Разработка регулируемого узла крепления конструкций с интерфейсом на стропах

При помощи инструментов модуля «консультант базы знаний» системы автоматизированного проектирования (САПР) CATIA V5, с использованием исходных данных создается базовая (формообразующая) поверхность рефлектора антенны КА. Далее, используя зависимости и формулы, строим остальную геометрию моделей рефлектора, оснастки, выкладки и раскроя композитных материалов.

Готовую параметрическую модель помещаем в модель данных P.P.R. (Process Product Resources) в качестве продукта. Далее создаем процесс механической обработки нужных поверхностей, а для управления инструментом используем исходные данные или заранее подготовленные в модели параметры.

Стоит отметить, что моделирование рефлектора, оснастки, создание процесса механической обработки, создание УП для контроля на КИМ, а также создание контуров для лазерного проектора для выкладки полимерных композитных материалов (ПКМ) при таком подходе осуществляется в единой системе координат, что исключает ряд ошибок связанных с несовпадением координат, разнонаправленными осями и т. д. [2].

При проектировании параметрической модели все управляющие параметры сводятся в таблицу конструктивных параметров.

Для проектирования новых моделей необходимо только отредактировать таблицу конструктивных параметров. Добавляя в таблицу новые значения и синхронизируя ее с САПР CATIA V5, получаем 3D-модель, построенную по новым параметрам. При этом перестраивается не только 3D-модель рефлектора, но и спроектированная при помощи контекстных связей сборка (модели оснастки, заготовки и т. д.). При изменении параметрической модели перестраивается и процесс механической обработки.

Таким образом, за счет автоматического перестроения геометрии моделей и процесса механической обработки существенно сокращается время проектирования моделей рефлекторов антенн КА и, следовательно, время разработки и выпуска КД на рефлекторы антенн КА. Работа сводится к внесению исходных данных в таблицу конструктивных параметров и запуску обновления модели данных P.P.R.

Библиографические ссылки

1. Судов Е. В., Левин А. И. Концепция развития CALS-технологий в промышленности России / НИЦ CALS-технологий «Прикладная логистика». М., 2002.

2. Матлак И. В., Додорин И. С. Применение систем автоматизированного проектирования для позиционирования крупногабаритных изделий // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации : сборник научных трудов по материалам XI междунар. научно-практ. конф. (Курск, 19-21 марта 2014). Курск, 2014. Т. 3. С. 61-64.

References

1. Sudov E.V., Levin A.I. Kontseptsiya razvitiya CALS-tekhnologiy v promyshlennosti Rossii [The concept of development of CALS-technologies in Russian industry]. SRC of CALS-technologies «Prikladnaya lo-gistika». М., 2002.

2. Matlak I.V., Dodorin I.S. Primenenie sistem av-tomatizirovannogo proektirovaniya dlya pozitsioniro-vaniya krupnogabaritnykh izdeliy.[The use of CAD systems for the positioning of large products]. Collection of scientific papers on materials XI International scientific-practical conference "Modern tools of information technology and innovation" (Kursk, 19-21 March 2014). Т. 3. С. 61-64.

© Матлак И. В., Додорин И. С., 2015

УДК 62-238.9

РАЗРАБОТКА РЕГУЛИРУЕМОГО УЗЛА КРЕПЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ С ИНТЕРФЕЙСОМ НА СТРОПАХ

Е. Д. Мироненко, С. В. Авкельгин, Г. В. Двирный

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 E-mail: mironenko91@iss-reshetnev.ru

Ксеноновый бак высокого давления, применяемый на перспективных космических аппаратах с сетчатыми (изогридными) силовыми конструкциями, целесообразно закреплять при помощи строп. В процессе регулировки строп возникает проблема их равномерной натяжки. Для решения данной проблемы разработан регулируемый узел крепления.

Ключевые слова: регулируемый узел крепления, композиционные стропы, силовая конструкция корпуса, космический аппарат, ксеноновый бак высокого давления.

Решетнеескцие чтения. 2015

ADJUSTABLE STRAP ATTACHMENT FITTING DEVELOPMENT

E. D. Mironenko, S. V. Avkelgin, G. V. Dvirniy

JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: mironenko91@iss-reshetnev.ru

It is reasonable to attach a high pressure xenon tank used at modern satellites with mesh (isogrid) bearing structures with the straps. The strap even tension occurs during their adjustment process. An adjustable attachment fitting is developed as a solution.

Keywords: adjustable attachment fitting, composite straps, body bearing structure, satellite, composite overwrapped pressure vessel.

