Assessment of spacecraft solar array reliability during ground experimental development test

Бесплатный доступ

The increase of available power and the lifetime up to 15 years for modern telecommunications satellites significantly actualize the challenge of improving large-sized foldable solar arrays (LF SA) reliability. The reliability of any equipment to be implemented onboard of a spacecraft depends mainly on the quality of their ground experimental test development (GTD). To ensure high quality GTD it is important to accept the correct concept of SA reliability validation, taking into account the specifics of the SA design and the real capabilities of the test facilities. The paper describes constituent parts of the concept allowing validating the large-sized foldable solar arrays reliability at the phase of ground experimental test development. There has been obtained the system of differential equations which describes SA deployment using the off-loading system and, as a result, solving of the differential equations system to estimate errors introduced to the SA elements motion dynamics by the test equipment is given. “Yamal-401” spacecraft SA mechanism reliability has been calculated. The stresses impacting SA mechanism elements during deployment under zero gravity, used during calculation and design of “Yamal-401” spacecraft SA have been defined. The developed methodologies of numerical tests have allowed validating the reliability of all large-scale SA structure elements, under all extreme cases, with regard to the available test facilities. This approach allows performing experimental test development of any large-size SA under development for new generation spacecrafts using existing experimental test facilities and equipment. The results of the research have been used by JSC “Information satellite systems named after academician M. F. Reshetnev” at the phase of ground experimental test of large foldable SA structures for “Express-AM5”, “Yamal-401” spacecrafts and other spacecraft types.

Еще

Solar array, a gravity off-loader, differential equations, panel, hinge, ground experimental development test, zero-gravity facility, probability, reliability, spacecraft

Короткий адрес: https://sciup.org/148177660

IDR: 148177660

Список литературы Assessment of spacecraft solar array reliability during ground experimental development test

  • «Экспресс-АМ6»: пополнение орбитальной группировки России//Сибирский спутник/ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». 2014. № 15 (369). С. 1.
  • Второй сибирский «Ямал»//Сибирский спутник/ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». 2014. № 19 (373). С. 3.
  • Пат. на промышленный образец № 92619 Российская Федерация. Аппарат космический/Тестоедов Н. А., Попов В. В., Яковлев А. В., Захаров С. А. и др.; заявитель и патентообладатель АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». Опубл. 30.12.2013.
  • Пат. на промышленный образец № 92570 Российская Федерация. Платформа космическая/Тестоедов Н. А., Попов В. В., Яковлев А. В., Захаров С. А. и др.; заявитель и патентообладатель АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». Опубл. 30.12.2013.
  • Суайнерд Г., Старк Д. Разработка систем космических аппаратов: пер. с англ./под ред. П. Фортескью, М.: Альпина Паблишер, 2015. 765 с.
  • Проектирование надежных спутников связи/В. Г. Афанасьев ; под ред. М. Ф. Решетнева. Томск: МГП «PACKO», 1993. 221 с. Сер. «Космическая связь».
  • Tibert G. Deployable tensegrity structures for space applications: doctoral thesis . Stockholm: Royal Institute of Technology, 2002. URL: http://www.mech.kth.se/thesis/2002/phd/phd_2002_gunnar _tibert.pdf.
  • Тестоедов Н. А. Экспериментальная отработка космических аппаратов на механические воздействия/Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2008. 152 с.
  • Михалкин В. М., Романенко И. В. Анализ применимости системы обезвешивания пассивного типа для крупногабаритного крыла батареи солнечной//Решетневские чтения: материалы XVII Междунар. науч. конф. (12-14 нояб. 2013, г. Красноярск). Красноярск, 2013. С. 88-89.
  • Моделирование процесса раскрытия крупногабаритных трансформируемых механических систем при комплексных проверках функционирования на этапе НЭО/И. В. Романенко //Вестник СибГАУ. 2013. Вып. 6(52). С. 132-137.
  • Ковалев И. В., Кикоть Ю. О. К вопросу повышения точности и надежности системы испытания и имитации невесомости для космических аппаратов//Вестник СибГАУ. 2014. Вып. 2(54). С. 106-109.
  • К расчету раскрытия крупногабаритных трансформируемых космических конструкций/В. Н. Зимин //Решетневские чтения: материалы XVII Междунар. науч. конф. (12-14 нояб. 2013, г. Красноярск). Красноярск, 2013. С. 68-69.
  • Особенности расчета раскрытия крупногабаритных трансформируемых конструкций различных конфигураций/В. Н. Зимин //Наука и образование/МГТУ имени Н. Э. Баумана. 2014. № 10. С. 179-191 DOI: 10.7463/1014.0728802
  • Борзых С. В., Ильясова И. Р. Моделирование и экспериментальная отработка процесса раскрытия крупногабаритных многозвенных солнечных батарей космических аппаратов //Наука и инновации: инженерный журнал. 2012. № 8. URL: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/447.html (дата обращения: 01.09.2014).
  • Уай Б., Фурумото Н., Бенержди Э. К. Моделирование и расчет динамики развертывания панелей солнечных батарей космического аппарата//Аэрокосмическая техника. 1987. № 5. С. 161-169.
  • Щиблев Ю. Н., Ососов Н. С., Борзых С. В. Моделирование динамики раскрытия солнечных батарей//Авиакосмическая техника и технология. 1999. № 1. С. 35-41.
  • Борзых С. В., Бакулин В. Н., Ильясова И. Р. Математическое моделирование процесса раскрытия многозвенных солнечных батарей//Вестник МАИ. 2011. Т. 18, № 3. С. 266-273.
Еще
Статья научная