RU2563198C2

RU2563198C2 - Method of making reflector

Info

Publication number: RU2563198C2
Application number: RU2013155354/08A
Authority: RU
Inventors: Виталий Евгеньевич Чичурин; Алексей Васильевич Наговицин; Евгений Валерьевич Патраев; Василий Евгеньевич Данилов; Михаил Михайлович Михнев
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2013-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-09-20
Also published as: RU2013155354A

Abstract

FIELD: physics, radio.

SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and is intended to make precision reflectors from polymer composite materials for spacecraft antennae. The reflector is structurally made in the form of an assembled unit, which consists of a reflecting mirror coating, a rear coating, mesh filler placed between the mirror and rear coatings through an adhesive layer on the surface of an arbour, wherein the method includes preparing the surface of the arbour, opening fibre filler workpieces for applying the coatings along the base of the material, heating and thermally stabilising the surface of the arbour, applying the mirror coating layer by layer on the surface of the heated arbour at given orientation angles in a strictly defined manner, while alternating the layers with each other, applying an adhesive layer, placing the mesh filler according to a given scheme, applying an adhesive layer on the surface of the mesh filler, applying the rear coating layer by layer on the surface of the adhesive layer at given orientation angles in a strictly defined manner, while alternating the layers with each other, in a mirror fashion, relative to the mirror coating, placing a vacuum bag, guiding the arbour with the mounted reflector, cooling the reflector with the arbour, removing the vacuum bag and removing the reflector from the arbour.

EFFECT: improved radio properties and precision of the working surface of the reflector.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно способам изготовления прецизионных рефлекторов из полимерных композиционных материалов для антенн космических аппаратов.The invention relates to radio engineering, and in particular to methods for manufacturing precision reflectors from polymer composite materials for spacecraft antennas.

Известен способ изготовления многослойного рефлектора из полимерных композиционных материалов (патент RU 2168820), включающий раздельное термоформование тыльной и отражающей обшивки на промежуточных оправках, с последующим соединением обшивок через клеевой слой и заполнитель.A known method of manufacturing a multilayer reflector from polymer composite materials (patent RU 2168820), including separate thermoforming of the back and reflective sheathing on intermediate mandrels, followed by connecting the sheathing through the adhesive layer and filler.

Недостатком способа является раздельное термоформовании обшивок и использование нескольких приспособлений, вследствие чего рефлектор может обладать пониженной точностью рабочей поверхности.The disadvantage of this method is the separate thermoforming of the skin and the use of several devices, as a result of which the reflector may have reduced accuracy of the working surface.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления рефлектора (патент RU 2070355), выполненного из обшивок, между которыми размещен заполнитель. Отражающая поверхность выполнена из уложенных внахлест отражающих элементов в форме криволинейных или правильных многоугольников. Описанный способ принят за прототип изобретения.Closest to the claimed method is a method of manufacturing a reflector (patent RU 2070355) made of skins, between which a filler is placed. The reflective surface is made of overlapping reflective elements in the form of curved or regular polygons. The described method is adopted as a prototype of the invention.

Недостатками данного способа является выкладка обшивок волокнистого наполнителя многоугольниками внахлест, а именно большое количество нахлестов с неконтролируемыми свойствами, невозможность повторения схемы выкладки для тыльной обшивки, трудность многократного воспроизведения, сложность выкладки материала и прогнозирования результата изготовления, повышенная масса конструкции.The disadvantages of this method are the layout of the lining of the fibrous filler with overlapping polygons, namely a large number of overlaps with uncontrolled properties, the inability to repeat the layout of the layout for the back lining, the difficulty of multiple reproduction, the complexity of laying out the material and predicting the manufacturing result, the increased mass of the structure.

Задачей настоящего изобретения является изготовление рефлектора, обладающего высокими радиотехническими свойствами, высокой точностью рабочей поверхности и технологичностью его изготовления.The present invention is the manufacture of a reflector with high radio-technical properties, high accuracy of the working surface and manufacturability of its manufacture.

Поставленная задача достигается изготовлением рабочей обшивки на оправке, выполненной из волокнистого наполнителя, слои обшивок расположены симметрично относительно сотового заполнителя, волокнистый наполнитель пропитан термоплавким связующем, выкладывается однонаправленными лентами встык на поверхность оправки, оправка подогревается на всем протяжении выкладки рефлектора.The task is achieved by manufacturing a working casing on a mandrel made of fibrous filler, the layers of casing are symmetrically relative to the honeycomb filler, the fibrous filler is impregnated with a hot-melt binder, laid out with unidirectional ribbons end-to-end on the surface of the mandrel, the mandrel is heated throughout the entire reflector layout.

Заявляемое изобретение поясняется эскизом, где на фиг.1 показан рефлектор в сборе на поверхности оправки.The invention is illustrated by a sketch, where figure 1 shows the reflector assembly on the surface of the mandrel.

Заявляемый рефлектор конструктивно выполнен в виде сборочной единицы, состоящей из отражающей зеркальной обшивки 1, тыльной обшивки 3, сотового заполнителя 2, установленного между зеркальной и тыльной обшивок через клеевой слой 4, на поверхности оправки 5.The inventive reflector is structurally made in the form of an assembly unit consisting of reflective mirror skin 1, rear skin 3, honeycomb 2 installed between the mirror and rear skin through an adhesive layer 4, on the surface of the mandrel 5.

Рефлектор предназначен для отражения высокочастотной энергии от облучателя и формирования узконаправленного луча с требуемой диаграммой направленности.The reflector is designed to reflect high-frequency energy from the irradiator and the formation of a narrow beam with the desired radiation pattern.

