Механизм телескопического выдвижения звеньев спицы рефлектора и штанг

прессионный способ формования с внешней металлической матрицей и внутренними резиновыми вставками, обеспечивающими форму ребер и давление при формовании.

Рис. 4. Элементы антенны из ПКМ

Предложенная конструкция зеркальных антенн позволяет снизить массу на 50 % по сравнению с традиционной конструкцией. При этом жесткость новой антенны значительной выше: частота первого тона рефлектора составляет примерно 150 Гц (для аналогичного сотового рефлектора это значение не превышает 60 Гц). Точность изготовления также повышена. Таким образом, антенна с рефлектором кессонного типа имеет неоспоримые преимущества перед традиционными конструкциями антенн в своем классе и может быть успешно использована для КА нового поколения.

Библиографические ссылки

1. Сазонов Д. М. Антенны и устройства СВЧ. М. : Высшая школа, 1988.

2. Шпиндлер Э. Практические конструкции антенн. М. : Мир, 1989.

3. Полимерные композиционные материалы в конструкциях летательных аппаратов / Г. М. Гуняев, В. В. Кривонос, А. Ф. Румянцев и др. // Вестник ВИАМ. Ноябрь 2003. С. 3-16.

References

D. M. Aytenny I ustroystva SVCh microwave devices].Moscow, Vishaya

Рис. 5. Образец антенны с технологическим приспособлением

Сборка антенны осуществлялась с использованием специальных сборочных приспособлений для точной установки и фиксации всех элементов. На рис. 5 показано приспособление для точного позиционирования контррефлетора, установленное на верхнюю опору. После фиксации контррефлетора приспособление демонтируют.

1. Sazonov [Antennas and shkola, 1988

2. Shpindler E. Prakticheskoe konstruirovanie antenn [Practical antenna design]. Moscow, Mir, 1989.

3. Polimernie kompozitsionnye materialy v konstruktsiyah letatel'nyh apparatov [Polymer composite materials in the construction of aircraft] / G. M. Gunyaev, V. V. Krivonos, A. F. Rumyantsev // Vestnik VIAM, November 2003, pp. 3-16.

© TanraH B. E., EonroB B. B., TpygnHHH r. H., ^nnypHH B. E., 2015

УДК 531.133.3: 629.78

МЕХАНИЗМ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОГО ВЫДВИЖЕНИЯ ЗВЕНЬЕВ СПИЦЫ

РЕФЛЕКТОРА И ШТАНГ

Ю. В. Чугуй1, В. И. Халиманович2, А. Г. Верхогляд1, Д. В. Скоков1, И. А. Накрохин1

1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт научного приборостроения Сибирского отделения Российской академии наук (КТИ НП СО РАН) Российская Федерация, 630058, г. Новосибирск, ул. Русская, 41. E-mail: chugui@tdisie.nsc.ru

2АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

Для раскрытия спиц, являющихся несущими и формообразующими элементами крупногабаритного трансформируемого рефлектора диаметром 48 м, предназначенного для эксплуатации в условиях ГСО, необходим механизм телескопического выдвижения звеньев.

В 2014 году в КТИ НП СО РАН разработан механизм телескопического выдвижения звеньев спиц рефлектора диаметром 48 м.

Принцип действия заключается в обкатке двух дисков по винтовой линии на внутренней поверхности неподвижного звена спицы. Зацепление обеспечивается сопряжением профилированных пальцев, закреплённых на

Решетнеескцие чтения. 2015

дисках с втулками, установленными на неподвижном звене спицы. В настоящее время на базе АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва» проводятся заключительные его испытания.

Ключевые слова: крупногабаритный трансформируемый рефлектор, телескопическое выдвижение звеньев, обкатка.

