Инд. авторы:	Тайгин В.Б., Лопатин А.В.
Заглавие:	Разработка зеркальной антенны космического аппарата с ультралегким высокоточным размеростабильным рефлектором
Библ. ссылка:	Тайгин В.Б., Лопатин А.В. Разработка зеркальной антенны космического аппарата с ультралегким высокоточным размеростабильным рефлектором // Космические аппараты и технологии. - 2019. - Т.3. - № 3. - С.121-131. - ISSN 2618-7957.
Внешние системы:	DOI: 10.26732/2618-7957-2019-3-121-131; РИНЦ: 41224525;
Реферат:	eng: The paper discusses the existing design of mirror antennas used on spacecraft. The requirements are formulated under which the reliable performance of antennas is ensured under operating conditions. Innovative construction of the space high frequency axisymmetric mirror antenna of an ultralight class is presented. Antenna’s body consists of several conjugate carbon fiber shells. Antenna’s design technology which gives an opportunity to create the shell of a reflector with minimal deflection from a full-paraboloid is developed. Using the finite element method, a parametric modal analysis of the antenna is performed. Based on this analysis, geometric parameters were determined that provide optimal mechanical and mass characteristics of the structure. The calculation results were used to create a prototype mirror antenna. It is shown that the created antenna possesses the parameters required for generation of the high-directional electromagnetic emission of Q and V frequency domain. Successful ground experimental perfection of the construction of the antenna is made. It included the stages of mechanical, thermal vacuum, and radio engineering tests. The proposed design can be used to create advanced spacecraft. rus: В статье рассмотрены существующие конструкции зеркальных антенн, применяемые на космических аппаратах. Сформулированы требования, при которых обеспечивается надежная работоспособность антенн в условиях эксплуатации. Предложена оригинальная конструкция космической высокочастотной осесимметричной зеркальной антенны сверхлегкого класса. Корпус антенны состоит из нескольких сопряженных тонких криволинейных углепластиковых оболочек. Разработана технология изготовления антенны, которая позволила создать оболочку рефлектора с минимальными отклонениями от теоретического параболоида вращения. С помощью метода конечных элементов выполнен параметрический модальный анализ антенны. На основе этого анализа были определены геометрические параметры, обеспечивающие оптимальные механические и массовые характеристики конструкции. Результаты расчетов были использованы при создании опытного образца зеркальной антенны. Показано, что созданная антенна обладает техническими характеристиками, необходимыми для генерации остронаправленного электромагнитного излучения в Q и V частотных диапазонах. Выполнена успешная наземная экспериментальная отработка конструкции антенны, которая включала этапы механических, термовакуумных и радиотехнических испытаний. Предложенная конструкция может быть использована при создании перспективных космических аппаратов.
Ключевые слова:	reflector antenna for spacecraft; метод конечных элементов; формообразующая оправка; автоклав; наземная экспериментальная отработка; ground experimental testing; зеркальная антенна космического аппарата; finite element method; forming mandrel; autoclave; углепластик; Cfrp;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.121-131
Цитирование:	1. Nastran MSC. Quick reference guide. USA, MSC Software Corporation, 2011. 2. Вуд П. Анализ и проектирование зеркальных антенн: пер. с англ. М.: Радио и связь, 1984. 208 с. 3. Галимов Г. К. Общая теория зеркальных антенн. Т. 6. М.: ООО «Адвансед Солюшнз», 2017. 704 с. 4. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения: учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосм. ун-т, Красноярск, 2011. 488 с. 5. Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов: учеб. для вузов. М.: Машиностроение, 2003. 272 с. 6. Тестоедов Н. А., Лысенко Е. А., Бернс В. А. Диагностика конструкций космических аппаратов по результатам вибрационных и акустических испытаний: монография, Красноярск: Сибирский государственный аэрокосмический университет, 2016. 203 с. 7. Вашуков Ю. А. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композитных материалов: мультимедийный образовательный модуль. Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2012. 185 с. 8. Imbriale W. A., Gao S., Boccia L. Space Antenna Handbook. John Wiley 9. Macdonald M., Badescu V. The International Handbook of Space Technology. UK, Chichester, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Jointly published with Praxis Publishing, 2014, 731 p. doi: 10.1007/978-3-642-41101-4 10. Афанасьев В. К., Попова М. В., Гладышев С. А., Герцен В. В., Обухов Г. В., Горшенин А. В. Инвары: учеб. пособие / Новокузнецк, СибГИУ, 2006. 126 с. 11. Патент РФ № 2571718. Прецизионный рефлектор и способ его изготовления. Заявка № 2013144366/08 от 02.10.2013 / В. Е. Чичурин, В. Б. Тайгин, А. В. Наговицын, В. В. Болгов, Е. В. Патраев, М. М. Михнев, 2015. Бюл. № 10. 12. Morozov E. V., Lopatin A. V., Taygin V. B. Design, fabrication and testing of composite sandwich integral structure of spacecraft antenna // Composite Structures, 2015, no. 134, pp. 645-653. 13. Morozov E. V., Lopatin A. V., Taygin V. B. Design, analysis, manufacture and testing of composite corrugated horn for the spacecraft antenna system // Composite Structures, 2016, no. 136, pp. 505-512. 14. Chen Z. N., Liu D., Nakano H., Qing X., Zwick Th. Handbook of Antenna Technologies, 2016. 3473 p. 15. Vasiliev V. V., Morozov E. V. Advanced mechanics of composite materials and structural elements. 3rd ed. Kidlington, Oxford, Elsevier, 2013. 818 p.