Стр. 2 - А.В. Крылов, С.А. Чурилин - Моделирование развертывания многозвенных замкнутых космических конструкций

складной конструкции и геометрическая стабильность в течение до-

статочно длительного срока в условиях эксплуатации. Следует отме-

тить, что раскрытие трансформируемого отражателя возможно экс-

периментально отработать только на Земле в условиях, значитель-

но отличающихся от космических, в то же время наземные испыта-

ния трудоемки. В ходе их проведения не удается в достаточной мере

воспроизвести реальные условия процесса развертывания и подтвер-

дить надежность и работоспособность системы развертывания, отказ

или нештатное функционирование которой практически всегда ведет

к возникновению аварийных ситуаций [3]. Правильность заложенных

в конструкцию технических решений на стадии проектирования из-

делия позволяет оценить математическое моделирование этапов раз-

вертывания конструкции. Такое моделирование дает возможность рас-

смотреть различные схемы раскрытия и выявить их преимущества и

недостатки. Построенная модель должна обеспечивать как эффектив-

ное выполнение расчетов параметров конструкций, так и анализ раз-

личных вариантов их укладки в транспортное состояние и дальнейшее

развертывание в рабочее положение на орбите.

Приведение отражателя в рабочее положение может состоять из

нескольких этапов, для численного анализа которых можно использо-

вать современные пакеты моделирования динамики многокомпонент-

ных механических систем, такие как EULER и Adams. В результате

расчетов с использованием построенных моделей должны быть опре-

делены следующие характеристики: скорость и время развертывания;

формы промежуточных положений; динамические нагрузки на эле-

менты конструкции.

Моделирование развертывания многозвенных замкнутых космиче-

ских конструкций было рассмотрено на примере складного антенного

контура диаметром 5 м и фрагмента космического отражателя диа-

метром 3 м в раскрытом состоянии. Оба объекта представляют со-

бой многозвенные конструкции, состоящие из однотипных элементов

(прямоугольных панелей и трубчатых стержней), связанных упругими

шарнирами, содержащими упоры, обеспечивающими развертывание

отражателей из транспортного положения в рабочее, образование и

поддержание требуемых форм контура или отражающей поверхности.

В качестве фрагмента отражателя использовалась замкнутая кон-

струкция из двух наборов трубчатых стержней, связанных в опреде-

ленном порядке шарнирами, ориентированных вдоль меридианов сфе-

рической поверхности. Меридиональные наборы связаны между со-

бой вдоль экватора сферической поверхности складывающимся стерж-

нем. Окончания меридиональных наборов стержней (меридиональ-

ных ребер) шарнирно соединены с двумя полюсными шарнирами, за-

крепленными на окончаниях телескопической штанги. Развертывание

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012

81