CC BY
35Решетнеескцие чтения. 2015
5. Хайкин С. Э. Физические основы механики : учеб. пособие. М. : Наука, 1971. 752 с.
6. Артамонов Б. А., Волков Ю. С., Дрожалова В. И. и др. Электрофизические и электрохимичексие методы обработки материалов : учеб. пособие. В 2 т. Т. 1. Обработка материалов с применением инструмента / под ред. В. П. Смоленцева. М.: Высш. шк., 1983. 247 с.
References
1. Novokreshchenova E. P. Vvedenie v mikroelek-troniku: ucheb. posobie [Introduction to microelectronics]. Study book. Voronezh St. Techn. Univ, 2012. 106 p.
2. Sang Wook Park, Tae Gyeong Chung, Ho Geon Song, Won Chul Lim Methods of manufacturing semiconductor chips. Patent US 20120115307 A1, 2012.
3. Artomonov B. A., Volkov Yu. S. Analiz modelei protsessov elektrokhimicheskoi i elektroerozionnoi obrabotki. Chast' 2. Modeli protsessov elektroerozionnoi obrabotki. provolochnaya vyrezka [Analysis of models of processes of electrochemical and electrical discharge
machining. P. 2. Process model EDM: wire cutting]. Moscow, All-Union scientific research Institute of patent information, 1991. 144 p.
4. Lopukhin V. A., Shelest D. K. Sistemy tekhnologii komp'yuternogo proizvodstva. Tekhnologiya integral'nykh mikroskhem [Systems technology computer manufacturing. Technology of integrated circuits]. Study book. St. Petersburg, Saint-Petersburg St. Univ. of aerospace instrumentation, 2000. 124 p.
5. Khaikin S. E. Fizicheskie osnovy mekhaniki: ucheb. posobie [Physical fundamentals of mechanics]. Moscow, Science, 1971. 752 p.
6. Artamonov B. A., Volkov Yu. S., Drozhalova V. I. and other Elektrofizicheskie i elektrokhimicheksie metody obrabotki materialov (v 2-kh tomakh). T.1. Obrabotka materialov s primeneniem instrumenta [Electrophysical and elektrokhimicheskie methods of processing materials. In 2 books. Vol. 2 Processing of materials with the use of the tool]. Moscow, Vysshaya shkola, 1983. 247 p.
© Семенова Л. А., Шестаков И. Я., 2015
УДК 621.9.06
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОДКРЕПЛЕНИЯ ПАРАБОЛИЧЕСКОЙ АНТЕННЫ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА, ОБУСЛОВЛЕННОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ*
Д. В. Сорокин, Л. А. Бабкина
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Предложен выбор рациональной схемы подкрепления параболической антенны космического аппарата на основе проведенного численного моделирования.
Ключевые слова: геометрическое моделирование, параметрическое моделирование, численное моделирование.
CHOICE OF RATIONAL SCHEME TO REINFORCE PARABOLIC ANTENNAS
D. V. Sorokin, L. A. Babkina
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, KrasnoyarskyRabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The researchers deal with the choice of a rational scheme to reinforce a parabolic antenna of the spacecraft on the basis of the numerical simulation.
Keywords: 3D models of antenna, numerical modeling, parametrical modeling.
К конструкциям спутниковых антенн предъявляются определенные требования по прочности и жесткости, обусловленные этапом вывода конструкции на орбиту [1; 2].
В работе решена задача геометрического моделирования и выполнен модальный анализ влияния местоположения точек крепления и силовой схемы под-
крепления на жесткость параболического зеркала антенны космического аппарата (КА) из композиционного материала (углеволокна).
Конструктивно, исходя из технологии изготовления, зеркало антенны толщиной t состоит из лепестков, соединенных друг с другом.
*Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, уникальный идентификатор проекта RFMEFI57414X0082.
а б
Рис. 2. Поверхностная (а) и конечно-элементная (б) модель антенны
Поверхность антенны с внешним радиусом R и внутренним отверстием радиусом r формируется из 24 лепестков, при соединении которых образуются радиальные ребра подкрепления толщиной 2 t соответственно. Система кольцевых подкреплений состоит из двух концентрических колец r1 и R1. Три точки крепления антенны располагаются на кольцевом ребре радиусом r1.
Геометрическая модель антенны создавалась с применением САПР SolidWorks, где используются алгоритмы трехмерного твердотельного и поверхностного геометрического моделирования для создания конструктивной и расчетной моделей.