Введение. Традиционными требованиями к космическим аппаратам (КА) являются длительный срок активного существования (САС), минимальная масса и максимальное соотношение массы полезной нагрузки к массе всего КА. Зачастую САС КА ограничен запасом топлива на орбите, например ксенона, и существуют проекты дозаправки баков в полете. При этом оказывается выгодным применение металлоком-позитных баков на борту КА [1]. Сложившееся название в отечественной технической литературе - композитные баки высокого давления (КБВД), в англоязычной технической литературе - Composite Overwrapped Pressure Vessel [2]. В данной работе проводится оптимизация массы, а в работе Васильева В. В. дан анализ конструкции и изготовления КБВД [3].

Результаты проектирования и изготовления КБВД приведены в работах [4] и [5] с предложениями по унификации.

Целью данной работы является решение актуальной проблемы закрепления КБВД с интерфейсом на стропах при помощи применения разработанных регулируемых узлов крепления (РУК).

Рис. 1. Размещение бака и РУК на СКК

Регулируемый узел крепления. РУК устанавливаются на силовую конструкцию корпуса (СКК) КА, симметрично относительно осей СКК КА с равномерным шагом. КБВД закрепляется с помощью строп,

натяжение которых проводится РУК (см. рис. 1). Основная задача РУК - обеспечение равномерного натяжения строп. Также важно обеспечить высокую точность регулировки натяжения строп в совокупности с приемлемым запасом хода регулировки. Конструкция РУК (см. рис. 2) должна быть универсальной (возможность применения на конструктивно разных СКК), эстетичной (минимизация габаритных размеров), иметь минимальную массу при выполнении требований по прочности (один РУК должен выдерживать нагрузки до 250 Н-м).

Неравномерность натяжения строп происходит по причине неточности граней СКК КА. Данная проблема решается применением переходных элементов -распорок (8).

В первую очередь на СКК КА монтируются распорки всех РУК, после чего в составе СКК КА проводится механическая обработка поверхностей всех распорок. Это обеспечивает равноудаленное положение всех РУК от продольной оси СКК КА, а следовательно, и равномерное натяжение строп. Также применением распорок и ответных частей решается проблема установки РУК на конструктивно разных СКК. Для установки РУК на конструктивно разные СКК необходимо менять только конструктив распорок и ответных частей (граней, повторяющих направление рёбер СКК КА).

За счет малого шага резьбы шпильки обеспечивается высокая точность (1,5 мм за 1 оборот ключа) и плавность регулировки натяжения строп. Предложенная конструкция РУК обеспечивает запас хода натяжения строп за счет изменения длины втулки внутренней с внутренней резьбой и направляющих частей накладки опорной, а также за счет установки прокладок шайбового типа между распорками и накладкой опорной. РУК имеет пропорциональные размеры, что придает ему эстетичный вид. Конструкция РУК имеет максимально сниженную массу 360 г при сохранении несущей способности.

Расчет несущей способности РУК. Несущая способность РУК определялась в расчетном модуле А№У8. Модель содержит 12 элементов. Граничные условия:

- распорки 8 имеют жесткое закрепление по посадочным поверхностям (ограничены по всем 6 степеням свободы);

- на кронштейн 4 действует крутящий момент М1.

Рис. 2. Устройство РУК:

1 - площадка углепластиковая; 2 - накладка; 3 - болт; 4 - кронштейн; 5 - накладка опорная; 6 - болты; 7 - шайбы пружинные волновые; 8 - распорки; 9 - ответные части; 10 - винты; 11 - шпильки; 12 - гайки; 13 - шайбы сферические; 14 - втулки внешние; 15 - втулки внутренние; 16 - индикаторы; 17 - стропы; 18 - СКК КА; 19 - топливный бак

шения

Расчет проводился до выполнения условия разру-[°расч Мадоп ] , где |>доп ] = 1000 МПа (для сплава ВТ 14). Разрушение РУК происходит при Ых « 380 Н • м.

Результаты расчета: с учетом коэффициента запаса К = 1,3, РУК выдерживает нагрузку до 290 Н-м. Следовательно, РУК удовлетворяет заданным требованиям (выдерживать нагрузки до 250 Н-м). Максимальные деформации при нагружении 290 Н-м равны 0,62 мм.

Выводы. Техническим результатом разработанного РУК является обеспечение равномерного натяжения строп, получение необходимого диапазона и высокой точности регулировки натяжения строп.

Конструкция РУК является универсальной, эстетичной, удовлетворяет требованиям по прочности, а также имеет низкую материалоёмкость. Исследования напряженно-деформированного состояния РУК показали, что деформации находятся в допустимых пределах.

В настоящее время на данное изобретение подана заявка на патент (№2015122998).

