О чувствительности крупногабаритных прецизионных космических конструкций из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов к микродинамическим воздействиям
Опубликовано: 11.03.2020
Авторы: Саяпин С.Н.
Опубликовано в выпуске: #3(99)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-3-1963
Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Порошковая металлургия и композиционные материалы
Рассмотрена проблема чувствительности крупногабаритных прецизионных космических конструкций из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов к внешним и внутренним микродинамическим воздействиям. Эта проблема связана с протяженностью формообразующих элементов таких конструкций, а также со скачкообразным увеличением модуля упругости материала при прохождении порога малых напряжений. Установлено, что при малых нагружениях в условиях орбитального полета расчетные значения модуля упругости крупногабаритных прецизионных космических конструкций из высокомодульных волокнистых полимерных композиционных материалов могут оказаться выше реальных более чем в 20 раз, что необходимо учитывать в расчетах. Показаны возможные пути снижения чувствительности таких космических конструкций к внешним и внутренним микродинамическим воздействиям.
Литература
[1] Саяпин С.Н. Проблема микродинамической чувствительности прецизионных крупногабаритных космических конструкций из высокомодульных ВПКМ. Лесной вестник / Forestry Bulletin, 2019, т. 23, № 4, с. 23–31. DOI: 10.18698/2542-1468-2019-4-23-31
[2] Саяпин С.Н. Анализ и синтез раскрываемых на орбите прецизионных крупногабаритных механизмов и конструкций космических радиотелескопов лепесткового типа: дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2003, 446 с.
[3] Михайлин Ю.А. Волокнистые полимерные композиционные материалы в технике. Санкт-Петербург, Научные основы и технологии, 2013, 720 с.
[4] Mallick P.K. Fiber-reinforced composites: materials, manufacturing, and design. 3rd ed. New York, CRC press, 2007, 617 p.
[5] Космическая обсерватория «Миллиметрон». URL: http://millimetron.ru/ru/ (дата обращения 26.02.2020).
[6] Саяпин С.Н., Артеменко Ю.Н., Мышонкова Н.В. Проблемы прецизионности криогенного космического телескопа обсерватории «Миллиметрон». Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2014, № 2 (53), с. 50–76.
[7] Webb Space Telescope. URL: https://jwst.nasa.gov/content/about/index.html (дата обращения 26.02.2020).
[8] Chaney D. Radius of curvature matching system for a space based segmented telescope. Proceedings 34th Space Symposium, Technical Track. Colorado Springs, Colorado, USA. April 16–19, 2018, pp. 1–12.
[9] Гайдукова А.О., Белянин Н.А. Обзор систем обезвешивания. Решетневские чтения, 2016, т. 1, № 20, с. 93–95.
[10] Samygina E.K., Klem A.I. Numerical Simulation of the Adaptive Control System of the Composite Primary Mirror of a Large-Size Space Telescope. Atmospheric and Oceanic Optics, 2019, vol. 32, no. 5, pp. 590–596.
[11] Моишеев А.А., Шостак С.В. К вопросу создания трансформируемых конструкций космических телескопов. Вестник НПО имени С.А. Лавочкина. 2019, №. 4, с. 36–40.
[12] Preumont A. Vibration Control of Active Structures. An Introduction. 3rd ed., Series “Solid Mechanics and Application”. Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 2011, vol. 179, 432 p.
[13] Tang X.-q., Huang P. The Analysis and Application of Parallel Manipulator for Active Reflector of FAST. In: Parallel Manipulators, towards New Applications. Wu H., ed. Hi-Tech Education and Publishing, 2008, 506 p.
[14] Stewart D. A platform with six degrees of freedom. Proc. Inst. Eng, 1965-66, vol. 180, no. 15, pt. 1, pp. 371–386.
[15] Defendini A., Vaillon L., Trouve F., Rouse Th., Sanctorum B., Griseri G. Technology predevelopment for active control of vibration & very high accuracy pointing systems. Proceedings of 4th ESA International Conference on Spacecraft Guidance, Navigation and Control Systems (Proceedings to appear in spring 2000). Noordwijk, The Netherlands, 18-21 October 1999, 7 p.
[16] Vaillon L., Champetier C., Gullaud V., Alldridge J., Philippe C. Passive and active microvibration control for very high pointing accuracy space system. Proceedings of 3International Conference on Spacecraft Cuidance, Navigation and Control Systems, ESTEC. Noordwijk, The Netherlands, 26–29 November 1996. ESA SP-381 (February 1997), pp. 497–503.
[17] Koski K. Focus Mechanism for Kepler Mission. Proceedings of the 39th Aerospace Mechanisms Symposium. NASA Marshall Space Flight Center. May 7–9, 2008, pp. 359–372.
[18] Саяпин С.Н., Синев А.В., Трубников А.Г. Способ подавления помех от колебаний упругой конструкции космической трансформируемой антенны в процессе эксплуатации и устройство для его осуществления. Пат. № 2161109 Российская Федерация, 2000, бюл. № 36, 20 с.
[19] Саяпин С.Н., Кокушкин В.В. Способ подавления помех от колебаний упругой конструкции космической трансформируемой антенны в процессе эксплуатации и устройство для его осуществления. Пат. № 2323136 Российская Федерация, 2008, бюл. № 12, 17 с.
[20] Sayapin S.N., Artemenko Yu.N. Intelligence System for Active Vibration Isolation and Pointing of Ultrahigh-Precision Large Space Structures in Real Time. In: Smart Electromechanical Systems: The Central Nervous System. Gorodetskiy A.E., ed. Series “Studies in Systems, Decision and Control”, vol. 49, Cham, Switzerland, Springer, 2016, pp. 103–115.
[21] Фролов К.В., Саяпин С.Н., Синев А.В., Галушкин А.И., Якеменко Г.В. Физическая модель пространственной системы активной виброизоляции и наведения. Пат. № 2224295 Российская Федерация, 2004, бюл. № 5, 8 с.