Система компенсации весовой составляющей для испытаний крупногабаритных трансформируемых антенн

- широкий диапазон рабочих температур;

- бесконтактность и отсутствие узлов, требующих технического обслуживания;

- большая перегрузочная способность по моменту;

- высокие энергетические показатели (КПД более 90 %);

- длительный срок службы, высокая надежность и повышенный ресурс работы за счет отсутствия скользящих электрических контактов.

Технический эффект от их использования состоит:

- в повышении надежности работы МПП;

- повышении точности позиционирования антенны;

- выполнении основных требований, предъявляемых к МПП.

В обесточенном состоянии возможно применение привода из материала с эффектом памяти формы, например никелида титана. Экспериментальные исследования такого привода показали его принципиаль-

ную работоспособность при температуре фазового (мартенситного) превращения 70 °С. Имеется возможность поднять указанную температуру до 110 °С при легировании сплава золотом.

Для работы электропривода крупногабаритного трансформируемого рефлектора космической обсерватории, работающего в условиях криогенных температур, может быть использован эффект сверхпроводимости, при этом дублированные обмотки будут иметь минимальные размеры и массу.

Для рефлектора телескопа при температуре 4 К сопротивление дублированных обмоток стремится к нулю. Расчеты показывают, что достаточно нескольких витков для получения вектора магнитной напряженности необходимой величины, чтобы обеспечить требуемые момент и скорость вращения выходного вала. При этом массивного магнитопровода из магни-томягкого железа не требуется.

V. V. Dvirnyi, I. V. Boldina, G. V. Dvirnyi JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

M. S. Pakman Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

A POSSIBLE WAY FOR SECURE RELIABILITY OF DRIVE DEVICE LARGE-SIZE TRANSFORMABLE CONSTRUCTION ANTENNAS OF SPACECRAFT

In the article the author considers possibility of improved actuator mechanism for precise positioning of large antennas transformed by the use of innovative contactless linear motors and stepper motion with microcontroller vector control.

© .BHpHtm B. B., EojiflHHa H. B., .BHPHLIH r. B., naKMaH M. C., 2011

УДК 629.78.08.018

А. А. Дроздов, П. А. Колтунов

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

СИСТЕМА КОМПЕНСАЦИИ ВЕСОВОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ АНТЕНН

Рассмотрены вопросы построения системы компенсации весовой составляющей на основе электроприводов, применяемой при наземных испытаниях крупногабаритных трансформируемых антенн космических аппаратов.

В настоящее время широкое применение в космических телекоммуникационных системах получают крупногабаритные трансформируемые антенны, которые состоят из многозвенного трансформируемого силового каркаса, вантовой системы, рефлектора, выполненного из сетеполотна, и облучателя.

Одним из важнейших условий при моделировании таких антенн является компенсация весовой составляющей элементов их конструкции для устранения ее деформации или разрушения под действием силы земного тяготения при наземных испытаниях или при физической отработке и проверке работы системы управления на Земле до проведения летных испытаний [1].

Анализ существующих механических систем компенсации весовой составляющей выявил ряд их недостатков:

- значительные неконтролируемые отклонения от вертикали гибкой связи относительно точки подвеса и перемещающейся каретки;

- невозможность изменения усилия компенсирующего весовую составляющую элемента изделия при его движении по сложной траектории.

С учетом изложенного проектирование системы компенсации весовой составляющей проводилось на основе интеллектуальных электроприводов [2].

Конструкция антенны - система спиц, на которых закреплено металлическое сетеполотно - параболический зонт.

Решетневские чтения

Рассмотрим принцип испытаний крупногабаритной трансформируемой антенны на примере одной силовой спицы (рис. 1). Фрагмент антенны 1 состоит из мачты 2, фланца 3, оттяжек 4, корневого звена 5, концевого звена 6, подкоса 7, шарниров 5 и металлического сетеполотна 9. Фрагмент антенны 1 установ-лен на стойке 10 фланцем 3. Фрагмент системы ком -пенсации весовой составляющей 12 состоит из трех актив ных элементов компенсации весовой состав -ляющей 13 и направляющей 14. Посредством гибких связей каждый активный элемент компенсации весовой составляющей 13 соединен с центром масс корневого звена 5, концевого звена 6 и подкоса 7. Общее количество точек приложения компенсирующих усилий на антенне - 36.

13 и 13 13

Рис. 1. Принцип испытаний крупногабаритной антенны

Представим блок-схему, отражающую принцип действия активного элемента компенсации весовой составляющей 13 для одной точки приложения ком -пенсирующего усилия (рис. 2). В состав активного элемента весовой составляющей 13 входят каретка 17, состоящая из весоизмерительной ячейки 18, датчика измерения угла 20 и гибкой связи 11; электропривод 16 (перемещения гибкой связи) и электропривод 19 (перемещения каретки 17). Блок управления (БУ) 21 связан с каждым из активных элементов компенсации весовой составляющей 13 следующим образом: блок управления 21 формирует алгоритм работы следящей системы путем снятия значения величин весовой составляющей в точках траектории движения звеньев либо подкоса силовой спицы антенны (при незадейст-вованном механизме выдвижения мачты, приводящем в движение звенья антенны через оттяжки 4). Снятие весовой составляющей осуществляется с весоизмерительной ячейки 18 при работе электропривода 16 перемещения гибкой связи 11 со скоростью V11. Одновременно электропривод перемещения 19 каретки 17 задается скоростью V1 по команде с датчика измерения угла 20 (это команда об отклонении гибкой связи 11 от вертикали на угол A1 или -А1) и поддерживает вертикальное положение гибкой связи 11. После формирования значений величин весовой составляющей при -

водится в действие механизм движения мачты 2. Данные с весоизмерительной ячейки 18 при задействованном механизме движения мачты 2 сравниваются в БУ 21 со значениями величин весовой составляющей при незадействованном механизме движения мачты 2, и БУ 21 выдает команду о величине скорости V11 на электропривод перемещения 16. Одновременно электропривод перемещения 19 каретки 17 по команде с датчика измерения угла 20 на БУ 21 поддерживает вертикальное положение гибкой связи 11 путем приращения скорости V1.

