Космический аппарат нового поколения для дистанционного зондирования Земли

УДК 629.78.5

Космический аппарат нового поколения для дистанционного зондирования Земли

A Next-Generation Space Vehicle for Earth Remote Sensing

Работы по созданию космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) осуществляются целым рядом предприятий ракетно-космической отрасли.

По всем проектным материалам КА ДЗЗ ФГУП «НПО «Техномаш» проводит технологическую экспертизу принимаемых решений по их созданию и промышленному производству. Основные результаты работы, проведенной в этом направлении, обсуждаются ниже.

Несущим элементом конструкции нового аппарата является его силовой каркас. На этапе эскизного проекта конструктивные элементы каркаса предложено выполнять сваркой из алюминиевых сплавов и соединять между собой на болтах.

Согласно заключению ФГУП «НПО «Техномаш» рационально здесь изготавливать стержневые несущие элементы силового каркаса из полимерных композиционных материалов (стекло- и углепластиков) по типу, например, стержневых силовых каркасов крупногабаритных солнечных батарей современных КА АО «ИСС им. М.Ф. Решетнёва» [1], которые успешно производятся на специальном намоточном оборудовании ФГУП «НПО «Техномаш» (рис. 1, 2) [2, 3].

Рис. 1. Специальный намоточный станок ФГУП «НПО «Техномаш» для изготовления из ПКМ длинномерных стержневых конструкций:
  1 - намоточный станок; 2 - шпулярник; 3 - шкаф системы управления; 4 - рабочее место оператора

Рис. 2. Компоновка 3 D специального намоточного станка ФГУП «НПО «Техномаш» для намотки фитингов:
1 - тракт мокрой намотки (МН); 2 - станина; 3 - узел вращения оправки (УВО); 4 - манипулятор; 5 - шпулярник;  6 - шкаф системы управления процессом намотки; 7 - оснастка для намотки

В настоящее время оснастка второй установки (рис. 2) обеспечивает изготовление только плоских деталей разной конфигурации (рис. 3). Однако конструкция станка позволяет выполнять намотку трёхмерных фитингов, для чего достаточно использовать вариант оправки, приведенной на рис. 4, и несколько доработать алгоритмы программного обеспечения системы управления намоткой.

Рис. 3. Типовые формы плоских фитингов:
а) «уголок» треугольного сечения; б) и в) «тройники» треугольного и круглого сечений

Рис. 4. Вариант оправки для намотки трехмерных фитингов

К силовому каркасу КА крепятся боковые панели, на которых размещаются разного рода приборы (рис. 5). В документации эскизного проекта боковые панели представляют собой алюминиевые сотовые конструкции с размещенными в них специальными закладными элементами для крепления на каркасе.

Рис. 5. Боковые панели силового каркаса с установленными на них приборами

Более современной и перспективной стала бы технология аддитивной 3D печати панелей с точной разметкой и оформлением посадочных площадок под установку соответствующих приборов. Изготавливать их панели можно с использованием, например, разработанного во ФГУП «НПО «Техномаш» 3D принтера (рис. 6.) [4, 5], и технологии послойного наплавления.

В качестве рабочих материалов в 3D принтере предусмотрена возможность применять различные полимерные композиционные и другие перспективные конструкционные материалы и изготавливать панельные элементы конструкций габаритами до 3000х3000х100 мм.

Процесс послойного формирования деталей на 3D принтере управляется специальным программным обеспечением, одной из функций которого может быть упоминаемая выше разметка и оформление посадочных мест под установку приборного оборудования с требуемой точностью их позиционирования на панели.

Рис. 6. Опытный образец 3D принтера (ФГУП «НПО «Техномаш»)

Следует отметить, что использование печатных приборных панелей со стабильно точной разметкой посадочных мест под приборы позволит обеспечить требования к массо-центровочным характеристикам соответствующих элементов конструкции КА без дополнительной их балансировки для устранения дисбалансов.

Таким образом, предлагаемые технологические решения позволяют повысить эффективность разработки новых КА ДЗЗ.

