RU179275U1

RU179275U1 - TRANSFORMABLE REFLECTOR OF SPACE COMMUNICATION SYSTEMS

Info

Publication number: RU179275U1
Application number: RU2017145170U
Authority: RU
Inventors: Максим Андреевич Титов; Антон Юрьевич Власов; Кирилл Арнольдович Пасечник; Ренат Флюсович Масалимов; Иван Владимирович Обверткин
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-05-07

Abstract

Полезная модель относится к области антенной, в частности к трансформируемым антенным рефлекторам. Трансформируемый рефлектор космических систем связи содержит упругую тонкую отражающую оболочку 1 на основе слоистого углепластика, радиальные ребра жесткости 2, элемент жесткости 3 с памятью формы в виде полоски, соединенный с отражающей оболочкой 1. Отражающая оболочка 1 состоит из сегментов 4. На тыльной поверхности каждого из сегментов 4 расположен элемент жесткости 3 с памятью формы в виде дуги в поперечном сечении. По краям сегментов 4 в радиальном направлении выполнены кронштейны 6, соединенные с ребрами жесткости 2 через пазы 7 шпилечного соединения. Ребра жесткости 2 соединены с механизмом раскрытия 5. Технический результат заключается в повышении рабочих характеристик рефлектора и в возможности использования его для приема-передачи сигналов в высокочастотных диапазонах длин волн. 4 ил.The utility model relates to the field of the antenna, in particular to transformable antenna reflectors. The transformable reflector of space communication systems contains an elastic thin reflective shell 1 based on layered carbon fiber, radial stiffeners 2, a stiffener 3 with a strip shape memory connected to the reflective shell 1. The reflective shell 1 consists of segments 4. On the back surface of each segments 4 is a stiffener 3 with a shape memory in the form of an arc in cross section. At the edges of the segments 4 in the radial direction, brackets 6 are made, connected to stiffeners 2 through grooves 7 of the hairpin connection. The stiffening ribs 2 are connected to the disclosure mechanism 5. The technical result consists in increasing the performance of the reflector and in the possibility of using it for receiving and transmitting signals in the high-frequency wavelength ranges. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области радиотехники, в частности, к зеркальным антеннам со складным рефлектором зонтичного типа и может быть использована при проектировании и изготовлении трансформируемых антенных рефлекторов космических систем связи.The utility model relates to the field of radio engineering, in particular, to mirror antennas with a folding reflector of an umbrella type and can be used in the design and manufacture of transformable antenna reflectors of space communication systems.

Известна конструкция (патент РФ №2503102, H01Q 15/16, 2011) трансформируемой зонтичной антенны космического аппарата, в состав которой входит рефлектор, содержащий жесткие несущие ребра, расположенные радиально относительной центральной ступицы и шарнирно соединенные с ней, радиоотражающую поверхность образованную сетеполотном, вспомогательные ребра, натяжные нити и контурные шнуры, а так же механизм раскрытия.A known design (patent of the Russian Federation No. 2503102, H01Q 15/16, 2011) of a transformable umbrella antenna of a spacecraft, which includes a reflector containing rigid support ribs located radially relative to the central hub and articulated to it, a radio-reflective surface formed by a net-hollow, auxiliary ribs , tension threads and contour cords, as well as a disclosure mechanism.

Существенным недостатком вышеописанной конструкции является сложность работы с сетеполотном, выраженное, в том числе, в наличии дополнительных конструктивных элементов, таких как вспомогательные ребра жесткости и натяжные нити, направленных на получение требуемой рабочей формы радиоотражающей поверхности.A significant drawback of the above construction is the difficulty of working with a net-blade, expressed, inter alia, in the presence of additional structural elements, such as auxiliary stiffeners and tension threads, aimed at obtaining the desired working form of the radio-reflective surface.

Наиболее близкой к заявленному техническому решению является конструкция (патент США №7710348 В2) трансформируемого антенного рефлектора, содержащая упругую отражающую оболочку, выполненную из тонкого ламината на основе углепластика, элемент жесткости с памятью формы в виде полоски, соединенный с отражающей оболочкой и радиальные ребра жесткости.Closest to the claimed technical solution is the design (US patent No. 7710348 B2) of a transformable antenna reflector containing an elastic reflective shell made of a thin laminate based on carbon fiber, a stiffener with a shape memory in the form of a strip connected to the reflective shell and radial stiffeners.

