Анализ конструкций мембранных трансформируемых антенн космических аппаратов
Автор: Г. С. Терлецкий, А. О. Зыков, В. Б. Тайгин
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3, 2022 года.
Бесплатный доступ
В работе представлен анализ различных конструкций трансформируемых антенн с мембранным отражателем для космических аппаратов, рассмотрены зависимость точности поверхности от рабочей частоты антенны и требования, накладываемые на отклонения поверхности антенны от параболоида. Представлена классификация мембранных трансформируемых антенн в зависимости от наличия или отсутствия поддерживающих элементов и ребер жесткости. Описаны конструктивные схемы раскрытия мембранных антенн, от классической схемы зонтичного раскрытия до оригинальных схем намотки ребер на центральную ступицу, натяжных поддерживающих элементов, намотки сегментов параболоида на центральную ступицу и складывания поверхности рефлектора методом оригами. Рассмотрена конструкция офсетной мембранной трансформируемой антенны. Рассмотрены современные материалы для изготовления рефлекторов мембранных антенн, такие как полимерные композиционные материалы с триаксиальным плетением угольной ткани с матрицей из силикона, полиамидные и полиимидные пленки с армированием и без армирования. Рассмотрены материалы с памятью формы для раскрытия мембранных антенн. Описаны расчеты конструкций на собственные частоты колебаний и расчеты на изгибы складок. Проведено описание наземной экспериментальной отработки, в частности, на раскрытие различных видов мембранных антенн.
Космический аппарат, антенна, мембранная антенна, трансформируемая конструкция
Короткий адрес: https://sciup.org/14123833
IDR: 14123833 | DOI: 10.26732/j.st.2022.3.01
Список литературы Анализ конструкций мембранных трансформируемых антенн космических аппаратов
- Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие ; Сиб. гос. аэрокосм. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.
- Archer J. S. High-Performance Parabolic Antenna Reflectors // Journal of Spacecraft and Rockets. 1980. vol. 17. issue 1. pp. 22–26.
- Feng C. M., Liu T. S. A bionic approach to mathematical modeling the fold geometry of deployable reflector antennas on satellites // Acta Astronautica. 2014. vol. 103. pp. 36–44. doi: 10.1016/j.actaastro.2014.06.029.
- Космический аппарат «Луч-5В» [Электронный ресурс]. URL: https://www.iss-reshetnev.ru/spacecraft/spacecraft-relay/luch-5v (дата обращения: 04.06.2022).
- Pellegrino S. Deployable Membrane Reflectors // Proc. of the 2nd World Engineering Congress. 2002. vol. 22. 9 p.
- Development of a novel X-band Cassegrain deployable antenna for microsatellite platforms [Электронный ресурс]. URL: https://icubesat.files.wordpress.com/2018/05/b-4-2-201805291233-lawton.pdf (дата обращения: 04.06.2022).
- Datashvili L., Lang M., Baier H., Sixt T. Membranes for large and precision deployable reflectors. Germany : Technical University of Munich, 2005.
- Datashvili L., Baier H. SMART reflectors / Large Space Apertures. USA : Workshop Keck Institute for Space Studies, 2008.
- Amend Ch., Nurnberger M., Oppenheimer P., Koss S., Purdy B. A Novel Approach for a Low-Cost Deployable Antenna // Proc. of the 40th Aerospace Mechanisms Symposium. NASA Kennedy Space Center. 2010.
- ULTEM resin [Электронный ресурс]. URL: https://www.sabic.com/en/products/specialties/ultem-resins/ultemresin (дата обращения: 04.06.2022).
- Taylor R. M. Large Aperture, Solid Surface Deployable Reflector. USA, 2011.
- Footdale J. N., Murphey Th. W. Mechanism Design and Testing of a Self-Deploying Structure Using Flexible Composite Tape Springs // Proc. of the 42nd Aerospace Mechanisms Symposium. NASA Goddard space flight center. 2014.
- Reynolds Wh. D., Murphey Th. W., Banik J. A. Highly Compact Wrapped-Gore Deployable Reflector // Proc. of the 52nd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics & Materials Conference. 2011.
- Dufour L., Datashvili L., Goussetis G., Guinot F. Origami foldable reflector for small satellites // Proc. of the 3rd International Conference «Advanced Lightweight Structures and Reflector Antennas». Georgia, Tbilisi. 2018.
- Furuya H., Inoue Yo., Masuoka T. Deployment Characteristics of Rotationally Skew Fold Membrane for Spinning Solar Sail // Proc. of the 46th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics & Materials Conference. USA, Austin. 2005.
