Анализ и синтез раскрываемых на орбите прецизионных крупногабаритных механизмов и конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа

• Автор: Саяпин, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 457 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПРЕДМЕТ И ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Потребность практической космонавтики в раскрываемых на орбите прецизионных космических радиотелескопах

1.1.1. Радиоастрономические объекты исследования и круг решаемых научных задач

1.1.2. Основные требования к средствам наблюдения за объектами исследования и возможные пути их практической реализации
1.2. Основные технические требования к КРТ и НК РСДБ и современное состояние вопроса по их выполнению
1.3. Классификация методов и средств виброзащиты КРТ и других прецизионных космических конструкций информационных КА и обзор работ по их применению
1.4. Классификация раскрываемых на орбите прецизионных крупногабаритных конструкций КРТ и их элементов

1.5. Предмет и объект исследования

Выводы
2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ФОРМОСТАБИЛИЗАЦИИ РАСКРЫВАЕМЫХ НА ОРБИТЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ РАДИОТЕЛЕСКОПОВ ЛЕПЕСТКОВОГО ТИПА
2.1. Методологические основы компоновки складных зеркальных антенн космических радиотелескопов лепесткового типа с осесимметричной укладкой лепестков в полезной зоне транспортного средства
2.2. Разработка проектно-конструкторских методов исследования раскрываемых на орбите крупногабаритных прецизионных конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа
2.2.1. Разработка методов исследования раскрываемых на орбите антенных зеркал лепесткового типа космических радиотелескопов
2.2.2. Разработка методов исследования опорной системы фокального блока (вторичного зерката) антенны космического радиотелескопа с осесимметричной укладкой лепестков
2.2.3. Разработка методов исследования центрального зеркала и лепестка складного зерката антенны космического радиотелескопа
2.2.4. Разработка модели принятия решений для задач оптимального проектирования раскрываемых на орбите конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа

2.2.5. Разработка модели оптимального проектирования раскрываемых на орбите конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа
2.2.6. Разработка интерактивной системы оптимального автоматизированного проектирования (СОАП) трансформируемых антенн космических радиотелескопов лепесткового л ипа
2.3. Выбор основополагающих параметров раскрываемых на орбите крупногабаритных прецизионных конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа по результатам численных исследований модели оптимального проектирования, их построение и отвечающие им новые технические решения
2.3.1. Выбор основополагающих параметров и построение
раскрываемых на орбите антенных зеркал лепесткового типа космических радиотелескопов
2.3.2. Выбор основополагающих параметров и построение опорной системы фокального блока антенны космического радиотелескопа с осесимметричной укладкой лепестков
2.3.3. Выбор основополагающих нарамегров и построение жестких прецизионных параболических зеркал (лепестков) с низкой удельной массой
2.3.4. Выбор основополагающих параметров и построение
крупногабаритных прецизионных комбинированных конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа
2.3.5. Новые технические решения отвечающие основополагающим параметрам и схемам построения крупногабаритных прецизионных конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа
Выводы
3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕЦИЗИОННОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ И ФОРМОСТАБИЛИЗАЦИИ РАСКРЫВАЕМЫХ НА ОРБИТЕ
КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ
РАДИОТЕЛЕСКОПОВ ЛЕПЕСТКОВОГО ТИПА НА ЭТАПЕ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
3.1. Технология изготовления жестких прецизионных параболических зеркал (лепестков) антенн с низкой удельной плотностью
3.1.1. Изготовление матрицы для формирования рабочей поверхности центрального зеркала (лепестка) в виде цельной оболочки или фацет
3.1.2. Изготовление цельной оболочки или составной из фацет с радиоотражающим покрытием
3.1.3. Изготовление несущей конструкции каркаса центрального зеркала (лепестка)

3.1.4. Установка цельной оболочки или фацет на несущей конструкции каркаса центрального зеркала (лепестка) и юстировка его рабочей поверхности
3.2. Технология изготовления размеростабильных полых изделий из волокнистых полимерных композиционных материалов (ВПКМ)
3.3. Проблема обеспечения кинематической точности раскрываемых на орбите крупногабаритных прецизионных складных антенн лепесткового типа и особенности их сборки и юстировки
3.4. Технология натяжения сетеполотна на складном каркасе зеркала антенны
Выводы
4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕЦИЗИОННОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ РАСКРЫВАЕМЫХ НА ОРБИТЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ РАДИОТЕЛЕСКОПОВ
ЛЕПЕСТКОВОГО ТИПА НА ЭТАПЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКИ
4.1. Экспериментальные исследования раскрываемых на орбите крупногабаритных прецизионных конструкций зеркальных антенн КРТ лепесткового типа в наземных условиях
4.1.1. Модель складной антенны КРТ проекта «РАДИОАСТРОЙ», выполненная в масштабе 1:5
4.1.2. Полномасштабный конструкторско-технологический макет механизма раскрытия лепестка складной антенны КРТ проекта «РАДИОАСТРОН» в виде конической зубчатой пары
4.1.3. Экспериментальные исследования полномасштабного конструкторско-технологического макета складного зеркала антенны диаметром 10 метров КРТ проекта «РАДИОАСТРОН» с фрагментами рабочей поверхности из двух угленластиковых лепестков
4.1.4. Экспериментальные исследования полномасштабного
конструкторско-технологического макета опорной системы фокального блока складной антенны КРТ проекта «РАДИОАСТРОН»
4.1.5. Гипотеза о микрогравитационно-инерциальной чувствительности крупногабаритных прецизионных космических зеркал с рабочей поверхностью второго порядка, выполненных из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов
4.1.6. Экспериментальные исследования полномасштабного
конструкторско-технологического макета центрального зеркала 03000 мм складной антенны КРТ проекта «РАДИОАСТРОН»
4.1.7. Экспериментальные исследования полномасштабного
конструкторско-технологического макета параболического рефлектора диаметром 3,5 метра антенны проекта «УКП»

Анализ отечественного и зарубежного опыта по созданию прецизионных систем виброзащиты и высокоточного наведения показывает, что практически все они подчинены общей концепции построения (рис. 1.6), включающей установку полезной нагрузки на КА через последовательно соединенные прецизионную поворотную платформу [23, 152, 517] и систему виброизоляции (отечественные системы: автоматическая стабилизированная платформа для проведения эксперимента по проекту «Венера-Галлей» [252], автоматическая стабилизированная опорно-поворотная прецизионная платформа для наведения КРТ проекта «Субмиллиметрон», устанавливаемого на PC МКС и др.; зарубежные системы: IPS-ESA, ASPS (Annular Suspension and Pointing System)-NASA, блок VIPS (Vibration Isolation Pointing System) - фирма «Локхид» и др.). К недостаткам данной концепции следует отнести неизбежное увеличение габаритно-массовых характеристик.
Ниже представлена классификация методов и средств виброзащиты применительно к КРТ и другим прецизионным космическим конструкциям информационных КА, включая сам КА [264], и их составных элементов.
1.3. Классификация методов и средств виброзащиты КРТ и других прецизионных космических конструкций информационных КА и обзор работ по их применению
На рис. 1.7 представлена классификация методов и средств виброзащиты КРТ и других прецизионных космических конструкций информационных КА, включая сам КА [264]. Помимо снижения внешних и внутренних воздействий на конструкцию КА и КРТ, виброзащита КРТ включает применение виброзагцитных средств, которые делят на два основных вида: пассивные и активные.
В пассивных системах виброизоляция достигается в основном путем смягчения подвески виброизолируемого объекта и соответствующего уменьшения коэффициента передачи В активных системах используют дополнительные источники энергии [3, 80, 379].