RU190518U1 - Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор - Google Patents
Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор Download PDFInfo
- Publication number
- RU190518U1 RU190518U1 RU2019106900U RU2019106900U RU190518U1 RU 190518 U1 RU190518 U1 RU 190518U1 RU 2019106900 U RU2019106900 U RU 2019106900U RU 2019106900 U RU2019106900 U RU 2019106900U RU 190518 U1 RU190518 U1 RU 190518U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rim
- reflector
- transformable
- parabolic
- membrane
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области космической техники, в частности к проектированию трансформируемых рефлекторов. Техническим результатом является создание конструкции рефлектора с простым исполнением механического устройства раскрытия и повышенной технологичностью изготовления. Рефлектор содержит трансформируемый полый обод, представляющий собой тор, механизм раскрытия которого состоит из гибких шарниров, в виде вырезов на образующей обода, равномерно расположенных по его длине Радиоотражающая поверхность, закрепленная на ободе посредством клеевого соединения и представляет собой параболическую прямофокусную мембрану. Раскрытие мембраны осуществляется запасенной энергией деформации обода, в то время как обод сдерживается посредством устройства сдерживания, состоящего из троса, расположенного внутри полого обода, обеспечивающего раскрытие обода рефлектора посредством стравливания со шкива электромеханического привода. Технологичность изготовления мембраны и обода обеспечивается за счет осесимметричности рефлектора. 7 ил.
Description
Полезная модель относится к области космической техники, в частности, к проектированию трансформируемых рефлекторов.
Известен патент на параболическую разворачивающуюся антенну (US 2016/0352022 А1), трансформируемая конструкция которой включает в себя сетеполотно, прикрепленное к складным спицам, облучатель и контррефлектор.. Установка контррефлектора выполнена по схеме Кассеграна.
Основными недостатками этого устройства являются наличие транспортировочного контейнера, что увеличивает массу выводимого спутника, развертывание сетеполотна происходит путем раскрытия спиц после их вывода из транспортировочного контейнера, что повышает вероятность зацепления сетеполотна за элементы антенны.
Также известен патент на развертываемый крупногабаритный рефлектор космического аппарата (RU 2382453 С1, МПК H01Q 15/16, B64G 1/22). Рефлектор включает в себя стойки силового кольца, соседние концы которых с обеих сторон торца силового кольца соединены упруго эластичными периферийными силовыми шнурами, расположенный в центральной зоне силового кольца центральный узел, имеющий два фланца, каждый из которых радиальными эластичными шнурами соединен со стойками силового кольца в зоне их торцов, расположенных со стороны раскрытия рефлектора, и присоединенные к радиальным шнурам перекрещивающиеся эластичные шнуры, образующие две сетки с требуемыми ячейками, одна из которых является профилирующей рабочую поверхность, к которой прикреплено сетеполотно, а другая - поддерживающей, при этом обе сетки упруго соединены между собой по противолежащим узловым точкам в местах перекрещивания шнуров параллельными эластичными стяжными нитями, фланец центрального узла, соединенный с поддерживающей сеткой, выполнен подвижным без закручивания относительно продольной оси, проходящей через оба фланца, и механически соединен с устройством подстройки формы радиоотражающей поверхности рефлектора, основание которого расположено на плоскости, проходящей через торцы стоек силового кольца со стороны поддерживающей сетки, и выходные элементы вышеуказанного устройства соединены со спицами, каждая из которых выполнена из заранее определенного одинакового нечетного количества звеньев, жестко зафиксированных в прямолинейном положении пружинами и фиксаторами относительно их осей вращения после развертывания рефлектора в рабочее положение, причем другой конец каждой спицы присоединен и зафиксирован с L-образным концом противостоящей стойки. Сетеполотно изготовлено из шнуров и нитей из размеростабильного (с коэффициентом термического расширения менее 1⋅10-6 1/град) материала, например, из полиимида (из кевлара). Экраны изготовлены из неэлектропроводной пленки.
К недостаткам данного устройства-аналога относятся: высокий вес конструкции для использования на малых спутниках, сложность в обеспечении жесткости спиц и требуемой точности отражающей поверхности, включение в конструкцию электродвигателей основного и резервного, что также увеличивает вес конструкции.
