CC BY
63УДК 629.78.015
УНИФИКАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ УСТРОЙСТВА ОТДЕЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
А. С. Вехов, С. И. Немчанинов
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: vas@iss-reshetnev.ru
Основная задача - унификация элементов космического аппарата в процессе разработки и производства, таких как устройство отделения.
Ключевые слова: космический аппарат, унификация элементов космического аппарата, устройство отделения.
UNIFYING SEPARATION DEVICES FOR SPACECRAFT
A. S. Vehov, S. I. Nemchaninov
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: vas@iss-reshetnev.ru
Main task is to unify spacecraft element standardization such as the separation system during SC development and manufacturing.
Keywords: spacecraft, spacecraft elements standardization, separation system.
В настоящее время большая сложность и многообразие технических задач, возникающих в процессе производства космических аппаратов (КА), приводит от этапа разработки новых конструкций КА к этапу унификации отдельных конструкций КА, таких как устройство отделения (УО).
Конструкция УО для КА относятся к единичному и мелкосерийному типу производств - это приводит к высоким затратам на изготовление и длительному этапу разработки и квалификации УО. По сравнению с другими конструкциями машиностроения, УО для КА имеет ряд конструктивно-технологических особенностей, от которых зависит объем, содержание и технология выполнения сборочных, монтажных и испытательных работ [1].
Если в машиностроении при производстве отдельных узлов трудоемкость сборочных работ составляет примерно 5 % от общей трудоемкости их изготовле-
ния, то производство и трудоемкость изготовления УО для КА составляет 15 % и более.
Специфические параметры конструкции КА обуславливаются [2]:
- сложностью в расположении элементов УО в стыке между переходной системой и КА;
- обеспечения отделения КА с требуемыми угловыми и линейными скоростями;
- разномассовость КА и т. д.
Зачастую конструкция пирозамка (рис. 1) или замка (рис. 2) УО предназначенного для закрепления КА на РБ на период их совместной эксплуатации для каждого КА разрабатывается вновь.
С использованием в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» негерметичных платформ с силовой конструкцией корпуса (СКК) из изогридной углепластиковой структуры появилась возможность унифицировать конструкцию УО.
Пружина
Пирочека
Рис. 1. Пирозамок 101
Решетневскцие чтения. 2017
Рис. 2. Механический замок Рис. 3. Платформа семейства EXPRESS
для системы отделения
Толкатель
Пмрочека
Тросовый бандаж
Нижний шпангоут центральной трубы
Коромысло замка
Плоскость отделения
Адаптер^
Рис. 4. Общий вид УО
Построение платформы (рис. 3) обеспечивает возможность ее простой адаптации для применения в составе спутников, предназначенных для эксплуатации на различных типах орбит (высокоэллиптических, геостационарных, круговых).
Платформы отличаются по своей массе и по электрической мощности, выделяемой для модуля полезной нагрузки.
Разработаны платформы с учетом возможностей российских космодромов и современных ракет-носителей, такие как «Протон- М».
В процессе проработки УО были проведены анализы конструкции по оптимальной массе с учетом массы и жесткости соединяемых шпангоутов, по параметрам отделения с учетом разбросов центровочных и массово-инерционных характеристик спутника и РБ. Так же УО при срабатывании должно исключать выбросы твердых частиц, элементов конструкции и не должно генерировать на КА ударные нагрузки, превышающие допустимые. При этом учитывалась надежность УО при худших условиях эксплуатации (запас по срабатыванию при экстремальных температурах, дублирование) [3-5].
В результате разработано УО (рис. 4) исключающее дополнительные проставки и стыковки, стягивающее шпангоуты адаптера и СКК в 12-ти равномерно расположенных по окружности точках (механических замках) на интерфейсном диаметре 01177 мм. Конструкция УО позволяет комбинировать количество замков для одиночного и тандемного запуска КА (рис. 5).
Рис. 5. КА AMOS-5 и Луч-5А (запуск ракеты-носителя «Протон-М» 11 декабря 2011 г.)
Хотя данное УО уже имеет восемь вариантов исполнения с учетом технических требований к КА -это важный шаг к унификации элементов конструкции КА.
Конструкция УО разрабатывается по типовой конструкции, что ускоряет процесс разработки и согласования конструкторской документации. Также УО проходит квалификацию УО в составе спутника, не требуя отдельного цикла доквалификационных испытаний.
Вывод. Применяя унифицированное УО мы достигаем экономии трудовых и материальных ресурсов, сокращения сроков разработки и длительности производственного цикла его изготовления.
На данный момент конструкция УО успешно применена более 10 раз на таких КА «АтоБ-5», «Те1кот-3», «Ямал-300К», «Луч-5Б», ЕАМ5 и т. д.
Библиографические ссылки
1. Технология производства космических аппаратов : учебник для вузов / Н. А. Тестоедов [и др.] ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 352 с.
2. Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов : учебник для вузов. М. : Машиностроение, 2003. 272 с.
3. Основы проектирования КА : учеб. пособие. 1977.
4. Проектирование космических аппаратов и систем информационного обеспечения : учеб. пособие.
В 2 кн. Кн. 1. Внешнее проектирование КА / В. Е. Чеботарев ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2004. 132 с.
5. Проектирование надежных спутников связи / В. Г. Афанасьев, В. И. Верхотуров, В. А. Заславский и др. ; под ред. акад. М. Ф. Решетнева. Томск : МГП «РАСКО», 1993. 221 с. (Библиотечка «Космическая связь»).
References
1. Spacecrafts manufacturing technique : university textbook / N. A. Testoyedov [etc.] ; Sib. gos. aerokos-mich. un-t. Krasnoyarsk, 2009. 352 p.
2. Gushin V. N. Basic concepts of spacecrafts configuration : university textbook. M. : Mashinostroyeniye, 2003. 272 p.
3. Design general principles : Textbook, 1977.
4. Design of spacecrafts and information systems: study guide : 2 parts, 1st part. Spacecraft general design. / V. E. Chebotarev ; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2004. 132 p.
5. Design of reliable communication satellites / V. G. Afanasyev, V. I. Verkhoturov, B. A. Zaslavsky et al. ; Under the editorship of M. F. Reshetnev. Tomsk : Small state enterprise "RASKO", 1993. 221 p. (Library "Space communications").
© Вехов А. С., Немчанинов С. И., 2017
