Методика настройки антенн космического аппарата

Известные способы изготовления ППСМ из металлических порошков довольно однообразны и сводятся к измерению гранулометрического состава матричного порошка и выгорающего порообразователя, подбору требуемого давления прессования, и на завершающей стадии, к спеканию в защитной среде. С использованием выше перечисленных средств получены ППСМ с широким спектром требуемых рабочих параметров. Варьируя размеры частиц порообразователя в пределах от 600 до 160 мкм, давление прессования от 5 до 20 КПа можно из порошка меди получить материалы, меняющие свою пористость в пределах от 20 до 60 %, а средний диаметр пор от 10 до 280 мкм [1]. По этой технологии изготовлен теплообменник (см. рисунок).

Пример теплообменника из меди

Разработка новых теплопередающих устройств с повышенной производительностью и уменьшенной металлоемкостью во многих случаях не возможна без значительной интенсификации процессов тепло- и пассопереноса. Одним из путей решения этих задач является разработка новых проницаемых пористых

материалов с заданными значениями механических, капиллярных и гидродинамических свойств. Не менее важной является задача изготовления на основе этих материалов композиционных структур. В настоящее время известные способы соединения пористых материалов между собой и с компактными материалами не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним конструкторами, так как эти способы оказывают значительное влияние на поровую структуру используемых материалов. Поэтому изготовление пористых материалов из никеля, меди, железа, керамики с заданным комплексом свойств и разработка новых технологических процессов их соединения представляется весьма актуальным.

Широта изменения структурных параметров материала из других порошков меньше. Достоинства пористых материалов из порошков в простоте и технологичности изготовления, в широком диапазоне размеров получающихся пор, а основной недостаток в невысокой пористости до 60-65 %. Пористые во-локновые материалы вредны экологически и для здоровья человека из-за возможности волокон проникать в кровь, имеют широкий диапазон изменения пористости от 20-80 %.

Библиографические ссылки

1. Пористые проницаемые материалы : справочное изд. / под ред. С. В. Белова, М. : Металлургия, 1987. 335 с.

2. Шибряев Б. Ф. Пористые проницаемые спеченные материалы. М. : Металлургия, 1982. 168 с.

© Двирный Г. В., Сидорова Е. С., Елфимова М. В., Голованова В. В., 2014

УДК 621.396.67:629.78

И. С. Додорин, И. В. Матлак Научный руководитель - Н. А. Смирнов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Железногорск

МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ АНТЕНН КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Рассматривается методика позиционирования рефлектора антенны космического аппарата в пространстве, разработанная в САПР.

Одной из важнейших характеристик космического аппарата (КА) являются радиотехнические характеристики (РТХ) его антенн. Взаимное позиционирование рефлектора и излучателя реализуется с использованием механизма с параллельной кинематикой с шестью степенями свободы (гексапод). В их замкнутой кинематической цепи обеспечивается высокая жёсткость всей конструкции, соответственно повышается точность позиционирования.

Для достижения наилучшего позиционирования потребовалось разработать методику для прецизионной настройки антенн космического аппарата, с использо-

ванием механизма параллельной структуры, в условиях применения интегрированных систем автоматизированного проектирования (САПР), позволяющих снизить трудоёмкость и сократить длительность технологической операции производства и способствующих повышению качества проектных решений.

Анализ пользовательской документации гексапода позволил построить его модель со всеми кинематическими связями и ограничениями для прецизионной настройки антенн КА. Используя эту модель, есть возможность визуального контроля перемещений в САПР до осуществления позиционирования реф-

Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

лектора в пространстве, и что очень важно нахождение наилучшего приближения исходных координат контрольных точек к их же координатам в КД.

Рассмотрим пример перемещения рефлектора в САПР. Вместо группы контрольных точек и их координат по КД, для наглядности, выберем первую, начальную точку, лежащую на поверхности рефлектора, и вторую, конечную точку, расположенную таким образом, чтобы вращение осуществилось только вокруг оси X (рис. 1, а).

Затем перемещаем рефлектор и всю конструкцию, выполнив операцию «совпадение» этих точек. Так как рефлектор связан определёнными ограничениями с

платформой гексапода, на которой лежит исходная система координат, то переместившись, он сдвигает эту платформу и тем самым образует новую систему координат, переход в которую и необходимо совершить гексаподу (рис. 1, б).

Используя инструменты САПР выполняем измерение положения результирующей системы координат к исходной, получаем матрицу поворота и смещения её в пространстве (рис. 2 а). Если же поворот осуществляется вокруг нескольких осей, то матрица поворота будет иметь следующий вид (рис. 2, б).

Полученные матрицы проверяем аналитически (1) и (2) [1].

