РЕФЛЕКТОР

Полезная модель относится к областям машиностроения и радиотехники, может быть использована в космической технике, а именно в конструкциях твердотельных антенных рефлекторов из волокнистых композиционных материалов с радиоотражающей поверхностью.
Рефлектор работает в составе антенны и предназначен для отражения высокочастотной энергии от облучателя и формирования узконаправленного луча с требуемой диаграммой направленности. Точность наведения антенны с рефлектором зависит от размеростабильности рефлектора и точности его изготовления. В процессе эксплуатации рефлектор подвержен многократному воздействию негативных факторов: радиация, вакууму и экстремальным положительным и отрицательным температурам.
Основными требованиями, предъявляемыми к рефлекторам антенн космических аппаратов, помимо радиотехнических, являются:
– точность изготовления отражающей поверхности с отклонениями от номинальной поверхности, не превышающими десятых долей миллиметра;
– стабильность геометрии при эксплуатации в экстремальных условиях космического пространства;
– высокие удельные характеристики прочности и жесткости;
– высокая степень надежности;
– высокая степень технологичности;
– низкая масса.
Известно устройство – рефлектор антенны (патент RU 2070355, опубликованный 10.12.1996), выполненный из обшивок, между которыми размещён заполнитель. На одной из обшивок размещена отражающая поверхность, выполненная из уложенных внахлёст отражающих элементов в форме криволинейных или правильных многоугольников.
Недостатками данного устройства (рефлектора) являются: применение разнородных материалов, пониженная точность радиоотражающей поверхности, большая трудоемкость при выкладке многоугольников, сложность многократного воспроизведения и прогнозирования результатов изготовления.
Часть недостатков устройства, описанного выше, устранена в рефлекторе (патент RU 2655473, опубликованный 28.05.2018), который принят в качестве прототипа. Рефлектор состоит из отражателя и опорной конструкции, находящихся на расстоянии друг от друга, для их соединения введены пластины, приклеиваемые частью их поверхности к внутренней и внешней сторонам опорной конструкции параллельно оси рефлектора, при этом на свободные части пластин с внутренней и внешней сторон через клеевое соединение установлены уголки, к свободным частям которых приклеен отражатель. Опорная конструкция представляет собой монооболочку, выполненную из углепластиковой композиционной ткани с плоскостью установки, перпендикулярной оси рефлектора; отражатель выполнен из препрега на основе углеродного волокна в виде лент, выложенных встык. Уголки предлагается устанавливать с каждой стороны пластины по две штуки.
Недостатками данного устройства являются: сложная технология изготовления опорной конструкции в виде монооболочки с использованием технологического приспособления, которое необходимо будет разрушить для выполнения демонтажа монооболочки, неразборное и нерегулируемое соединение отражателя и опорной конструкции, применение неравномерно нанесенного слоя клея в месте установки уголка на тыльную поверхность отражателя, большая масса конструкции, большая трудоемкость при изготовлении.
Задачами заявляемой полезной модели являются: совершенствование конструкции рефлектора, повышение точности отражающей поверхности при отражении сигнала от поверхности рефлектора, снижение массы, сокращение времени изготовления рефлектора и повышение технологичности.
Поставленные задачи решаются за счет того, что рефлектор содержит отражатель и опорную конструкцию, соединённые на расстоянии друг от друга. Причем отражатель и опорная конструкция соединены регулировочным узлом, имеющим возможность изменения положения отражающей поверхности отражателя относительно опорной конструкции, состоящей из наружной профилированной и внутренней оболочек. При этом отражатель и опорная конструкция выполнены по квазиизотропной схеме армирования однонаправленными лентами, уложенными встык. Помимо этого опорная конструкция выполнена с вырезами, а отражатель и опорная конструкция выполнены с дополнительными слоями усиления. Соединение оболочек в опорной конструкции может быть клеевым или клепаным. Отражатель и опорная конструкция выполнены из полимерного композиционного материала.