Библиографический список

1. Должанский Ю.М., Захаров М.А., Илингина А.В., Кузин А.И., Пушкарёв С.А. Специальное технологическое оборудование для изготовления стекло- и углепластиковых элементов каркасов солнечных батарей космических аппаратов // Вестник «НПО «Техномаш». – 2021. – № 1. – С. 42–47.
2. Информационный паспорт № 260/20 – Намоточный станок для автоматизированного изготовления стекло- и угле-пластиковых профилей для каркасов солнечных батарей космических аппаратов // ФГУП «НПО «Техномаш», 2020. – ТМБД.П-1.226.
3. Информационный паспорт № 251/20 – Специальное технологическое оборудование для намотки фитингов для каркасов солнечных батарей космических аппаратов // ФГУП «НПО «Техномаш», 2020. – ТМБД.П-1.220.
4. Патент на полезную модель РФ № 173739 РФ, (51) МПК В41F 17/00 (2006.01) 3D принтер / Панов Д.В., Тельнов О.В., Астахов Ю.П. и др. (Россия); заявитель и патентообладатель ФГУП «НПО «Техномаш». № 2017117299; от 18.05.2017; опубл. 07.09.2017. Бюл. № 25.
5. Информационный паспорт № 246/18 – 3D-принтер для аддитивного производства крупногабаритных композитных конструкций методом послойного наплавления // ФГУП «НПО «Техномаш», 2018. – ТМБД. П-1.1.191.

Должанский Юрий Михайлович – докт. техн. наук, главный научный сотрудник ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8 (495) 689-97-04, доб. 24-27. E-mail: Dolzhansky.Yu@tmnpo.ru / Dolzhanskii Iurii Mikhailovich – Doktor Nauk in Engineering, Principal Research Officer of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8 (495) 689-97-04, ext. 24-27. E-mail: Dolzhansky.Yu@tmnpo.ru

Жарков Денис Евгеньевич – ведущий специалист ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8 (495) 689-97-04, доб. 24-27. E-mail: D.Zharkov@tmnpo.ru / Zharkov Denis Evgenevich – Leading Specialist of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8 (495) 689-97-04, ext. 24-27. E-mail: D.Zharkov@tmnpo.ru

Захаров Михаил Александрович – начальник отдела ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел. 8 (495) 689-96-38 доб. 97-17. E-mail: I.Zakharov@tm.fsa / Zakharov Mikhail Aleksandrovich – Department Head of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8 (495) 689-96-38 ext. 97-17. E-mail: I.Zakharov@tm.fsa

Илингина Алла Валерьевна – директор центра ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8 (495) 689-96-90. E-mail: a.ilingina@tmnpo.ru / Ilingina Alla Valerevna – Center Director of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8 (495) 689-96-90. E-mail: a.ilingina@tmnpo.ru

Кузин Анатолий Иванович – докт. техн. наук, первый заместитель генерального директора ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.8 (495) 689-47-33, доб. 25-25. E-mail: A.Kuzin@tmnpo.ru / Kuzin Anatolii Ivanovich – Doktor Nauk in Engineering, First Deputy CEO of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8 (495) 689-47-33 ext. 25-25. E-mail: A.Kuzin@tmnpo.ru

Петров Михаил Сергеевич – начальник отдела ФГУП «НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8 (495) 689-96-17, доб. 26-21. E-mail: M.Petrov@tm.fsa / Petrov Mikhail Sergeevich – Department Head of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev. Tel.: 8 (495) 689-96-17, ext. 26-21. E-mail: M.Petrov@tm.fsa

Пушкарев Сергей Алексеевич – начальник отделения ФГУП НПО «Техномаш» им. С.А. Афанасьева. Тел.: 8 (495) 689-96-66, доб. 96-66. E-mail: S.Pushkarev@tmnpo.ru / Pushkarev Sergei Alekseevich – Division Head of FSUE «NPO «Technomac» named after S.A. Afanasev.  Tel.: 8 (495) 689-96-66, ext. 96-66. E-mail: S.Pushkarev@tmnpo.ru