MECHANISM FOR TELESCOPIC EXTENSION OF REFLECTOR LINK SPOKES AND SHAFTS

Yu. V. Chugui1, V. I. Khalimanovich2, A. G. Verkhoglyad 1, D. V. Skokov1, I. A. Nakrokhin1

technological Design Institute of Scientific Instrument Engineering of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (TDI SIE SB RAS) 41, Russkaya Str., Novosibirsk, 630058, Russian Federation. E-mail: chugui@tdisie.nsc.ru 2JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation

A large-size antenna reflector working at geostationary earth orbit has an approximate diameter of 48 meters while requires development of a special extension mechanism for its telescopic tubular spoke deployment.

In 2014 TDI SIE developed such an extension mechanism and currently it is under testing in JSC "ISS".

The working principle of the special extension mechanism is based on the movement of two disks along curved trajectory inside the tubular surface of stationary part of the spoke. Mechanical catching of moving parts is based on matching the pins installed on disks against junctions located on the stationary part on the spoke.

Keywords: large-size transforming reflector, telescopic tubular spokes, run-in.

Для раскрытия спиц, являющихся несущими и формообразующими элементами крупногабаритного трансформируемого рефлектора диаметром 48 м, предназначенного для эксплуатации в условиях ГСО, необходим механизм телескопического выдвижения звеньев спицы. К важнейшим требованиям к механизму выдвижения относятся следующие: вес - не более 7 кг, перемещение механизма выдвижения вдоль продольной оси спицы на расстояние более восьми метров, осевое усилие - не менее 2 000 Н. Электропитание должно осуществляться напряжением 27 -0з В. Существующие варианты механизмов

телескопического выдвижения спицы не удовлетворяют перечисленным выше требованиям [1-4]. В настоящей работе представлены результаты по разработке и созданию нового механизма телескопического выдвижения звеньев спиц для крупногабаритного трансформируемого рефлектора диаметром 48 м. Такой механизм обеспечивает расширенный диапазон осевых перемещений элементов конструкции спиц.

В 2014 году в КТИ НП СО РАН разработан оригинальный механизм телескопического выдвижения звеньев спиц рефлектора диаметром 48 м. Механизм состоит из шести направляющих кареток, двух водил, электромеханического привода и двух дисков, на каждом из которых имеется по пять профилированных пальцев. Ответная часть механизма выдвижения представлена 414 алюминиевыми втулками с твердым покрытием, вклеенными в корневое звено, и тремя направляющими, закреплёнными вдоль продольной оси спицы (см. рисунок).

Принцип действия механизма заключается в обкатке двух дисков по винтовой линии на внутренней поверхности неподвижного звена спицы. Зацепление обеспечивается сопряжением профилированных пальцев, закреплённых на дисках с втулками, установленными на неподвижном звене спицы.

При испытании механизма телескопического выдвижения звеньев спицы были получены следующие параметры, удовлетворяющие всем вышеперечисленным требованиям.

Созданный механизм позволяет телескопически раскрывать двух-, трех- и четырёхзвенные спицы без ограничения длины звеньев. Он успешно прошёл производственные испытания в АО «ИСС» имени академика М. Ф. Решетнёва».

Внешний вид механизма телескопического выдвижения звеньев спиц

Библиографические ссылки

1. Иванов М. Н. Детали машин. 3-е изд., доп. и перераб. М. : Высшая школа, 1976. 399 с.

2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. Т. 1. М. : Машиностроение, 2001. 920 с.

3. Орлов П. И. Основы конструирования. В 2 кн. Кн. 1. М. : Машиностроение, 1988. 560 с.

4. Орлов П. И. Основы конструирования. В 2 кн. Кн. 2. М. : Машиностроение, 1988. 544 с.

References

1. Ivanov M. N. Detali mashin [Articles of mechanisms]. 3-rd edition, Moscow, Vyshaya shkola, 1976, 399 p. (In Russ.).

2. Anuriev V. I. Spravochnik konstruktora-mashinostroitelya [Handbook of mechanical engineering]. T. 1. Moscow : Mashinostroenie, 2001, 920 p. (In Russ.).

