Модель спицы рефлектора была представлена абсолютно жесткими телами, кинематически соединенными шарнирами с одной вращательной степенью свободы, модель трособлочной системы обезвешива-ния - абсолютно жесткими телами, соединенными шарнирами с одной вращательной степенью свободы и двумя линейными степенями свободы. Тросы системы обезвешивания считаются абсолютно жесткими. Массы тел, моменты инерции и положения центров масс заданы согласно исходным данным.
При формировании идеализированной модели выделены все активные силы, влияющие на движение исходной системы: для спицы это усилие выдвижения МВМ и трение в ШУ спицы рефлектора; для испытательного стенда СО - трение в каретках и трение в блоках трособлочной системы. Аэродинамические силы сопротивления не учитываются, так как скорость раскрытия невысокая.
Результаты динамического расчета показали, что значения дополнительных реакций и моментов сопротивления в ШУ спицы рефлектора от трособлочной
