Разработка концепции раскрытия механической системы радарной антенны космического назначения

Одним из основных требований к крупногабаритным раскрываемым конструкциям является соблюдение требований по обеспечению первой частоты собственных колебаний конструкции. В случае трансформируе- мых конструкций типа солнечных батарей или радарных антенн, когда конструкция представляет собой несколько последовательно соединенных шарнирными узлами панелей, это требование обеспечивается высокой жесткостью конструкции. При низкой первой собственной частоте колебаний (ниже требуемой) возникают нежелательные эффекты в работе системы ориентации и стабилизации космического аппарата на орбите. Другим важнейшим аспектом проектирования космической техники является снижение конечной массы изделия. Наиболее характерной чертой проектирования различных систем космических аппаратов является поиск компромисса между снижением массы изделия и, как следствие, снижением жесткостных и прочност- ных характеристик конструкции. Предложен вариант конструкции трансформируемого механического устройства. Основным элементом данной конструкции является набор трехслойных композиционных панелей, соединенных шарнирами. Ключевой особенностью являются введенные дополнительные элементы (трубы или пластины), которые в сочетании с несущими панелями в рабочем положении образуют в сечении конструкции равносторонний треугольник. Выбор данного типа конструкции обоснован двумя видами анализов: кинематическим анализом раскрытия из транспортировочного положения в рабочее положение и модальным анализом для подтверждения требо- вания по первой собственной частоте колебаний в рабочем положении. Проведен параметрический анализ геометрии конструкции, показаны оптимальные варианты. По результатам анализов были выбраны такие проектные характеристики конструкции, которые удовлетворяют всем критериям проведенных анализов. Для более глубокой оптимизации проектных параметров необходимо провести следующие инженерные анализы, не представленные в рамках данной статьи: анализ надёжности раскрытия механических уст- ройств; механический анализ; анализ температурных деформаций и пр. Данная конструкция может быть применена в качестве силовой основы для фотопреобразователей сол- нечных батарей, антенных решеток радарных антенн, зеркал кластерных орбитальных систем. Возможно развертывание солнечного паруса большой площади с использованием данной схемы раскрытия конструкции.