RU2571718C2

RU2571718C2 - Precision reflector and method of its production

Info

Publication number: RU2571718C2
Application number: RU2013144366/08A
Authority: RU
Inventors: Виталий Евгеньевич Чичурин; Виталий Борисович Тайгин; Алексей Васильевич Наговицин; Владимир Владимирович Болгов; Евгений Валерьевич Патраев; Михаил Михайлович Михнев
Original assignee: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва"
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-12-20
Also published as: RU2013144366A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to production of precision reflectors from fibrous composites for spacecraft antennas. Precision reflector consists of working lining made of polymer composite. Note here that said lining is composed of unidirectional tapes laid line-in-line and provided with facetted stiffness element fitted on lining rear surface by glue and on angle-pieces. Reflector fabrication process comprises making of said working lining on mandrels. Note here that one precision mandrel is used with linear thermal expansion factor approximating to that of lining filler material. Said lining is composed of unidirectional tapes laid line-in-line to make the face lining. Then, facetted stiffness element is fitted on lining rear surface.

EFFECT: higher precision of fabrication of reflector working surface, decreased weight and accelerated fabrication cycle.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике, а именно конструкциям и способам изготовления прецизионных рефлекторов из волокнистых композиционных материалов для антенн космических аппаратов.The invention relates to radio engineering, namely, designs and methods for manufacturing precision reflectors from fiber composite materials for antennas of spacecraft.

Известно устройство - рефлектор (патент RU 2070355), выполненный из обшивок, между которыми размещен заполнитель, отражающая поверхность выполнена из уложенных внахлест отражающих элементов в форме криволинейных или правильных многоугольников. Описанное устройство принято за прототип изобретения.A device is known - 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 device is taken as a prototype of the invention.

Недостатками данного устройства (рефлектора), выполненного выкладкой многоугольниками внахлест, являются невозможность многократного воспроизведения, сложность выкладки материала и прогнозирования результата изготовления.The disadvantages of this device (reflector), performed by laying out overlapping polygons, are the impossibility of multiple reproduction, the complexity of laying out the material and predicting the manufacturing result.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ изготовления многослойного рефлектора из полимерных композиционных материалов, включающий раздельное термоформование тыльной и отражающей обшивки на промежуточных оправках, с последующим соединением обшивок через клеевой слой и заполнитель (патент RU 2168820). Описанный способ принят за прототип изобретения.Closest to the claimed method is a method of manufacturing a multilayer reflector from polymer composite materials, including separate thermoforming of the back and reflective sheathing on intermediate mandrels, followed by connecting the sheathing through the adhesive layer and filler (patent RU 2168820). The described method is adopted as a prototype of the invention.

Недостатком способа является использование нескольких приспособлений при термоформовании, вследствие чего рефлектор может обладать пониженной точностью рабочей поверхности и повышенной массой конструкции, а за счет применения заполнителя и тыльной обшивки увеличивается и усложняется цикл изготовления.The disadvantage of this method is the use of several devices during thermoforming, as a result of which the reflector may have reduced accuracy of the working surface and increased mass of the structure, and due to the use of filler and back casing, the manufacturing cycle is increased and complicated.

Задачей настоящего изобретения является существенное повышение точности рабочей поверхности рефлекторов, снижение массы рефлектора, сокращение цикла изготовления.The objective of the present invention is to significantly improve the accuracy of the working surface of the reflectors, reducing the mass of the reflector, shortening the manufacturing cycle.

Поставленная задача достигается использованием прецизионного рефлектора, состоящего из рабочей обшивки, выложенной однонаправленными лентами встык. Рабочая обшивка снабжается элементом жесткости, который установлен на ней при помощи клея и уголков. Рабочую обшивку изготавливают на одной прецизионной оправке, а элемент жесткости устанавливают без демонтажа рабочей обшивки.The task is achieved using a precision reflector, consisting of a working casing lined with unidirectional ribbons butt. The working skin is supplied with a stiffener, which is installed on it with glue and corners. The working casing is made on one precision mandrel, and the stiffening element is installed without dismantling the working casing.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами:The claimed invention is illustrated by drawings:

на фиг.1 - рефлектор в сборе;figure 1 - reflector assembly;

на фиг.2 - рефлектор в сборе на приспособлении для изготовления и склеивания.figure 2 - assembled reflector on the device for the manufacture and gluing.