а б

Рис. 1. а - исходное положение системы координат гексапода: 1 - начальная точка; 2 - конечная точка; б - конечное положение системы координат гексапода: 1-2 - конечная точка

ОхА 129р83тт ОуА |-23,ОВ5пмп ОгА [47,г36тп)

11хА 1 = иуА 1° ЦгА

УхА 1° УуА VгA 1-Й, 171375

^уА 10; 171375 10,935206

а

ОхА 129,83гпт ОуА | -23,085гпт ОгА 147,236тт

ихА |0,952155 иуА |0,305616 ЫгА 1°

УхА -0,301095 УуА 10,938068 УгА -0,171375

Ц/хА | -0,052375 И/уА |0,163175 \tyzA |0,985206

б

Рис. 2. а - матрица поворота вокруг осиXот результирующей системы координат к исходной и смещения по осям; б - матрица поворота вокруг оси X и 1 от результирующей системы координат к исходной и смещения по осям

где а = 9.8677°

Мх (а) =

Г1

о о

о о 1

008 а - бш а бш а соб а

Г10 о 1

0 о.9852 —о.1713 о о.1713 о.9852

Г1 о о > ' соб в — бш в о"

Мх2 (а, в)= Мх (а)х М2 (в) = о соб а — бш а х БШ в соб в о

о бш а соб а у , о о 1,

' соб в — Бш в о > Г о.9521 о.3о56 о 1

= — соб а бш в соб а соб в — бш а = —о.зою о.938о —о.1713

ч бш а бш в бш а соб в соб а у ч—о.о523 о.1631 о.9852 ,

где а = 9.8677°; в = —17.795°

Значения из полученных матриц переносим в программное обеспечение гексапода. Гексапод в свою очередь совершает перемещение в результирующую систему координат.

Благодаря данной методике и использованию САПР, появилась возможность, при помощи гексапода, добиться совпадения контрольных точек на рефлекторе с точками указанными в КД и существенно

снизить количество и трудоёмкость выполняемых операций прецизионной настройки антенн КА.

Библиографическая ссылка

1. Лурье А. И. Аналитическая механика. М. : Физматлит, 1961. 824 с.

© Додорин И. С., Матлак И. В., 2014

УДК 550.388

К. А. Древин Научный руководитель - В. М. Владимиров Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИОНОСФЕРЫ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПСЕВДОДАЛЬНОСТИ НКА СРНС В ПОЛЯРНЫХ РАЙОНАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАП ГЛОНАСС/GPS

Представлены результаты исследования влияния ионосферной задержки на определение псевдодальности НКА СРНС полученной в ходе проведения эксперимента в северных широтах (п. Хатанга). Также произведен расчет полного электронного содержания (в английской транскрипции Total Electron Content TEC) вдоль пути распространения радиосигнала НКА. Полученные результаты и двухчастотный метод определения ионосферной задержки позволят произвести оценку степени влияния ионосферы на распространения радиосигнала НКА в северных широтах.

В последние годы усилия большого числа исследователей разных стран направлены на повышение точности измерений координат, осуществляемых с использованием глобальных навигационных спутниковых систем. К подобным системам относятся, в частности, разработанная в США спутниковая навигационная система GPS, российская спутниковая навигационная система ГЛОНАСС и европейская спутниковая навигационная система GALILEO, находящаяся на стадии разработки. Интерес к проблеме точности СРНС объясняется широким применением таких систем в геодезии, геофизике, навигации, при мониторинге окружающей среды.

Одним из основных факторов, ограничивающих точность СРНС, является влияние земной атмосферы на характеристики распространения радиосигналов. Главными источниками погрешности измерения в данном случае оказываются дополнительная задержка сигнала в ионосфере и рефракционное искривление траектории, по которой он распространяется. Влияние ионосферы может быть скомпенсировано либо введе-

-Полноеэлектронноесодержание 1 ТЕСи=10л16е1ес1:гоп/ппА2

70 I -

№

2.0 ID

0 -1-1-1-1-1

3:DD 7:4В 12:36 17:24 22:12 ЗЛО

Время (МСК), ч

Рис. 1. Суточный ход полного электронного содержания TEC в ионосфере, результаты с навигационного приемника JAVAD 05-06 декабря 2013 г.

нием соответствующих поправок при обработке результатов измерений, либо аппаратурным путем - с использованием измерительной информации, получаемой непосредственно в процессе измерений [1].

Ионосферная задержка является одной из составляющей погрешностей определения псевдодальности НКА, а также измерений СРНС. Она оказывает наибольшее влияние на погрешность измерения псевдодальности по сигналам систем ГЛОНАСС и GPS. Одним из методов, позволяющим определять задержку сигнала в ионосфере, является двухчастотный метод определения задержки сигнала систем ГЛОНАСС и GPS в ионосфере по разности приращений псевдодальностей, измеренных по дальномерному коду несущих частот L1 и L2 НКА.

Целью работы является исследование влияния ионосферной задержки в северных широтах на определение псевдодальности НКА системы ГЛОНАСС/GPS, для повышения точности двухчас-тотной НАП ГЛОНАСС/GPS.

Полное электронное содержане1'ТЕС=10л16е1е0:гог^ппл2

0:00 4:4В 9:36 14:24 13:12 0:00

Время (МСК). ч

Рис. 2. Суточный ход полного электронного содержания TEC в ионосфере, результаты с навигационного приемника МРК-33 17 ноября 2012 г.