Недостатком данного технического решения является большое отклонение формы профиля отражающей поверхности рефлектора в рабочем положении от теоретической формы, выражаемое через среднеквадратическое отклонение, в связи с чем, работа антенных рефлекторов описанной конфигурации ограничивается приемом и передачей радиосигналов Ka-диапазона.The disadvantage of this technical solution is the large deviation of the profile shape of the reflecting surface of the reflector in the working position from the theoretical form, expressed through the standard deviation, and therefore, the operation of the antenna reflectors of the described configuration is limited to the reception and transmission of Ka-band radio signals.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является создание конструкции трансформируемого рефлектора космических систем связи, позволяющей уменьшить отклонение формы профиля отражающей поверхности рефлектора в рабочем положении от теоретической формы, тем самым улучшая радиотехнические характеристики рефлектора, в частности расширяя частотный диапазон использования для приема-передачи сигналов высокой частоты.The task to which the claimed technical solution is directed is to create a design of a transformable reflector of space communication systems that allows to reduce the deviation of the profile shape of the reflecting surface of the reflector in the working position from the theoretical form, thereby improving the radio technical characteristics of the reflector, in particular expanding the frequency range of use for reception and transmission high frequency signals.

Данная задача решается за счет того, что трансформируемый рефлектор космических систем связи содержит упругую тонкую отражающую оболочку на основе слоистого углепластика, поделенную на сегменты. Каждый сегмент с тыльной стороны на каждом из его краев в радиальном направлении имеет кронштейн крепления сегмента для соединения сегментов с радиальными ребрами жесткости. Кронштейн крепится к сегменту, например, клеевым способом, а соединение сегмента с радиальным ребром жесткости осуществляется посредством шпильки. Для возможности регулировки формы сегмента по вертикали и горизонтали в шпилечном соединении предусмотрены пазы. На тыльной поверхности каждого сегмента расположен элемент жесткости с памятью формы представляющий собой дугу в поперечном сечении. Соединение элемента жесткости и сегмента осуществляется, например, клеевым способом.This problem is solved due to the fact that the transformable reflector of space communication systems contains an elastic thin reflective shell based on laminated carbon fiber reinforced plastic divided into segments. Each segment on the back side at each of its edges in the radial direction has a segment mounting bracket for connecting the segments to radial stiffeners. The bracket is attached to the segment, for example, by gluing, and the segment is connected to the radial stiffener by means of a stud. To be able to adjust the shape of the segment vertically and horizontally, grooves are provided in the hairpin connection. On the back surface of each segment there is a stiffener with shape memory representing an arc in cross section. The connection of the stiffener and the segment is carried out, for example, by an adhesive method.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является уменьшение отклонения формы профиля отражающей поверхности рефлектора в рабочем положении от теоретической формы.The technical result provided by the given set of features is to reduce the deviation of the profile shape of the reflective surface of the reflector in the working position from the theoretical form.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:The essence of the utility model is illustrated by drawings, which depict:

Фиг. 1 Общий вид конструкции трансформируемого рефлектора космических систем связи.FIG. 1 General view of the design of the transformable reflector of space communication systems.

Фиг. 2 Вид снизу конструкции трансформируемого рефлектора космических систем связи.FIG. 2 Bottom view of the structure of the transformable reflector of space communication systems.

Фиг.3 Элемент жесткости с памятью формы.Figure 3 A stiffener with shape memory.

Фиг. 4 Общий вид соединения сегментов с радиальным ребром жесткости.FIG. 4 General view of the connection of segments with a radial stiffener.

