Актуальные проблемы проектирования, производства и испытания…
5
Оболочка рефлектора имела диаметр апертуры 1 м, строительную
высоту — 50 мм, толщину стенки — 1 мм и была образована четырьмя
монослоями углепластика с углами укладки 0/+45/− 45/90º. Каждое
из 12 подкрепляющих ребер имело толщину 2 мм. Как видно из рис. 2,
перепад температуры между освещенными и затененными участками
поверхности рефлектора может составлять более 100 K и вызывать тер-
мические напряжения и деформации. Анализ жесткостных характери-
стик рефлектора (рис. 3) показал, что данная конструкция уступает по
геометрической стабильности изогридной и радиально-кольцевой кон-
струкции и имеет менее высокие, чем у них, частоты собственных ко-
лебаний. Результаты таких расчетов используются специалистами ка-
федры СМ-13 и сотрудниками НОЦ «Новые материалы, композиты
и нанотехнологии» при выборе конструктивно-технологических схем.
В России, США и странах Европы ведутся работы по созданию
крупногабаритных развертываемых в космосе зеркальных антенн с сет-
чатыми рефлекторами [6]. В частности, ОАО «ИСС им. М.Ф. Решетнева»
устанавливает сетчатые рефлекторы зонтичного типа на геостационар-
ных спутниках-ретрансляторах серии «Луч-5» [7], а компания Harris
(США) — на спутниках TDRS, AСeS, SDARS [8]. Наиболее крупные
рефлекторы мембранно-вантового типа разработаны фирмой AstroMesh
(США) для спутников Thuraya-3, MBCO, Inmarsat, GlobalStar [9].
Например, спутник «Луч-5Б» имеет две зеркальные антенны с сетча-
тыми рефлекторами диаметром 4,2 м, которые он может наводить
на движущиеся по низким орбитам КА, захватывать и сопровождать их
по трассе полета. Одна из упомянутых антенн работает в
Ku
-диапазоне,
а другая —
S
-диапазоне.
Погонная плотность поверхности сетчатых рефлекторов лежит на
уровне 1 кг/м
2
. Высокая массово-геометрическая эффективность до-
стигнута благодаря использованию в силовой конструкции тонкостен-
ных стержневых и пластинчатых элементов из углепластиков в сочета-
нии с металлическими сетеполотнами, сотканными из молибденовой,
вольфрамовой или нихромовой проволоки диаметром 15…50 мкм с зо-
лотым покрытием и тросами из органических волокон [10].
Оригинальный проект крупногабаритной развертываемой антенны
с сетчатым рефлектором разработан ЗАО «НПО «ЭГС» [11]. Особен-
ности конструкции состоят в применении кольцевого развертываемого
пантографа, образованного из полых углепластиковых стержней в со-
четании с плоскими ребрами из сетчатого углепластика. Отражающая
поверхность выполнена из трикотажного сетеполотна тройного сложе-
ния из позолоченной вольфрамовой проволоки диаметром 15 мкм.
При математическом моделировании температурного состояния дан-
ного рефлектора основные трудности у специалистов кафедры СМ‑13