3. Orlov P. I. Osnovy konstruirovania [Principles of engineering]. Kn. 1. Moscow : Mashinostroenie, 1988, 560 p. (In Russ.).

4. Orlov P. I. Osnovy konstruirovania [Principles of engineering]. Kn. 2. Moscow : Mashinostroenie, 1988, 544 p. (In Russ.).

© Чугуй Ю. В., Халиманович В. И., Верхогляд А. Г., Скоков Д. В., Накрохин И. А., 2015

УДК 629.783

РАСКРЫВАЮЩИЙСЯ СОЛНЕЧНЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ

ДЛЯ НАНОСПУТНИКА «МАЯК» КЛАССА CUBESAT

А. Ю. Шаенко, М. С. Белокосков, А. А. Недогарок, Д. А. Шпотя

Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ) Российская Федерация, 107023, г. Москва, ул. Большая Семеновская, 38 E-mail: ark4110@gmail.com

Рассматриваются варианты исполнения каркаса солнечного отражателя кубсата «Маяк» на основе пневматической конструкции и на основе упругих деформируемых металлических профилей. Обсуждаются преимущества и недостатки обоих вариантов конструкции, а также ограничения, накладываемые форматом Cubesat на трансформируемые конструкции.

Ключевые слова: крупногабаритная раскрывающаяся космическая конструкция, солнечный отражатель, проект «Маяк», Cubesat, кубсат.

DEPLOYABLE SOLAR REFLECTOR FOR MAYAK CUBESAT

A. Yu. Shаenko, M. S. Belokoskov, A. A. Nedogarok, D. A. Shpotya

Moscow State University of Mechanical Engineering (MAMI) 38, Bolshaya Semenovskaya Str., Moscow, 107023, Russian Federation. E-mail: ark4110@gmail.com

This paper presents two types of Mayak cubesat solar reflector design with pneumatic or thin-walled furlable support structures. Both types of support structures design are discussed with regard to their application on Cubesat.

Keywords: deployable space structures, solar reflector, Mayak project, Cubesat.

За 15 лет своего существования кубсаты (СиЪе8а^ [1] прошли путь от студенческих разработок до коммерческого применения и вплотную подбираются к межпланетным миссиям [2].

Ситуация с российскими кубсатами пока не столь впечатляюща, однако прогресс есть и у нас. Первый отечественный наноспутник 8ат8а^218, разработанный в Самарском государственном аэрокосмическом университете имени академика С. П. Королёва, готовится к запуску с космодрома «Восточный» в декабре 2015 года [3]. Кроме того, многие российские университеты находятся на разных стадиях проектирования своих аппаратов нанокласса.

Таким образом, разработка устройств для кубса-тов, в особенности для кубсатов, строго соблюдающих требования регламентирующих документов [1], является важно и актуальной задачей.

Спецификой кубсатов как космических аппаратов является их жестко заданная геометрическая форма [1]. В то же время все увеличивающие возможности бортовой радиоэлектронной аппаратуры

выдвигают новые требования к энергетике таких аппаратов, к апертуре бортовых антенн. Кроме того, существуют международные рекомендации, направленные на уменьшение космического мусора [4], ограничивающие срок орбитального существования вышедших из строя космических аппаратов, что приводит к необходимости предпринимать меры либо по установке на кубсаты двигателей, что не всегда возможно, либо по установке на кубсат устройства для аэродинамического торможения.

Говоря об использовании кубсатов в учебном процессе, следует иметь в виду, что разработка, изготовление, испытания и эксплуатация такого космического аппарата должны быть под силу студенту и не заставлять вуз нести серьезные финансовые затраты.

Космический аппарат «Маяк» нанокласса, разрабатываемый в Университете машиностроения, отвечает всем перечисленным требованиям. На его борту будет установлен солнечный отражатель, представляющий собой раскрывающуюся крупногабаритную относительно размеров кубсата конструкцию пра-