RU206904U1

RU206904U1 - Мембранный параболический сетчатый трансформируемый рефлектор

Info

Publication number: RU206904U1
Application number: RU2021105284U
Authority: RU
Inventors: Александр Витальевич Лопатин; Захар Алексеевич Казанцев; Антонина Матвеевна Ерошенко; Александр Владимирович Шатов
Original assignee: Александр Витальевич Лопатин
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2021-09-30

Abstract

Полезная модель относится к области космической техники, в частности к проектированию трансформируемых рефлекторов.Техническим результатом полезной модели является создание конструкции рефлектора с небольшим удельным весом.Поставленная задача решается благодаря тому, что силовая конструкция рефлектора представляет собой трансформируемый тороидальный сетчатый обод.

Description

Полезная модель относится к области космической техники, в частности к проектированию трансформируемых рефлекторов.

Известен патент на зонтичную антенну космического аппарата (RU 2659761 С1, МПК H01Q 15/16, B64G 1/22). Зонтичная антенна космического аппарата, содержащая облучающую систему и рефлектор, включающий в себя жесткие несущие ребра, расположенные в рабочем положении радиально относительно центральной ступицы и шарнирно соединенные с ней, радиоотражающую поверхность, образованную с применением сетеполотна, сформированную в виде клиньев, упруго натянутых по их радиальным границам между ребрами, контурные шнуры, соединенные с клиньями и упруго натянутые между концами ребер, вспомогательные ребра одинакового количества, расположенные в каждом секторе между соседними несущими ребрами, и механизм раскрытия рефлектора из транспортировочного (стартового) положения в рабочее (орбитальное) положение, включающий в себя механически связанный в зоне центральной ступицы с каждым несущим ребром привод для создания усилия раскрытия соответствующего несущего ребра в процессе раскрытия рефлектора в рабочее положение таким образом, что каждый пружинный привод выполнен с упругим элементом в виде цилиндрической винтовой пружины растяжения, связанной через рычажную систему и устройство подтягивания с указанным несущим ребром, причем устройство подтягивания выполнено обеспечивающим подтягивание ребер на заключительном этапе раскрытия рефлектора в рабочее положение - в процессе необходимого рабочего натяжения сетеполотна и контурных шнуров, при этом пружинные приводы в механизме раскрытия рефлектора сдублированы общим электромеханическим линейным приводом, выходной шток которого посредством с ним связанных гибких тяг, равных по количеству количеству несущих ребер, соединен с рычажной системой каждого вышеуказанного пружинного привода каждого несущего ребра.

Основным недостатком этого устройства является большая масса предложенного механизма раскрытия рефлектора из-за применения дополнительных рычажных систем и устройства подтягивания, а так же из-за использования электромеханического привода.

Также известен патент на устройство для раскрытия трансформируемого рефлектора зонтичного типа RU 191053 U1, МПК H01Q 15/16, B64G 1/22.

Известен патент на параболическую разворачивающуюся антенну (US 2016/0352022 А1), трансформируемая конструкция которой включает в себя сетеполотно, прикрепленное к складным спицам, облучатель и контррефлектор. Установка контррефлектора выполнена по схеме Кассеграна.

Основными недостатками этого устройства являются наличие транспортировочного контейнера, что увеличивает массу выводимого спутника, развертывание сетеполотна происходит путем раскрытия спиц после их вывода из транспортного контейнера, что повышает вероятность зацепления сетеполотна за элементы антенны.

В качестве ближайшего аналога выбран мембранный параболический сетчатый трансформируемый рефлектор (патент RU 201366 С1), который принят за прототип полезной модели.

Конструкция мембранного параболического сетчатого трансформируемого рефлектора состоит из трансформируемого полого обода рефлектора, которая представляет собой полый тор с эллиптическим или круглым сечением, механическое устройство раскрытия и зачековки обода рефлектора (шарнирные соединения, содержащие пружины кручения, при помощи которых рефлектор переводится в рабочее положение). Отражающее полотно, закрепленное на ободе, представляет собой параболическую прямофокусную мембрану. Раскрытие осуществляется пружинными приводами, входящими в состав шарнирных узлов, в то время как скорость обода регулируется посредством электромеханического привода.

Основным недостатком прототипа является высокая масса конструкции рефлектора из-за использования в качестве силового элемента трансформируемого обода, представляющего собой полый тор со сплошной стенкой.

Технической проблемой полезной модели является устранение указанного выше недостатка прототипа.

Для разрабатываемой конструкции рефлектора и для ближайшего прототипа рефлектора - мембранного параболического сетчатого трансформируемого рефлектора (RU 201366, С1) выявлены основные общие существенные признаки, такие как трансформируемая конструкция силового обода рефлектора, параболическая радиоотражающая поверхность, закрепленная на ободе рефлектора, механизм раскрытия рефлектора.

