УДК 629.78
А. В. К р ы л о в, С. А. Ч у р и л и н
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСКРЫТИЯ СОЛНЕЧНЫХ
БАТАРЕЙ РАЗЛИЧНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ
Проведено моделирование процесса раскрытия крупногабаритных
космических конструкций с применением современных програм-
мных комплексов на примере трех кинематических схем раскрытия
солнечных батарей. Дан общий подход к построению моделей та-
ких конструкций.
E-mail:
Ключевые слова
:
солнечные батареи, трансформируемые космические
конструкции, моделирование динамики раскрытия, кинематическая схе-
ма раскрытия.
Современные космические аппараты (КА), как правило, имеют основ-
ной блок, к которому крепятся развертываемые в рабочее положение вынос-
ные элементы: антенны различного назначения, панели солнечных батарей
(СБ), штанги с датчиками и другие элементы систем КА. Раскрытие таких
трансформируемых космических конструкций из транспортного положения
на орбите Земли является важным этапом их эксплуатации. От правильности
протекания этого процесса зависит возможность дальнейшего использования
изделия.
Кинематическая схема раскрытия трансформируемой конструкции долж-
на обеспечивать надежное развертывание и фиксацию ее узлов в заданном по-
ложении и гарантировать выполнение предъявляемых требований по надеж-
ности, прочности и точности взаимного расположения элементов конструк-
ции. Оценить правильность принятых технических решений и параметров
систем раскрытия на стадии проектирования КА позволяет математическое
моделирование этапов функционирования рассматриваемого изделия. Моде-
лирование развертывания трансформируемых конструкций дает возможность
рассмотреть различные схемы раскрытия и выявить их преимущества и не-
достатки. Для этого построенная модель должна обеспечивать эффективное
выполнение проектировочных расчетов конструкций и анализ различных ва-
риантов их укладки и раскрытия из компактного транспортного положения в
рабочее.
В общем случае число этапов приведения в рабочее положение штанг,
антенн, панелей солнечных батарей может быть достаточно большим, а дви-
жение выносных элементов на каждом этапе — не обязательно только вра-
щательным или поступательным. Для численного анализа раскрытия транс-
формируемых конструкций целесообразно использовать возможности совре-
менных пакетов моделирования динамики механических систем, таких как
“EULER” и MD.Adams.
Было рассмотрено три кинематических схемы раскрытия солнечных ба-
тарей (рис. 1): конфигурация топологического дерева с системой тросовой
синхронизации (
а
), конфигурация топологического дерева с дополнительны-
ми боковыми панелями (
б
) и Н-образная схема раскрытия солнечных бата-
рей (
в
).
Схема солнечных батарей, имеющих конфигурацию топологического де-
рева с системой тросовой синхронизации, показана на рис. 2. Основными
конструктивными элементами пакета СБ являются: четыре плоские панели
106 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1