Способ изготовления осуществляют следующим образом.The manufacturing method is as follows.

1. Подготавливают поверхности оправки 5 (фиг.1): очищают, обезжиривают и наносят разделительную смазку.1. Prepare the surface of the mandrel 5 (figure 1): clean, degrease and apply a release agent.

2. Выполняют раскрой по программе на режущем станке заготовок лент с продольным расположением волокнистого наполнителя для выкладки зеркальных обшивок 1 вдоль основы материала, причем кривизна заготовки зависит от геометрических характеристик рефлектора.2. Carry out the program according to the program on the cutting machine for blanks of tapes with a longitudinal arrangement of fibrous filler for laying mirror cladding 1 along the base of the material, and the curvature of the blank depends on the geometric characteristics of the reflector.

3. Проводят подогрев и термостабилизацию поверхности оправки 5. Температура оправки 5 зависит от температуры размягчения термоплавкого связующего, которым пропитывают волокнистый наполнитель для выкладки зеркальных обшивок 1.3. Carry out heating and thermal stabilization of the surface of the mandrel 5. The temperature of the mandrel 5 depends on the softening temperature of the hot-melt binder, which is impregnated with a fibrous filler for laying mirrored casing 1.

4. Производят послойную выкладку заготовок волокнистого наполнителя зеркальной обшивки 1 на поверхность подогретой оправки 5 по заданным углам ориентации, строго определенным образом, чередуя слои относительно друг друга.4. Layer-by-layer laying out of the blanks of the fibrous filler of the mirror sheathing 1 on the surface of the heated mandrel 5 at predetermined orientation angles, in a strictly defined manner, alternating layers relative to each other.

5. Выкладывают клеевой слой 4 на поверхность волокнистого наполнителя зеркальной обшивки 1.5. Spread the adhesive layer 4 on the surface of the fibrous filler mirror sheathing 1.

6. Устанавливают сотовый заполнитель 2 по заданной схеме, с учетом направления растяжки сотового заполнителя 2.6. Install honeycomb 2 according to a given pattern, taking into account the direction of stretching honeycomb 2.

7. Выкладывают клеевой слой 4 на поверхность сотового заполнителя 2.7. Spread the adhesive layer 4 on the surface of the honeycomb core 2.

8. Производят послойную выкладку заготовок волокнистого наполнителя тыльной обшивки 3 на поверхность клеевого слоя 4 по заданным углам ориентации, строго определенным образом, чередуя слои относительно друг друга, зеркально, относительно зеркальной обшивки 1.8. Layer-by-layer laying out of blanks of the fibrous filler of the back casing 3 on the surface of the adhesive layer 4 at predetermined orientation angles, in a strictly defined way, alternating layers relative to each other, mirror, relative to the mirror casing 1.

9. Выполняют подготовку вакуумного мешка, включающую:9. Prepare a vacuum bag, including:

- раскрой и установку антиадгезионной пленки,- cutting and installation of release film,

- раскрой и установку дренажного материала,- cutting and installing drainage material,

- раскрой и установку вакуумной пленки,- cutting and installing a vacuum film,

- крепление вакуумного мешка.- fastening of the vacuum bag.

10. Проводят ступенчатый нагрев оправки 5 с выложенным рефлектором до температуры 120°C и выдержку при данной температуре в течение 3 ч при вакуумном давлении от минус 0,8 до минус 0,95 кгс/см².10. A stepwise heating of the mandrel 5 is carried out with the reflector laid out to a temperature of 120 ° C and holding at this temperature for 3 hours at a vacuum pressure of minus 0.8 to minus 0.95 kgf / cm ² .

11. Охлаждают рефлектор с оправкой 5 до температуры 20÷60°C.11. Cool the reflector with mandrel 5 to a temperature of 20 ÷ 60 ° C.

12. Производят демонтаж вакуумного чехла и съем рефлектора с оправки 5.12. Dismantle the vacuum cover and remove the reflector from the mandrel 5.

Положительный эффект достигается изготовлением рефлектора за один технологический цикл на одной прецизионной оправке, что позволяет снизить трудоемкость изготовления сборки, а также повысить точность рабочей поверхности за счет применения прецизионной оправки со значением коэффициента линейного термического расширения, близким к значению применяемого материала наполнителя рабочей обшивки. Выкладка волокнистого наполнителя, пропитанного термоплавким связующим, на подогретую и термостабилизированную прецизионную оправку позволило существенно увеличить качество получаемой зеркальной поверхности рефлектора, изготавливаемого предложенным способом.A positive effect is achieved by manufacturing a reflector in one technological cycle on a single precision mandrel, which reduces the complexity of manufacturing the assembly, as well as improves the accuracy of the work surface by using a precision mandrel with a value of the coefficient of linear thermal expansion close to the value of the applied material of the working skin filler. Laying the fibrous filler, impregnated with a hot-melt binder, on a heated and thermally stabilized precision mandrel, has significantly increased the quality of the resulting reflector surface produced by the proposed method.

Claims

1. A method of manufacturing a reflector, including the manufacture of a working casing on a mandrel made of a fibrous filler, cut in the form of polygons, the layers of casing are symmetrically relative to the honeycomb, characterized in that the working casing, consisting of a mirror and the back casing in the form of a fibrous filler , impregnated with a hot-melt binder, layered with unidirectional ribbons end-to-end on the surface of the mandrel in layers.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mandrel is heated throughout the entire layout of the reflector.