В качестве ближайшего аналога выбран параболический офсетный трансформируемый рефлектор по патенту (RU 183908 U1, МПК H01Q 15/16, B64G 1/22), который принят за прототип полезной модели.
Разворачивающаяся конструкция параболического трансформируемого рефлектора состоит из трансформируемого полого обода рефлектора, который представляет собой круглое сечение, протянутое вдоль профиля, из радиоотражающей параболической поверхности, закрепленной на ободе (представляет собой параболическую офсетную мембрану), механизма раскрытия рефлектора, состоящего из гибких шарниров, представляющих собой сквозные отверстия по ободу рефлектора и электромеханического привода для раскрытия рефлектора. Устройство сдерживания, входящее в состав механизма раскрытия, состоит из троса, расположенного внутри полого обода, и обеспечивает раскрытие рефлектора посредством стравливания со шкива электромеханического привода.
Основными недостатками прототипа являются: ограничения, наложенные на компоновку рефлектора в сложенном положении из-за офсетной формы параболической радиоотражающей поверхности, низкая технологичность изготовления полого трансформируемого обода и офсетной радиоотражающей параболической поверхности.
Техническим результатом разрабатываемой полезной модели является снижение веса, простота и технологичность изготовления параболического прямофокусного трансформируемого рефлектора
Технический результат достигается тем, что разработан параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор, состоящий из трансформируемого обода рефлектора, радиоотражающей параболической поверхности, закрепленной на ободе посредством клеевого соединения, механизма раскрытия обода рефлектора, который состоит из гибких шарниров в виде вырезов на образующей обода, равномерно расположенных по его длине, электромеханического привода для раскрытия обода рефлектора и устройства сдерживания раскрытия, состоящее из троса, расположенного внутри полого обода, обеспечивающее раскрытие обода рефлектора посредством стравливания со шкива электромеханического привода, при этом трансформируемый обод рефлектора выполнен в виде тора, а радиоотражающая поверхность представляет собой параболическую прямофокусную мембрану.
Технический результат достигается благодаря следующему исполнению силовой конструкции рефлектора.
Рефлектор содержит трансформируемый полый обод, представляющий собой тор, механизм раскрытия которого состоит из гибких шарниров, в виде вырезов на образующей обода, равномерно расположенных по его длине Радиоотражающая поверхность, закрепленная на ободе посредством клеевого соединения представляет собой параболическую прямофокусную мембрану. Раскрытие мембраны осуществляется запасенной энергией деформации обода, в то время как обод сдерживается посредством устройства сдерживания, состоящего из троса, расположенного внутри полого обода, обеспечивающего раскрытие обода рефлектора посредством стравливания со шкива электромеханического привода.
Поскольку предложенный рефлектор является осесимметричным, повышается технологичность изготовления полого торообразного обода и радиоотражающей параболической прямофокусной поверхности (мембраны). Во избежание ударных нагрузок и повреждения отражающей части в процессе перевода рефлектора из транспортировочного положения в рабочее используется сдерживающее устройство, представляющее собой трос, расположенный внутри обода и стравливающийся со шкива электромеханического привода (ЭМП) в процессе раскрытия.
Техническая сущность и принцип действия предложенного устройства поясняются чертежами, на которых показаны:
на фиг. 1 - вид сверху на обод рефлектора в рабочем положении;
на фиг. 2 - общий вид рефлектора в рабочем положении;
на фиг. 3 - общий вид части рефлектора с гибким шарниром с приклеенным элементом мембраны;
на фиг. 4 - общий вид обода рефлектора в транспортировочном положении внутри виртуального цилиндрического пространства;
на фиг. 5 - общий вид на элементы обода в сложенном положении с указанием расположения троса сдерживающего устройства;
на фиг. 6 - общий вид на элемент обода, где трос закреплен с одной стороны и выходит на шкив привода с другой стороны;
на фиг. 7 - вид сверху на обод рефлектора в транспортировочном положении внутри виртуального цилиндрического пространства.
На вышеуказанных фигурах изображена конструкция предлагаемого рефлектора с использованием следующих элементов: 1 - радиоотражающая параболическая прямофокусная поверхность (мембрана); 2 - трансформируемый торообразный обод; 3 - гибкий шарнир, сдерживающее устройство, состоящее из троса - 4 (расположен внутри трансформируемого обода, (согласно фиг. 5), обеспечивающего раскрытие рефлектора посредством стравливания со шкива ЭМП 5.