Трансформируемый рефлектор космических систем связи, содержит упругую тонкую отражающую оболочку 1 (фиг. 1) на основе слоистого углепластика, радиальные ребра жесткости 2, элемент жесткости 3 (фиг. 2) с памятью формы в виде полоски, соединенный с отражающей оболочкой 1. При этом отражающая оболочка 1 состоит из сегментов 4. На тыльной поверхности каждого из сегментов 4 расположен элемент жесткости 3 с памятью формы в виде дуги в поперечном сечении, а по краям сегментов 4 в радиальном направлении выполнены кронштейны 6, соединенные с ребрами жесткости 2 через пазы 7 (фиг. 4) шпилечного соединения, а ребра жесткости 2 соединены с механизмом раскрытия 5.Transformable reflector of space communication systems, contains an elastic thin reflective shell 1 (Fig. 1) based on laminated carbon fiber, radial stiffeners 2, stiffener 3 (Fig. 2) with a shape memory in the form of a strip connected to the reflective shell 1. In this case the reflecting shell 1 consists of segments 4. On the back surface of each of the segments 4 there is a stiffener 3 with a shape memory in the form of an arc in cross section, and along the edges of the segments 4 in the radial direction there are brackets 6 connected rigidly to the ribs 2 through grooves 7 (Fig. 4) of the hairpin connection, and stiffeners 2 are connected to the opening mechanism 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Регулируют форму сегментов 4, путем установки положения шпильки в пазах 7, стремясь достичь необходимого минимального отклонения формы сегмента 4 от теоретической формы. Нагревая при помощи, например, пленочных нагревателей (на фиг. не показано) элемент жесткости 3, направленным усилием распрямляют дугообразную форму элемента жесткости 3 за счет размягчения материала. Включают линейный привод (на фиг. не показан) механизма раскрытия 5, переводящий сегменты 4 в транспортировочное положение, соответствующее зачековке радиальных ребер жесткости 2 в замках зачековки (на фиг. не показано) механизма раскрытия 5. По факту срабатывания контактного датчика телеметрии, замки зачековки освобождают радиальные ребра 2 и включается линейный привод, переводящий сегменты 4 в рабочее положение. Одновременно с этим включаются, например, пленочные нагреватели на элементе жесткости 3 и форма элемента жесткости 3 возвращается в исходную, в виде сегмента дуги в поперечном сечении, повышая изгибную жесткость оболочки 1, за счет повышения минимального момента инерции, тем самым, увеличивая точность формы отражающей поверхности.Regulate the shape of the segments 4, by setting the position of the stud in the grooves 7, trying to achieve the required minimum deviation of the shape of the segment 4 from the theoretical shape. By heating, for example, film heaters (not shown in FIG.), The stiffener 3, by directing force straighten the arcuate shape of the stiffener 3 by softening the material. A linear actuator (not shown in FIG.) Is activated of the opening mechanism 5, which translates the segments 4 into the transport position corresponding to the notching of the radial stiffeners 2 in the locking locks (not shown in the FIG.) Of the opening mechanism 5. Upon the actuation of the contact telemetry sensor, the locking locks release the radial ribs 2 and the linear drive is switched on, translating the segments 4 in the working position. At the same time, for example, film heaters on the stiffener 3 are turned on and the shape of the stiffener 3 is returned to its original shape as an arc segment in cross section, increasing the bending stiffness of the shell 1, by increasing the minimum moment of inertia, thereby increasing the accuracy of the reflective shape surface.

Предложенное техническое решение позволяет повысить рабочие характеристики трансформируемого рефлектора, путем уменьшения отклонения формы профиля отражающей оболочки в рабочем положении от теоретической формы, а также использовать его для приема-передачи сигналов высокочастотных диапазонов длин волн.The proposed technical solution improves the performance of the transformed reflector by reducing the deviation of the profile shape of the reflecting shell in the working position from the theoretical shape, and also use it to receive and transmit signals of high-frequency wavelength ranges.

Claims

A transformable reflector of space communication systems containing an elastic thin reflective shell based on layered carbon fiber, radial stiffeners, a stiffener with a shape memory in the form of a strip connected to a reflective shell, characterized in that the reflective shell consists of segments, and on the back surface of each of segments there is a stiffening element with a shape memory in the form of an arc in the cross section, and along the edges of the segments in the radial direction are made brackets connected to the ribs and through the slots hairpin connections, and connected with stiffeners opening mechanism.