Рис. 2. Блок-схема принципа действия активного элемента компенсации весовой составляющей

Работа системы управления построена таким образом, что в управляющей программе задаются основные параметры процесса обезвешивания. Это могут быть, например, величины требуемого натяжения гибких связей, скорости (или законы изменения скорости) двигателей, отслеживающих вертикальное положение гибкой связи. Используемые для приводов интеллектуальные позиционирующие двигатели позволяют установить любой из известных законов ре -гулирования (пропорциональный, ПИД и т. п.) или задать любые параметры разгона/торможения двигателей, необходимые для плавного трогания/останова, отработки сигналов с датчиков измерения угла или весоизмерительных ячеек и т. д.

Вся система управления состоит из типовых элементов, собранных в характерную для современных систем автоматизации технологических процессов схему.

Библиографические ссылки

1. О динамике крупногабаритного разворачивающегося рефлектора / В. И. Гуляев, В. В. Гайдачук, А. Г. Чернявский, Л. Шалино // Прикл. механика. Киев, 2003. Т. 39. № 9. С. 109-115.

2. Пат. 2334970 Российская Федерация. Устройство имитации невесомости механизмов с гибкой конструкцией элементов / А. А. Дроздов, С. В. Агашкин, М. М. Михнев, А. Р. Ушаков. Опубл. 27.09.2008, Бюл. № 27.

A. A. Drozdov, P. A. Koltunov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

SYSTEM OF COMPENSATION OF A WEIGHT COMPONENT FOR TEST OF LARGE-SIZED TRANSFORMABLE ANTENNAS

The paper deals with questions of building of a system of compensation of weight component based on the electric drives, used during ground testing of large transformable antennas spacecrafts.

© Дроздов А. А., Колтунов П. А., 2011

УДК 656.13:004

М. В. Елфимова

Сибирский институт пожарной безопасности - филиал Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы Министерства по чрезвычайным ситуациям России,

Россия, Железногорск

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ГЛОНАСС В СИСТЕМЕ МИНИСТЕРСТВА ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РОССИИ

Рассмотрены вопросы повышения эффективности оснащения техники МЧС навигационным оборудованием на базе системы ГЛОНАСС, а также новые технологии в обслуживании пожарно-технического вооружения.

Усовершенствованные пожарно-спасательные и пожарно-технические автомобили должны быть многофункциональными, т. е. предназначенными как для тушения возгораний, так и для проведения аварийно-спасательных, специальных и технических работ на месте чрезвычайной ситуации (ЧС) или пожара. Такие машины должны отличаться оптимальной компоновкой, оригинальными техническими решениями, расширенной комплектацией. Фактически речь идет об автомобилях «новой идеологии», реализация которой невозможна без их оснащения навигационным оборудованием на базе системы ГЛОНАСС.

В настоящее время абонентскими телематическими терминалами системы ГЛОНАСС по всей России оснащено уже более 800 транспортных средств различных служб МЧС. Идея оснащения пожарных автомобилей подобной системой возникла еще три года назад и сразу дала положительные результаты. При возникновении двух и более пожаров теперь можно визуально определить, какая техника и в каком месте в данный момент находится. На основании полученной информации диспетчер может направить автомобили на ликвидацию последствий ЧС и пожаров. Благодаря мониторингу у диспетчера существенно сокращается время на обработку вызова и отправку подразделений на пожары. Приемник ГЛОНАСС установлен в каждом пожарном автомобиле (ПА), который определяет координаты положения машины на местности и по каналу сотовой связи передает их на сервер единой дежурной диспетчерской службы. На монитор выводится информация о технике, находящейся в данный момент на дорогах, а также о технике, которая осталась в пожарных подразделениях.

Развитие современной пожарной техники в значительной степени связано с повышением требований к качеству и эффективности ее функционирования. Конструкции пожарных автомобилей постоянно усложняются. Поэтому большое значение имеет их правильная эксплуатация, поскольку в отличие от автомобилей обычного назначения пожарные автомобили эксплуатируются в особых, более жестких условиях. Цель технической эксплуатации ПА состоит в максимальной реализации их характеристик при движении в оперативном режиме и в обеспечении действий на пожаре и проведении аварийно-спасательных работ. Любая техническая неисправность прямо или косвенно влияет на состояние пожарного автомобиля. Коэффициент технической готовности пожарной техники может быть значительно выше при своевременном проведении технического обслуживания пожарной техники и пожарно-технического вооружения на более современном уровне.

В комплектацию ПА входят напорные пожарные рукава [1], которых в подразделениях пожарной охраны, как правило, не хватает, что заставляет нарушать технологический цикл их обслуживания и, как следствие, приводит к еще более быстрому износу имеющихся рукавов. Существующая система обслуживания рукавов требует значительного времени для их постановки в расчет. Для разрешения этой проблемы была разработана новая технология в обслуживании рукавного хозяйства - сушка пожарных рукавов, основанная на принципе интенсивного испарения жидкости при повышенной температуре в условиях пониженного давления окружающей среды. Совместно с ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» была разработана