Предложенное устройство конструкции параболического прямофокусного трансформируемого рефлектора, представленное на фигурах, состоит из следующих элементов:
- прямофокусной мембраны радиоотражающей параболической поверхности 1, образованной вырезкой параболоидной формы, элементы которой 3.1 закреплены при помощи клеевого соединения 3.2 вокруг трансформируемого обода (фиг. 3);
- трансформируемого полого торообразного обода рефлектора 2, например, из композитного углепластика, форма которого определяется мембранной поверхностью;
- гибких шарниров в виде вырезов на образующей обода, равномерно расположенных по его длине 3, которые переводят рефлектор из транспортировочного положения в рабочее за счет действия упругих сил;
- сдерживающего устройства, состоящего из троса 4, который расположен внутри обода 2 и в сложенном положении рефлектора при помощи собственного натяжения создает усилие в радиальном направлении для удержания обода рефлектора в сложенном положении и шкива ЭМП 5. Трос 4 действует на элементы обода 2 в точках касания 5.1 и 5.2 (фиг. 5). В точке 6.1 (фиг. 6) трос 4 жестко закреплен на ободе 2. Трос 4 выходит из обода 2 на шкив ЭМП 5, на которую наматывается трос 4 и обеспечивает приемлемую скорость стравливания троса 4 в процессе раскрытия рефлектора.
Описанная выше конструкция параболического прямофокусного трансформируемого рефлектора с гибким шарниром 3 переводится из транспортировочного положения в рабочее следующим образом:
После вывода целевого спутника на орбиту, трос 4 устройства сдерживания начинает стравливаться со шкива ЭМП 5, постепенно уменьшая сдерживающее усилие для обода 2 рефлектора. Гибкие шарниры 3 приводятся в действие, благодаря упругой силе. Мгновенное раскрытие рефлектора с ударными нагрузками блокируется тросом 4. Радиоотражающая параболическая поверхность (мембрана) 1 переводится из транспортного положение в рабочее, благодаря своему закреплению на ободе 2.
Таким образом, простота и технологичность изготовления рефлектора решается путем выполнения полого обода в виде тора и радиоотражающей поверхности в виде параболической прямофокусной мембраны, введения в конструкцию параболического прямофокусного трансформируемого рефлектора механизма раскрытия обода рефлектора, состоящего из гибких шарниров, в виде вырезов на образующей обода, равномерно расположенных по его длине. Тем самым уменьшается вероятность несрабатывания механизма раскрытия (устранение большого количества механических элементов устройства раскрытия рефлектора).
Проблема большого веса рефлектора устраняется за счет использования сверхлегких материалов для трансформируемой конструкции торообразного обода, например, композитного углепластика, в совокупности с отсутствием большого числа механических элементов, а также путем введения трансформируемого обода и параболической прямофокусной мембраны, закрепленной на ободе посредством клеевого соединения.
Техническим результатом полезной модели является создание конструкции рефлектора без ограничений на расположение рефлектора на космическом аппарате, небольшой массой.
Для заявленного параболического прямофокусного трансформируемого рефлектора был изготовлен опытный образец, который подтвердил возможность осуществления предполагаемого технического решения с получением вышеуказанного технического результата.
