О возможности создания крупногабаритных конструкций в условиях открытого космоса
Автор: Поморцева Т.Н., Комар Л.А.
Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Рубрика: Механика
Статья в выпуске: 3 (62), 2023 года.
Бесплатный доступ
В работе дан краткий обзор истории разработок надувных космических конструкций. Дальнейшим развитием должно стать применение отверждающихся в космосе оболочек надувных изделий. Возможность применения такой технологии в рамках использования простых задач рассматривается в статье. На примере толстостенных сферических и цилиндрических оболочек с использованием аналитических решений Ламе показано, что толщина оболочки может быть тонкой. Конструкцию с тонкой оболочкой надувать значительно проще. Не потребуется для этого высокого давления. С использованием классического уравнения теплопроводности определено распределение температуры внутри цилиндрической оболочки. При задании граничных условий учитывался поток лучей, падающих как со стороны Солнца, так и со стороны Земли. Излучение на поверхности цилиндра рассчитывалось по закону Стефана-Больцмана. Установлено, что в оболочке возникает температура, максимальное значение которой находится в пределах от 150 до 200 градусов Цельсия. Для оболочек из препрега требуется использовать высокотемпературную смолу, пригодную для горячего отверждения.
Крупногабаритные космические конструкции, препреги, горячее отверждение
Короткий адрес: https://sciup.org/147246632
IDR: 147246632 | DOI: 10.17072/1993-0550-2023-3-64-75
Список литературы О возможности создания крупногабаритных конструкций в условиях открытого космоса
- Kondyurin A.V. Building the shells of large space stations by the polymerisation of epoxy composites in open space // International Polymer Science and Technology. 1998. Vol. 25, № 4. P. 78-80.
- Xu Y., Fuling G. Structure design and mechanical measurement of inflatable antenna // Acta Astronautica. Elsevier. 2012. Vol. 76. P. 13-25.
- Pestrenin V.M., Pestrenina I.V., Rusakov S.V., Kondyurin A.V. Curing of large prepreg shell in solar synchronous Low Earth Orbit: Precession flight regimes // Acta astronavti-ca. 2018. Vol. 151. P. 342-347. DOI: 10.1016/j.actaastro.2018.06.029.
- Пестренин В.М., Пестренина И.В., Русаков С.В., Гилев В.Г., Бузмакова Г.В. Использование упругих шарниров для упаковки и развертывания оболочечных конструкции // Материалы XXI Междунар. конф. по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2019), Алушта. М.: Изд-во МАИ, 2019. С. 328-330.
- Garishin O.K., Svistkov A.L., Belyaev A.Yu., Gilev V.G. On the Possibility of Using Epoxy Prepregs for Carcass-Inflatable Nanosatellite Antennas // Materials Science Forum. 2018. Vol. 938. P. 156-163.
- Babuscia A., Corbin B., Knapp M., Jensen-Clem R., Loo M.V., Seager S. Inflatable antenna for cubesats: Motivation for development and antenna design // Acta Astronautica. 2013. Vol. 91. P. 322-332. doi:10.1016/j.actaastro.2013.06.005.
- Kondyurin A., Lauke B., Richter E. Polymerization Process of Epoxy Matrix Composites under Simulated Free Space Conditions // High Performance Polymers. 2004. Vol. 16. P.163-175.
- Kondyurin A.V., Lauke B., Vogel R., Nechi-tailo G. Kinetics of photocuring of matrix of composite material under simulated conditions of free space // Plasticheskiemassi. 2007. Vol. 11. P. 50-55.
- Кондюрин А.В., Нечитайло Г. С. Композиционный материал для надувных конструкций, фотополимеризующийся в условиях орбитального космического полета // Космонавтика и ракетостроение. 2009. Т. 3(56). С. 182-190.
- Kondyurin A.V., BilekM. M. M., Kondyurina I.V., Vogel R., de Groh K.K. First Stratospheric Flight of Preimpregnated Uncured Epoxy Matrix // Journal of Spacecraft and Rockets. 2016. Vol. 53. № 6. P. 1019-1027.
- Беляев А.Ю., Свистков А.Л. Моделирование отверждаемых цилиндрических элементов надувной антенны наноспутника // Вестник Пермского университета. Физика. 2017. № 438. С. 5-10. DOI: 10.17072/1994-3598-2017-4-5-10.
- Пестренин В.М., Пестренина И.В., Русаков С.В., Кондюрин А.В. Развертывание крупногабаритных оболочечных конструкций внутренним давлением // Механика композитных материалов. 2015. Т. 51, № 5. С. 889-898.
- Гилев В.Г., Русаков С.В., Пестренин В.М., Пестренина И.В. Оценка жесткости развертываемой внутренним давлением цилиндрической композитной оболочки на начальном этапе полимеризации связующего // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2018. № 1. С. 93-99.
- Demin A.A., Kondyurin A.V., Terpugov V.N. Computer and stratospheric flight simulation of space experiment on curing of epoxy composite // Materials physics and mechanics. 2016. Vol. 26, № 1. P. 73-76. https://mpm.spbstu.ru/article/2016.46.18/.
- Наймушин А.П., Пестренин В.М., Пестренина И.В. Исследование прогрева крупногабаритной оболочечной конструкции на околоземной орбите под действием солнечного излучения // Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. 2013. Вып. 4(23). С. 51-54.
- Свистков А.Л., Елисеева А.Ю., Кондюрин A.В. Математическая модель реакции отверждения ЭД-20 с отвердителем ТЭАТ-1 // Вестник Пермского университета. Физика. 2019. № 1. С. 9-16.
- Водовозов Г.А., Мараховский К.М., Костромина Н.В., Осипчик В.С., Аристов B.М., Кравченко Т.П. Разработка эпокси-каучуковых связующих для создания армированных композиционных материалов // Пластические массы. 2017. № 5-6. С. 9-13.
- Елисеева А.Ю., Свистков А.Л., Кондюрин А.В. Математическая модель реакции горячего отверждения препрега // Вестник Пермского университета. Физика. 2017. № 4(38). С. 19-25. https://doi.org/-10.17072/1994-3598-2017-4-19-25.
- Евлампиева С.Е., Беляев А.Ю., Мальцев М.С., Свистков А.Л. Анализ температурного режима отверждаемых надувных элементов антенн наноспутников // Механика композиционных материалов и конструкций. 2017. Т. 23. С. 459-469.
- Елисеева А.Ю., Комар Л.А., Кондюрин А.В. Вычислительное моделирование отверждения каркаса надувной антенны спутника на околоземной орбите // Вычислительная механика сплошных сред. 2020. Т.13, № 4. С. 414-423. DOI: https://doi.org/10.7242/1999-691/2020.13.4.32.