Техническими результатами, обеспечиваемыми приведенной совокупностью признаков, являются:
– реализация возможности регулировки отражающей поверхности рефлектора;
– повышенная точность отражения сигнала от поверхности рефлектора;
– достижение баланса оптимальных значений основных технических параметров рефлектора, таких как размеростабильность, несущая способность, низкая масса в соответствии с требованиями к техническим и эксплуатационным характеристикам.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами:
на фиг. 1 – рефлектор в сборе (вид с боку);
на фиг. 2 – рефлектор в сборе (вид сзади);
на фиг. 3 – рефлектор в сборе (разрез);
на фиг. 4 – регулировочный узел (разрез);
на фиг. 5 – внешний вид рефлектора со стороны отражателя;
на фиг. 6 – внешний вид рефлектора со стороны опорной конструкции.
Рефлектор (фиг. 5, 6) содержит отражатель 1 (фиг. 1-4)  и опорную конструкцию 2 (фиг. 1-4), соединённые на расстоянии друг от друга с помощью регулировочного узла 3 (фиг. 1-3, 6). Причем отражатель 1 (фиг. 1-4) и опорная конструкция 2 (фиг. 1-4)  соединены регулировочным узлом 3 (фиг. 1-3), имеющим возможность изменения положения отражающей поверхности отражателя 1 (фиг. 1-4) относительно опорной конструкции 2 (фиг. 1-4), состоящей из наружной профилированной оболочки 11 (фиг. 3) и внутренней оболочек 12 (фиг. 3). При этом отражатель 1 (фиг. 1-4) и опорная конструкция 2 (фиг. 1-4) выполнены по квазиизотропной схеме армирования однонаправленными лентами, уложенными встык. Помимо этого опорная конструкция 2 (фиг. 1-4) выполнена с вырезами, а отражатель 1 (фиг. 1-4) и опорная конструкция 2 (фиг. 1-4) выполнены с дополнительными слоями усиления. Соединение оболочек 11, 12 (фиг. 3) в опорной конструкции 2 (фиг. 1-4) может быть резьбовым, клеевым или клепаным. Отражатель 1 (фиг. 1-4) и опорная конструкция 2 (фиг. 1-4) выполнены из полимерного композиционного материала.
Отражатель 1 (фиг. 1-5) конструктивно является обшивкой, выполненной из полимерного композиционного материала по квазиизотропной схеме армирования.
Опорная конструкция 2 (фиг. 1-4) конструктивно является сборкой, включающей в себя оболочки из волокнистого композиционного материала, выполненных по квазиизотропной схеме армирования: наружную профилированную оболочку 11 (фиг. 3, 4) и внутреннюю оболочку 12 (фиг. 3, 4) соединяют между собой склеиванием, вместе они образуют замкнутый контур, обеспечивающий расчетную жесткость опорной конструкции 2 (фиг. 1-4). Вырезы в опорной конструкции 2 (фиг. 1-2) выполнены для снижения массы конструкции. Вырезы в опорной конструкции не снижают требуемую жесткость и точность выполнения геометрических размеров.
Регулировочный узел 3 (фиг. 1-3) детально представлен на сечении (фиг. 4). Регулировочный узел 3 (фиг. 1-3) включает в себя встроенные закладные элементы 7 (фиг. 4), шайбы 8 (фиг. 4), слой клея 5 (фиг. 4), кронштейн 6 (фиг. 4), резьбовую втулку 10 (фиг. 4), болт 9 (фиг. 4).
Вращая резьбовую втулку 10 (фиг. 4) относительно кронштейна 6 (фиг. 4) происходит изменение положения отражателя 1 (фиг. 4).
Отражатель 1 (фиг. 1-3) изготавливают на прецизионной оправке, а силовую опору 2 (фиг. 1-3) изготавливают на отдельной оправке нормальной точности с последующей сборкой.
Технико-экономическими преимуществами данного рефлектора являются:
– сокращение сроков изготовления за счёт исключения из конструкции заполнителя и операций по его изготовлению и вклеиванию, и наземной экспериментальной отработки;
- реализация возможности подстройки отражающей поверхности при помощи регулировочного узла для достижения высокой точности отражающей поверхности;
– достижение высокой степени технологичности изготовления рефлектора за счет применения нескольких приспособлений с последующей сборкой и регулировкой.