Библиографические ссылки

1. Кравченко И. А., Михеев А. В., Бородин Л. М. Особенности применения металлокомпозитных баков на борту КА // Материалы XVII Международной научной конференции, посвященной памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева (12-14 ноября 2013, г. Красноярск). В 2 ч. Ч. 1. Красноярск, 2013. С. 71-72.

2. Ривлин Р. С., Пипкин А. С. Минимизации массы конструкции сосуда высокого давления армированного нерастяжимыми волокнами // Журнал прикладной механики. Изд. 30, № 1. 1963. С. 103-108.

3. Васильев В. В. Композитный бак давления -Анализ проектирования и производства. США : Булл-Ридж, 2009. 690 с.

4. Азаров А. В., Бабичев А. А., Синьковский Ф. К. Проектирование и изготовление композитного бака высокого давления для космического аппарата // Композиты и наноструктуры. 2013. № 4. С. 44-57.

5. Архипов Ю. С., Булдашев С. А., Дудин А. И., Ермаков А. Н. Опыт создания композитных емкостей для космических аппаратов типа «Экспресс» [Электронный ресурс] // Докдад на Отраслевой научно-

Решетнееские чтения. 2015

практической конференции «Проблема унификаций и специализации производства топливных емкостей и баллонов высокого давления РКТ». 18-19 апреля 2013. г. Королев. URL: http://www.niimashspace.ru/ index.php/2011-02-15-11-37-50.

References

1. Kravchenko I. A., Miheev A. V., Borodin L. M. Osobennosti primeneniya metallokompozitnih bakov na bortu KA [Features of the application of metal-tanks on board the spacecraft]. Мaterialy XVII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVII Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2013.

2. Rivlin R. S., Pipkin A. C. Minimum-weight design for pressure vessels reinforced with inextensible fibers// Journal of Applied Mechanics. Vol.30. Number 1, March 1963, pp. 103-108.

3. Vasiliev V. V. Composite Pressure Vessels -Analysis Design and Manufacturing. - Bull Ridge Publishing, USA, 2009. 690 pp.

4. Azarov A. V., Babichev A. A., Sinkovskii F. K. Proektirovanie i izgotovlenie kompozitnogo baka vi-sokogo davleniya dlya kosmicheskogo apparata// Kom-poziti i Nanostrukturi, №4, 2013, 44-57 рр.

5. Arhipov Yu. S., Buldashev S. A., Dudin A. I., Ermakov A. N. Opit sozdaniya kompozitnih emkostei dlya kosmicheskih apparatov tipa «Ekspress». Dokdad na Otraslevoi nauchno_prakticheskoi konferencii «Problema unifikacii i specializacii proizvodstva toplivnih emkostei i ballonov visokogo davleniya RKT». Korolev, 18-19 April, 2013. http://www.niimashspace.ru/index.php/2011-02-15-11-37-50.

© MnpoHerno Е. ABKemraH C. B., ^BHpHtiH r. B., 2015

УДК 629.135

МАЛОГАБАРИТНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОТОР-РЕДУКТОР В КОЛЕСЕ ШАССИ САМОЛЕТА

Ц. Г. Надараиа1, И. Я. Шестаков2, А. А. Фадеев2

1ООО «КВОНТ»

Российская Федерация, 660041, Красноярск, просп. Свободный, 75. E-mail: svoy_2010@list.ru 2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: yakovlevish@mail.ru

Установка малогабаритного мотора-редуктора в колёса шасси самолёта позволит сократить расход топлива, сократить время маневрирования на взлётно-посадочной полосе и длину разбега и пробега.

Ключевые слова: электрический привод, малогабаритный мотор-редуктор

COMPACT MULTIFUNCTIONAL MOTOR REDUCER IN THE PLANE WHEEL CHASSIS

C. G. Nadaraia1, I. Y. Chestakov2, А. А. Fadeev2

1«CVONT» LLC

75, Svobodniy Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation. E-mail: svoy_2010@list.ru

2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: yakovlevish@mail.ru

Installation of compact geared motor in the wheel chassis of an aircraft will reduce fuel consumption, decrease the maneuvering time on a runway while takeoff run and run.

Keywords: electric drive, compact gear motor

В настоящее время наблюдается большой интерес к созданию устройства, позволяющего летальному аппарату совершать маневр по взлетно-посадочной полосе без использования наземной техники и основных маршевых двигателей.

В 2015 году «Авиационное оборудование» создаёт первый в России опытный образец инновационного электрического привода колеса шасси (ЭПК) для са-

молета 881 100 и проведет его стендовые испытания (рис. 1). Электрический привод снизит время использования маршевых двигателей самолета на земле, уменьшив, таким образом, расход топлива. Кроме этого, использование ЭПК снижает количество вредных выбросов и уровень шума, а также позволяет самолету двигаться задним ходом без использования наземной техники.