Claims (1)
- Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор, состоящий из трансформируемого обода рефлектора, радиоотражающей параболической поверхности, закрепленной на ободе посредством клеевого соединения, механизма раскрытия обода рефлектора, который состоит из гибких шарниров в виде вырезов на образующей обода, равномерно расположенных по его длине, электромеханического привода для раскрытия обода рефлектора и устройства сдерживания раскрытия, состоящее из троса, расположенного внутри полого обода, обеспечивающее раскрытие обода рефлектора посредством стравливания со шкива электромеханического привода, отличающийся тем, что трансформируемый обод рефлектора выполнен в виде тора, а радиоотражающая параболическая поверхность представляет собой параболическую прямофокусную мембрану.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106900U RU190518U1 (ru) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106900U RU190518U1 (ru) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU190518U1 true RU190518U1 (ru) | 2019-07-03 |
Family
ID=67216057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019106900U RU190518U1 (ru) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU190518U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201366U1 (ru) * | 2020-02-04 | 2020-12-11 | Александр Витальевич Лопатин | Параболический трансформируемый торовый рефлектор |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5963182A (en) * | 1997-07-07 | 1999-10-05 | Bassily; Samir F. | Edge-supported umbrella reflector with low stowage profile |
US6373449B1 (en) * | 1999-09-21 | 2002-04-16 | The Johns Hopkins University | Hybrid inflatable antenna |
RU2276823C2 (ru) * | 2004-08-19 | 2006-05-20 | Закрытое акционерное общество "Завод экспериментального машиностроения Ракетно-космической корпорации "Энергия" им. С.П. Королева" | Способ изготовления крупногабаритных развертываемых рефлекторов и устройство для формирования криволинейной поверхности рефлектора |
RU2659761C2 (ru) * | 2015-06-17 | 2018-07-03 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Зонтичная антенна космического аппарата |
US10199734B2 (en) * | 2013-07-03 | 2019-02-05 | Intellian Technologies Inc. | Antenna for satellite communication having structure for switching multiple band signals |
-
2019
- 2019-03-11 RU RU2019106900U patent/RU190518U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5963182A (en) * | 1997-07-07 | 1999-10-05 | Bassily; Samir F. | Edge-supported umbrella reflector with low stowage profile |
US6373449B1 (en) * | 1999-09-21 | 2002-04-16 | The Johns Hopkins University | Hybrid inflatable antenna |
RU2276823C2 (ru) * | 2004-08-19 | 2006-05-20 | Закрытое акционерное общество "Завод экспериментального машиностроения Ракетно-космической корпорации "Энергия" им. С.П. Королева" | Способ изготовления крупногабаритных развертываемых рефлекторов и устройство для формирования криволинейной поверхности рефлектора |
US10199734B2 (en) * | 2013-07-03 | 2019-02-05 | Intellian Technologies Inc. | Antenna for satellite communication having structure for switching multiple band signals |
RU2659761C2 (ru) * | 2015-06-17 | 2018-07-03 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Зонтичная антенна космического аппарата |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201366U1 (ru) * | 2020-02-04 | 2020-12-11 | Александр Витальевич Лопатин | Параболический трансформируемый торовый рефлектор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3111508B1 (en) | Mesh reflector with truss structure | |
JP3291481B2 (ja) | 光電池アレイおよび展開可能rf反射器の組合わせ構造 | |
EP0184330B1 (en) | Deployable reflector | |
EP3474381B1 (en) | Expandable antenna | |
US9755318B2 (en) | Mesh reflector with truss structure | |
RU183908U1 (ru) | Параболический трансформируемый рефлектор | |
EP0629314A4 (en) | EASY FOLDABLE AND UNFOLDABLE SUN CELL ARRANGEMENT. | |
US6229501B1 (en) | Reflector and reflector element for antennas for use in outer space and a method for deploying the reflectors | |
US5515067A (en) | Self-supporting shell for use in space | |
RU191053U1 (ru) | Устройство для раскрытия трансформируемого рефлектора зонтичного типа | |
RU190518U1 (ru) | Параболический прямофокусный трансформируемый рефлектор | |
Lin et al. | Shape memory rigidizable inflatable (RI) structures for large space systems applications | |
JP4876941B2 (ja) | 展開型アンテナ | |
CN107658570B (zh) | 一种可展开高精度固面反射面天线 | |
JP2019536394A (ja) | 展開可能な巻付け型リブアセンブリ | |
JP7359370B2 (ja) | アンテナ用展開可能反射器 | |
EA030720B1 (ru) | Зонтичная антенна космического аппарата | |
RU2084994C1 (ru) | Рефлектор развертываемой антенны, его трансформируемый каркас, механизм развертывания и механизм фиксации | |
JP7440182B2 (ja) | アンテナ用展開可能膜構造物および展開可能アンテナ | |
RU201366U1 (ru) | Параболический трансформируемый торовый рефлектор | |
RU2382453C1 (ru) | Развертываемый крупногабаритный рефлектор космического аппарата | |
RU2382452C1 (ru) | Развертываемый крупногабаритный рефлектор космического аппарата | |
RU2350519C1 (ru) | Развертываемый крупногабаритный рефлектор космического аппарата | |
RU207815U1 (ru) | Ободной трансформируемый рефлектор с гибкими элементами | |
Datashvili et al. | Structural solutions of deployable antennas for small satellites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20210121 |