Исходные данные: R = 1 488 мм; r = 297 мм; r1 = 450 мм. Диапазон изменения вариантов крепления и кольцевого ребра r1 = 450^1250 мм, толщина поверхности зеркала антенны и кольцевых ребер принимаются t = 1, 2, 3 мм с толщиной радиальных ребер b = 2, 4, 6 мм соответственно (рис. 1). Радиус R1 связан выражением R1 = (R - r1)/2.
Модальный расчет выполнялся в пакете конечно-элементного анализа SolidWorks Simulation. Для исследования собственных частот колебаний рефлектора антенны выбран оболочечный тип конечного элемента с параболической аппроксимацией поля перемещения (рис. 2).
Кинематические граничные условия: рефлектор закреплен по трем точкам на кольце радиусом r1, в точках крепления ограничены только три поступательных степени свободы.
Результаты исследования представлены на графике (рис. 3). При варианте крепления антенны с параметрами г1 = 1250 мм и Я1 = 1369 мм достигается максимальная жесткость конструкции. При толщинах зеркала антенны t = 1, 2 и 3 мм частота колебания составила 143,25, 161,66 и 172,36 Гц соответственно.
Рис. 3. График изменения частоты колебания от толщины рефлектора антенны
На основании рассмотренной схемы подкрепления было проведено исследование антенны КА при фиксированном радиусе крепления (радиус крепления г1 = 450 мм), обусловленном конструкторскими решениями. Значение параметра Я1 изменяется в диапазоне Ш = 500^1250 мм с шагом 50 мм.
Решетнееские чтения. 2015
Результаты исследования зависимости изменения частоты колебания от толщины антенны и подкрепляющих ребер с дополнительными двумя кольцевыми ребрами при фиксированной схеме крепления первого кольцевого ребра представлены на рис. 4. При варианте крепления антенны с параметрами г1 = 450 мм и R1 = 1000 мм достигается максимальная жесткость конструкции. При толщинах зеркала антенны t = 1, 2 и 3 мм частота колебания составила 53,38 Гц, 68,03 Гц и 76,90 Гц соответственно.
400 500 600 700 В00 900 1000 1100 1200 1300
К.1.ЫЫ
Рис. 4. График изменения частоты колебания от толщины рефлектора антенны
Таким образом, в результате проведенного компьютерного моделирования композитной параболической антенны с многовариантной схемой подкрепления получены следующие результаты: разработана 3D параметрическая модель; реализован алгоритм создания поверхностной конечно-элементной модели; выполнен модальный анализ вариантов подкрепления модели антенны в исследуемом диапазоне; определены частоты и формы собственных колебаний композитной жесткой антенны КА; найдены рациональные параметры антенны для рассмотренной схемы подкрепления, обеспечивающие максимальную жесткость конструкции для заданного конструктивного решения.
References
1. Soykasap O., Pellegrino S., at al. Tape Spring Large Deployable Antenna // 47th AIAA/ASME/ ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference. - Newport, Rhode Island, 1-4 May 2006.2006. № 1601. P. 1-12.
2. Tan L.T., Soykasap O., and Pellegrino S. Design & manufacture of stiffened spring-back reflector demonstrator. // In Proc. 46th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference. 18-21 April 2005, Austin, Texas.AIAA-2048.
© Сорокин Д. В., Бабкина Л. А., 2015
УДК 629.782
АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС SALS ДЛЯ ЗАПУСКА НАНОСПУТНИКОВ
А. А. Стародубцев, Д. В. Тихоненко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Описан новый, менее дорогостоящий и сложный метод запуска наноспутников с помощью аэрокосмической системы на основе самолета.
Ключевые слова: спутник, аэрокосмический комплекс, система запуска.
AEROSPACE COMPLEX SALS FOR NANOSATELLITE LAUNCH
A. A. Starodubcev, D. V. Tihonenko
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: [email protected]
The article describes a new, less expensive and complicated method to launch nanosatellites with the help of aerospace systems based on the aircraft.
Keywords: satellite, aerospace complex, starting system.
Появление наноспутников позволило множеству организаций начать реализацию своих собственных космических программ.
Тем не менее стоимость запуска подобных аппаратов до сих пор дорогостоящая, вследствие чего регулярно появляются предложения, касающиеся новых
ракет-носителей и методик вывода спутников на орбиту. В связи с этим испанская компания Celestia Aerospace объявила о старте своего проекта, целью которого является обеспечение сравнительно простого и дешевого запуска миниатюрных космических аппаратов.