Заявляемый прецизионный рефлектор конструктивно выполнен в виде сборочной единицы, состоящей из отражающей рабочей обшивки 1 (фиг.1, 2) и элемента жесткости 2 (фиг.1), установленного на тыльной поверхности рабочей обшивки на уголках 3 (фиг.1, 2) через клеевой слой 4 (фиг.2), позиционирование элемента жесткости выполняется при помощи приспособления для склеивания 5 (фиг.2) на поверхности прецизионной оправки 6 (фиг.2).The inventive precision reflector is structurally made in the form of an assembly unit consisting of a reflective working skin 1 (Fig. 1, 2) and a stiffener 2 (Fig. 1) mounted on the back surface of the working skin at corners 3 (Fig. 1, 2) through the adhesive layer 4 (figure 2), the positioning of the stiffener is performed using a gluing device 5 (figure 2) on the surface of the precision mandrel 6 (figure 2).

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. Проводят подготовку поверхности прецизионной оправки 6 (фиг.2): очистка, обезжиривание и нанесение разделительной смазки.1. Carry out the preparation of the surface of the precision mandrel 6 (figure 2): cleaning, degreasing and applying a release agent.

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

3. Производят выкладку заготовок волокнистого наполнителя на поверхность прецизионной оправки в виде восьми слоев по заданным углам ориентации, строго определенным образом чередуя слои относительно друг друга.3. The fiber blanks are laid out on the surface of the precision mandrel in the form of eight layers at predetermined orientation angles, in a strictly defined way, alternating the layers relative to each other.

4. Выполняется установка вакуумного чехла на выложенный пакет материалов с фиксацией к поверхности оправки в зоне припуска.4. The vacuum cover is installed on the laid out package of materials with fixation to the surface of the mandrel in the allowance zone.

5. Производится ступенчатый нагрев до температуры 120°C и выдержка ее при данной температуре в течение 3 ч при вакуумном давлении от минус 0,8 до минус 0,95 кгс/см².5. Stepwise heating is carried out to a temperature of 120 ° C and holding it at this temperature for 3 hours at a vacuum pressure of minus 0.8 to minus 0.95 kgf / cm ² .

6. Выполняется охлаждение рефлектора совместно с термокамерой до температуры 20÷60°C.6. The reflector is cooled together with the heat chamber to a temperature of 20 ÷ 60 ° C.

7. Производится демонтаж вакуумного чехла и подготовка поверхности под установку элемента жесткости и уголков.7. The vacuum cover is dismantled and the surface is prepared for the installation of the stiffener and corners.

8. Выполняется установка на тыльную поверхность элемента жесткости 2 (фиг.1) и уголков 3 (фиг.1) на клеевой слой 4 (фиг.2) с выдержкой при температуре цеха не менее 24 часов, позиционирование и прижатие выполняется приспособлением для склеивания 5 (фиг.2).8. Installation is made on the back surface of the stiffening element 2 (Fig. 1) and corners 3 (Fig. 1) on the adhesive layer 4 (Fig. 2) with exposure at a workshop temperature of at least 24 hours, positioning and pressing are carried out by gluing device 5 (figure 2).

9. Выполняется демонтаж сборки (фиг.1) с поверхности прецизионной оправки 6 (фиг.2), контроль отклонений его отражающей поверхности от теоретической.9. The assembly is dismantled (Fig. 1) from the surface of the precision mandrel 6 (Fig. 2), and the deviations of its reflecting surface from the theoretical are checked.

Положительный эффект достигается изготовлением рефлектора за один технологический цикл на одной 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. Использование многогранного элемента жесткости с обшивкой позволило снизить массу изделий, изготавливаемых предложенным способом.A positive effect is achieved by manufacturing a reflector in one technological cycle on a single mandrel, which allows to reduce the complexity of manufacturing the assembly, as well as to improve 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. The use of a multifaceted stiffening element with a casing allowed to reduce the mass of products manufactured by the proposed method.

Claims

1. A precision reflector, consisting of a working casing made of a polymer composite material, characterized in that the working casing is lined with unidirectional tapes butt and provided with a multifaceted stiffener, which is installed on the back surface of the working casing for glue and corners.

2. The precision reflector according to claim 1, characterized in that the stiffener can be made in the form of an ellipse or a circle.

3. A method of manufacturing a precision reflector, including the manufacture of a working skin on mandrels, characterized in that they use one precision mandrel with a value of the coefficient of linear thermal expansion close to the material value of the filler of the working skin, and the working skin is laid with unidirectional ribbons butt and molding of the face skin is made, then establish a multifaceted stiffener on the back surface of the working lining.