Моделирование электродвигателя-маховика

Решетневс^ие чтения

P. Alyukaev, V. Drizak, E. Lisenko, D. Marinin, N. Matuycha JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

COMPARISON OF MECHANICAL CHARACTERISTICS OF THE CONIC ADAPTERS PRODUCED OF DIFFERENT MATERIALS

Results of comparison of mechanical characteristics of conic adapters produced of different materials are presented.

© Алюкаев П. З., Дрыжак В. Б., Лысенко Е. А., Маринин Д. А., Матюха Н. В., 2011

УДК 629.7.05

А. А. Васильцов, И. С. Костарев ОАО «Научно-производственный центр «Полюс», Россия, Томск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ-МАХОВИКА

Рассмотрен пример моделирования электродвигателя-маховика. Предложен метод, уточняющий результаты моделирования. Описана техническая реализация метода в виде оптимизации конструкции маховика.

При разработке электромеханических исполнительных устройств (ЭМУ), в частности электродвигателей-маховиков, предъявляются жесткие требования к уровню побочных возмущающих воздействий и диапазону частот, на котором эти воздействия не должны проявляться. Одним из способов контроля резонансных частот на стадии проектирования ЭМУ является использование метода механического анализа, в частности анализа собственных частот устройства с помощью модуля СOSMOS программы SoHdWorks. Такое исследование позволяет выявить резонансные частоты ЭМУ и после варьирования его конструкции смещать эти частоты из рабочей зоны, определенной в техническом задании.

В качестве примера рассмотрим моделирование электродвигателя-маховика (рис. 1).

Рис. 1. Маховик

Первая резонансная частота маховика на рис. 1 равна 86 Гц, что в переводе в угловую скорость составляет 5 400 об/мин. Изменим конструкцию маховика, усилив его в области крепления вала и диска, и проведем повторный расчет, сместив резонансную частоту до 111 Гц, т. е. до 6 900 об/мин (рис. 2).

Однако статическое моделирование маховика справедливо только для идеального случая и не отра-

жает реальной картины. Для более точного моделирования предложен метод, учитывающий такие особенности конструкции, как дисбаланс, скорость вращения и ускорение маховика, зазоры в шарикоподшипниках (рис. 3). Это значительно усложняет расчет, но позволяет более точно приблизиться к действительной резонансной частоте.

Рис. 2. Модифицированный маховик

Рис. 3. Модифицированный маховик с учетом дисбаланса, зазоров и вращения

Значение первой резонансной частоты маховика, представленного на рис. 3, понизилось по сравнению со вторым вариантом маховика (см. рис. 2) на 15 Гц.

Испытания ракетно-космической техники

Следовательно, необходимо провести дополнительное усиление конструкции маховика.

Таким образом, использование механического анализа по предложенному методу на ранних стадиях

разработки электродвигателя-маховика позволяет более точно определить диапазон резонансных частот, уменьшить число конструкторских ошибок и снизить затраты на производство.

A. A. Vasiltsov, I. S. Kostarev JSC «Scientific-Production Center "Polus"», Russia, Tomsk

ELECTRIC MOTOR-FLYWHEEL MODELLING

The authors present an example of modelling of a flywheel. The method specifying results of modelling is offered. Technical realisation of the method in view of optimisation of a flywheel design is described.

© Bacm^oB A. A., KocrapeB H. C., 2011

УДК 681.7.069.2

С. А. Крат, В. В. Двирный, В. В. Христич ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

А. А. Филатов

ООО «Научно-производственное предприятие волоконно-оптического и лазерного оборудования», Россия, Санкт-Петербург

МЕТОД СОВМЕЩЕННЫХ ФОКУСОВ ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ СХЕМЫ СУММИРОВАНИЯ СВЕТОВЫХ ПОТОКОВ ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ ИЗЛУЧЕНИЯ

Рассмотрены вопросы повышения требований к наземной тепловой отработке космических аппаратов (КА) в части имитации солнечного излучения в связи с выпуском негерметичных КА нового поколения. Поставленные вопросы решены за счет замены существующей водохлаждаемой системы излучения на воздухоохлаж-даемую, построенную на базе современных серийно выпускаемых ламп солнечного спектра.

На современном этапе создания космических аппаратов (КА), требующем улучшения их технических характеристик и увеличения срока активного существования до 10-15 лет, планируется производство спутников на основе бесконтейнерных аппаратов с пассивной системой терморегулирования. Надежность таких КА очень высока, так как в них отсутствуют критичные с точки зрения надежности элементы, приводящие к отказам: термоконтейнеры, жидкостные контуры и т. д.

Производство негерметичных КА (НКА) нового поколения связано с усовершенствованием испытательной базы для их наземной экспериментальной отработки, в частности с повышением КПД и точности воспроизведения факторов космического пространства действующими имитационными установками.

Одним из основных этапов наземной экспериментальной отработки КА считаются тепловакуумные испытания, которые проводятся на специально оборудованном стенде, оснащенном имитатором солнечного излучения (ИСИ). Однако существующие системы ИСИ ввиду недостаточности методической базы по построению оптических систем и компоновке ИСИ

характеризуются низкими КПД и точностью воспроизводимого ими солнечного излучения.

Рассмотрим задачи повышения КПД ИСИ и точности имитируемого им излучения применительно к отечественной установке ТБК-120, применяемой для тепловой отработки КА ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Ре-шетнева».

КПД неосевого ИСИ ТБК-120 до недавнего времени составлял около 13 %, что было обусловлено низким КПД источника излучения (25 %) - высокомощной водоохлаждаемой лампы ДКсРМ-55000-УХЛ4. Кроме того, применение этой лампы в качестве источника для имитации солнечного излучения не позволяет достичь требуемой для испытаний НКА точности излучения в плане спектральной характеристики. Это связано с тем, что при эксплуатации ДКсРМ-55000-УХЛ4 используется водяное охлаждение электродов и кварцевых окон лампы, которое приводит к поглощению излучения в УФ-области спектра (до 300 нм).

Все эти проблемы могут быть разрешены за счет замены источника излучения на более эффективные воздухоохлаждаемые маломощные (до 10 кВт) лампы солнечного спектра, в связи с чем возникает задача