Агрегаты раскрытия формируемых центробежными силами крупногабаритных космических конструкций

• Автор: Харлов, Борис Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Королев
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г ЛАВА 1 Особенности разработки агрегатов раскрытия бескаркасных 18 формируемых центробежными силами космических конструкций.

Комплексный анализ проблемы

1.1 Обзор проектно-конструкторских, технологических и

экспериментальных работ

1.1.1 Проектно-конструкторские работы

1.1.2 Технологические разработки, наземные и космические эксперименты

1.2 Комплексный анализ проблемы создания агрегатов раскрытия для различных прикладных задач
1.2.1 Постановка задачи комплексного анализа
1.2.2 Требования к агрегатам раскрытия, следующие из специфики прикладных задач
1.2.2.1 Ретрансляция, связь и солнечный парус
1.2.2.2 Отражатель для освещения отраженным солнечным светом районов Земли, солнечные батареи для космической солнечной электростанции, программ Луны и Марса
1.2.2.3 Параболический концентратор солнечной энергии, антенны и технологические экраны
1.2.2.4 Тросовая рамочная антенна НЧ и СЫЧ диапазонов
1.2.3 Функциональные и конструктивно-технологические требования
1.2.3.1 Дисбаланс конструкции
1.2.3.2 Устранение волнистости поверхности
1.2.3.3 Обеспечение укладки солнечной батареи в транспортном
состоянии без критического радиуса изгиба
1.2.3.4 Передача электроэнергии на космический аппарат

1.2.3.5 Компенсация кинетического момента вращающейся
конструкции
1.2.4 Принципы укладки и раскрытия из уложенного состояния.
Требования к укладкам, вращающему моменту и скорости роспуска
1.2.4.1 Требования к укладкам
1.2.4.2 Упорядоченность при раскрытии различных укладок пленочных
и тросовых конструкций
1.2.4.3 Управляемое и неуправляемое раскрытие. Принципиальные
схемы агрегатов раскрытия

1.2.4.4 Приложение вращающего момента
1.2.4.5 Обеспечение управляемого раскрытия
1.2.4.6 Циклограмма процесса раскрытия
1.2.5 Итоги комплексного анализа. Основные концепции создания
агрегатов раскрытия и их классификация
ГЛАВА 2 Конструкции агрегатов раскрытия для различных
прикладных задач
2.1 Однокатушечный агрегат раскрытия сплошного полотна для малого спутника
2.1.1 Определение конструктивного облика агрегата раскрытия
сплошного полотна
2.1.2 Конструкция агрегата раскрытия
2.2 Однокатушечный наземный прототип агрегата раскрытия модели солнечной батареи
2.2.1 Определение конструктивного облика наземного прототипа
агрегата раскрытия
2.2.2 Конструкция наземного прототипа агрегата раскрытия
2.3 Многокатушечный агрегата раскрытия отражателя на ТГК
«Прогресс» в КЭ «Знамя 2»

2.3.1 Определение конструктивного облика агрегата раскрытия
отражателя
2.3.2 Конструкция агрегата раскрытия отражателя
2.4 Однокатушечный агрегат раскрытия полотна, состоящего из секторов, объединяемых в процессе раскрытия для солнечных батарей
и отражателей размерностью несколько сотен метров
2.4.1 Конструктивная концепция агрегата раскрытия
2.4.2 Конструкция агрегата
2.5 Многокатушечный агрегат развертывания полотна, состоящего из секторов, объединяемых в процессе раскрытия для солнечных батарей
и отражателей размерностью несколько сотен метров
2.5.1 Конструктивная концепция агрегата раскрытия
2.5.2 Конструкция агрегата
2.5.3. Итоги разработки
2.6 Агрегат раскрытия тросовой системы
2.6.1 Конструктивная концепция агрегата
2.6.2 Конструкция агрегата раскрытия
ГЛАВА 3 Наземная отработка агрегатов раскрытия
3.1 Концепции и предпосылки наземной отработки агрегатов
раскрытия
3.2 Наземная отработка агрегата раскрытия для малого спутника
3.2.1 Испытания на работоспособность
3.2.2 Динамические испытания
3.2.3 Модельные испытания
3.2.4 Адаптация агрегата раскрытия к микро-спутнику
3.3 Отработка наземного прототипа агрегата раскрытия солнечной
батареи
3.3.1 Этапы отработки наземного прототипа агрегата раскрытия

однокатушечный, так и многокатушечный, с отдельными секторами отражателя, не объединяемого на орбите в единое полотнище, что достаточно просто в конструктивном и технологическом плане. Аналогичная конструкция агрегата раскрытия может быть использована для солнечного паруса, где также не предъявляется жестких требований к точности формы поверхности, её ориентации в пространстве и её отражающим свойствам. Поверхность может быть выполнена из отдельных секторов или лент, как скрепленных по периферии, так и не скрепленных (рис.4). Сектора могут поворачиваться вокруг своей радиальной оси за один оборот вокруг основной оси вращения конструкции, давая возможность управлять конструкцией путем изменения положения центра масс по отношению к центру солнечного давления. Здесь имеется аналогия с функцией агрегата перекоса в вертолете. Отражающие свойства поверхности могут изменяться в широком диапазоне, от полного отражения до полного поглощения, при этом тяга паруса изменяется только в два раза.
1.2.2.2 Отражатель для освещения отраженным солнечным светом районов Земли, солнечные батареи для космической солнечной электростанции (КСЭС), программ Луны и Марса.
Для задач освещения отраженным солнечным светом районов Земли предъявляются чрезвычайно жесткие требования по точности формы поверхности и её ориентации (менее 10'), что связано с необходимостью обеспечения максимальной концентрации энергии в световом пятне. Требуется поверхность с максимальными отражающими свойствами (например, периодически напыляемая на орбите на полимерную подложку натриевая пленка с коэффициентом отражения 0,98), что не допускает использования разрезных (многосекторных) конструкций полотнища, обладающих одноосным напряжённо-деформированным состоянием и продольной волнистостью, и требует сплошной поверхности с двухосным напряженно-деформированным состоянием. Агрегат раскрытия для такой конструкции отражателя должен быть многокатушечный, с отдельными секторами отражателя,