Указанная техническая проблема решается благодаря следующему исполнению силовой конструкции рефлектора.

Рефлектор содержит следующие признаки отличительные от прототипа: трансформируемый полый силовой обод рефлектора представляет собой изогридную сетчатую тороидальную структуру с эллиптическим или круглым сечением.

Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами, на которых показаны

на фиг. 1 - общий вид мембранного параболического сетчатого трансформируемого рефлектора в рабочем положении;

на фиг. 2 - общий вид обода мембранного параболического сетчатого трансформируемого рефлектора в рабочем положении;

на фиг. 3 - общий вид обода мембранного параболического сетчатого трансформируемого рефлектора в транспортировочном положении;

на фиг. 4 - общий вид шарнирного соединения обода рефлектора в сложенном положении.

На вышеуказанных фигурах изображена конструкция предлагаемого рефлектора с использованием следующих элементов: 1 - радиоотражающая параболическая поверхность (отражающее полотно); 2 - трансформируемый сетчатый обод; 3 - механическое устройство раскрытия и зачековки обода рефлектора, представляющее собой шарнирное соединение, имеющее вращательную степень свободы относительно 4 - оси вращения ШУ, в которую устанавливается электромеханический привод для регулирования скорости раскрытия обода; 5 - трехслойные сотовые проставки, на которых расположены замки в 5.1 - посадочных местах установки замков зачековки в рабочем положении.

Предложенное устройство конструкции мембранного параболического сетчатого трансформируемого рефлектора, представленное на фигурах, состоит из следующих элементов:

прямофокусной мембранной радиоотражающей параболической поверхности (отражающего полотна) 1, образованной вырезкой параболоидной формы, которая закреплена на трансформируемом ободе например, при помощи клеевого соединения (фиг. 1);

трансформируемого тороидального сетчатого обода рефлектора 2, например, из композитного углепластика, форма которого определяется требованиям к геометрии отражающей поверхности и габаритам в сложенном положении. В торцах сегментов торового обода установлены трехслойные торовые проставки 5, например, при помощи клеевого соединения;

механического устройства раскрытия и зачековки обода рефлектора, представляющее собой шарнирные соединения 3, имеющие вращательную степень свободы относительно своих осей вращения 4 и соединяющие соседние сегменты тора. Рефлектор переводится из транспортного положения в рабочее за счет действия пружин, расположенных в ШУ. Зачековка рефлектора в рабочем положении осуществляется при помощи замков зачековки, установленных в посадочных местах 5.1 на трехслойных сотовых проставках 5;

электромеханического привода, закрепленного, на рефлекторе при помощи конструктивных элементов (кронштейнов), работающего в сдерживающем режиме и обеспечивающим плавное раскрытие рефлектора.

системы натяжения отражающего полотна.

Описанная выше конструкция мембранного параболического трансформируемого рефлектора переводится из транспортировочного положение в рабочее следующим образом:

после вывода целевого спутника на орбиту, рефлектор освобождается от закрепления в транспортировочном положении, подается питание на электромеханический привод, посредством пружин кручения, установленных в ШУ, осуществляется перевод рефлектора из транспортировочного положения в рабочее. Мгновенное раскрытие рефлектора с ударными нагрузками блокируется работой ЭМП, работающего в режиме сдерживания. Радиоотражающая параболическая поверхность (отражающее полотно) 1 натягивается при помощи системы натяжения отражающего полотна. В транспортировочном положении конструкция удерживается при помощи замков, расположенных на трехслойных сотовых проставках 5. Замки соединяют трехслойные сотовые проставки противоположных сегментов, обеспечивая жесткость конструкции. Количество замков выбирается таким образом, чтобы обеспечить перемещение трехслойных сотовых проставок вдоль всех степеней свободы.

Таким образом, проблема большой массы рефлектора устраняется за счет использования изогридной сетчатой тороидальной конструкции силового трансформируемого обода рефлектора.

Техническим результатом полезной модели является создание конструкции рефлектора с небольшим удельным весом.

Claims

Мембранный параболический сетчатый трансформируемый рефлектор, состоящий из трансформируемого полого торового силового обода рефлектора, представляющего собой изогридную сетчатую тороидальную структуру с эллиптическим или круглым сечением, отражающего полотна, закрепленного на ободе, механизма раскрытия рефлектора, представляющего собой шарнирные соединения, имеющие вращательную степень свободы относительно осей вращения шарнирных узлов и соединяющие соседние сегменты тора, имеющие в своем составе пружины раскрытия рефлектора, замков зачековки рефлектора, электромеханического привода для регулирования скорости раскрытия обода рефлектора, системы натяжения отражающего полотна, отличающийся тем, что трансформируемый обод рефлектора представляет собой сетчатую тороидальную конструкцию.