Привод из материала с эффектом памяти формы для трансформируемых космических конструкций
Автор: Зимин В.Н., Крылов А.В., Филиппов В.С., Шахвердов А.О.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 1 т.23, 2022 года.
Бесплатный доступ
Рансформируемые конструкции представляют собой особый класс больших космических систем. Они доставляются на орбиту в плотно упакованном состоянии. При достижении необходимых параметров орбиты осуществляется их раскрытие или трансформация. Форма трансформируемой конструкции жестко фиксируется по завершении процесса трансформации, при этом нагрузки на её составные элементы носят ударный характер. Усложнение конструктивных схем и габаритов современных трансформируемых космических систем вследствие повышения их эксплуатационных функциональных возможностей приводит к необходимости совершенствования их массовых характеристик. Так, к настоящему времени за рубежом и в нашей стране проработано много вариантов трансформируемых конструкций космических антенн, отношение массы зеркал которых к их площадям снизилось до 0,5-1,5 кг/м2. Дальнейшее совершенствование массовых характеристик трансформируемых космических конструкций возможно с использованием материалов с эффектом памяти формы для создания приводов, обеспечивающих управляемое безударное их раскрытие из транспортного состояния в рабочее положение. В предлагаемом силовом приводе с эффектом памяти формы применен активный элемент в виде проволоки, изготовленной из материала никелида титана, нагреваемого в процессе работы путем пропускания через него электрического тока. Экспериментально-теоретические исследования модели привода из материала никелида титана подтвердили принципиальную возможность его использования для развертывания перспективных космических трансформируемых конструкций. В процессе проведения испытаний были определены основные характеристики модели привода, а именно усилие срабатывания, рабочий ход и время срабатывания.
Трансформируемая космическая конструкция, активный элемент, привод, эффект памяти формы, материал никелид титана, экспериментальные исследования
Короткий адрес: https://sciup.org/148324389
IDR: 148324389
Список литературы Привод из материала с эффектом памяти формы для трансформируемых космических конструкций
- Механика больших космических конструкций / Н. В. Баничук, И. И. Карпов, Д. М. Климов и др. М. : Факториал, 1997. 302 с.
- Лопатин А. В., Рутковская М. А. Обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн : ч. 1 // Вестник СибГАУ. 2007. № 2. С. 51-57.
- Лопатин А. В., Рутковская М. А. Обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн : ч. 2 // Вестник СибГАУ. 2007. № 3. С. 78-81.
- Пономарев С. В. Трансформируемые рефлекторы антенн космических аппаратов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2011. № (16). С. 110-119.
- Footdale J. N., Banik, J. System Design Study of a Deployable Reflector Antenna with Flexible Shell Segments // In 3rd AIAA Spacecraft Structures Conference. 2016. P. 0698.
- Prospects of large deployable reflector antennas for a new generation of geostationary Doppler weather radar satellites / E. Im, M. Thomson, H. Fang et al. // In AIAA SPACE 2007 Conference & Exposition. 2007. P. 9917.
- Hasanzade V., Sedighy S. H., Shahravi M. Compact Deployable Umbrella Antenna Design With Optimum Communication Properties // Journal of Spacecraft and Rockets. 2017. No. 54(3). P. 782-788.
- Zheng F. Affordable System Conceptual Structure Design of New Deployable Spaceborne Antenna // In 33rd AIAA International Communications Satellite Systems Conference and Exhibition. 2015. P. 4343.
- Truss mounting in space by shape memory alloys / V. A. Likhachev, A. I. Razov, A. G. Cher-niavsky et al. // In Proceedings of the First International Conference on Shape Memory and Superelas-tic Technologies, California, USA. 1994. P. 245-248.
- Riad A., Ainamany A., Benzohra M. The shape memory alloy actuator controlled by the Sun's radiation // Materials Research Express. 2017. Vol. 4, No. 7. P. 075701.
- Mathematical modeling of the deployment of a large transformable space structure / V. N. Zimin, Z. Zikun, A. V. Krylov, S. A. Churilin // AIP Conference Proceedings. 2019. Vol. 2171. Doi: 10.1063/1.5133168.
- Optimal design of shape memory alloy wire bundle actuators / K. J. De Laurentis, A. Fisch, J. Nikitczuk, C. Mavroidis // In Proceedings 2002 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No. 02CH37292). 2002. Vol. 3. P. 2363-2368.
- Schiedeck F., Hemsel T., Wallaschek J. The use of shape memory alloy wires in actuators // Solid state Phenomena. 2006. Vol. 113. P. 195-198.
- Liang C., Rogers C. A. Design of memory alloy Actuators // Journal of intelligent material systems and structures. 1997. Vol. 8. P. 303-313.
- Методика проектирования силовых приводов из материала с эффектом памяти формы для ракетно-космической техники / В. А. Барвинок, В. И. Богданович, А. А. Грошев и др. // Известия Самарского науч. центра Рос. акад. наук. 2013. Т. 15, № 6. С. 272-277.
- Zimin V. N., Krylov A. V., Shakhverdov A. O. Development of the mathematical model of the force actuator for deployment of large-sized space structures Journal of Physics // Conference Series. 1902. No. 1. P. 012115.
