Поворотный комплекс для проведения вибродинамических испытаний наноспутников

Одним важных видов наземного тестирования малых космических аппаратов являются вибродинамические испытания. Как правило, наноспутники размещаются на рабочем столе вибрационных стендов посредством имитаторов транспортно-пускового контейнера (ИТПК). Представлен результат модернизации имитатора транспортно-пускового контейнера статически закрепляемого на столе вибростенда, а также поворотного комплекса, в который включен модернизированный ИТПК. Для обеих конструкций проведены модельные вибродинамические исследования в САПР SolidWorks. При этом для статически закрепляемого ИТПК максимальное количество резонирующей массы конструкции составило 0,048 % на всем диапазоне заданных частот, деформации близки к нулю, в то время как для модернизированного ИТПК с поворотным устройством резонирующая масса составила 0,27 %, а деформации узлов комплекса — 0,09 мм. Для основания поворотного устройства отдельно исследованы статические деформации: с помощью численного моделирования получено значение 0,057 мм, а при натурных испытаниях — 0,052 мм, что говорит о высоком запасе прочности конструкции. Модернизированный ИТПК с поворотным устройством, закрепляемый на столе вибростенда, имеет бóльшую резонирующую массу и деформации, чем у статически закрепляемого ИТПК, однако значения этих параметров лежат в допустимых пределах по ГОСТ 30630.0.0-99 (п. 6), что позволяет эксплуатировать спроектированный поворотный комплекс при проведении вибродинамических испытаний наноспутников. Использование комплекса дает возможность заменить дорогостоящие вибростенды, создающие вибродинамические нагрузки в двух и более независимых плоскостях, так как его можно использовать на вибростендах, создающих вибрации только в одном направлении.

1. Barulina M. A., Fomin D. V., Golikov A. V. et al. Practical modeling and simulation in small spacecraft engineers training // AIP Conference Proceedings. 2022. Vol. 2647. Р. 020022. https://doi.org/10.1063/5.0104328.

2. Фомин Д. В., Струков Д. О., Герман А. С. Универсальная платформа полезной нагрузки для малых спутников стандарта CubeSat // Изв. вузов. Приборостроение. 2018. Т. 61, № 5. С. 446—449. DOI: 10.17586/0021-3454-2018-61-5-446-449.

3. Левченко А. С. Об уровнях вибрационных воздействий при испытаниях бортовой радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2020. Т. 7, № 4. С. 67—75. DOI: 10.30894/issn2409-0239.2020.7.4.74.82.

4. Козочкин М. П., Порватов А. Н., Сабиров Ф. С. Вибрационный контроль технологических процессов в автоматизированном станочном оборудовании // Метрология. 2013. № 11. С. 27—38.

5. Пат. RU211274U1. Имитатор транспортно-пускового контейнера для поведения вибродинамических испытаний спутников стандарта CubeSat 1U-3U / Д. В. Фомин, А. Е. Голых. Заявл. 2021-12-29, опубл. 2022-05-30.

6. Пат. RU2758161C1. Универсальный имитатор транспортно-пускового контейнера для поведения вибродинамических испытаний спутников стандарта CubeSat / Д. В. Фомин, Д. С. Тарасов. Заявл. 2021-10-26, опубл. 2021-03-22.

7. Пат. SU1556302A1. Способ виброиспытаний изделия / Ю. Г. Карпов, В. В. Байрак. Заявл. 1987-02-17, опубл. 1996-02-27

8. Пат. RU2796176C1. Поворотное устройство имитатора транспортно-пускового контейнера спутника CubeSat 1-3U / Д. В. Фомин, Голых А. Е. Заяв. 2022134380 от 27.12.2022. Опубл.17.05.2023. Бюл. № 14.

9. Фомин Д. В., Барулина М. А., Голиков А. В. и др. Трехмерные неоднородные тепловые поля электронной платы полезной нагрузки „Фотон-Амур 2.0“, разработанной для наноспутников // Вестн. Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2021. Т. 20, № 2. С. 74—82. DOI: 10.18287/2541-7533-2021-20-2-74-82.

10. Иголкин А. А., Сафин А. И., Филипов А. Г. Модальный анализ динамического макета малого космического аппарата // Решетневские чтения. 2018. Т. 1. С. 117—118.

11. Данилин A. Н., Курбатов A. С., Жаворонок С. И. О моделировании колебаний многочастотного гасителя вибрации стокбриджа с учётом гистерезиса энергорассеяния // Intern. Journ. for Computational Civil and Structural Engineering. 2020. Т. 16, № 4. С. 29—37. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2020-16-4-29-37.

12. Ли Р. И., Мироненко А. В. Методика исследования параметров деформации металлополимерных подшипников качения // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. № 9. С. 67—70.

13. Малинин Г. В. Методики расчета ребристых пластин на прочность и устойчивость // Тр. МАИ. 2021. № 121. DOI: 10.34759/trd-2021-121-08.

14. Инкин И. В., Капуткина Л. М., Савельев А. М. и др. Моделирование деформации стального листа в протяжном штампе // Металлы. 2004. № 3. С. 34—45.

15. Бернс В. А., Жуков Е. П., Лакиза П. А., Лысенко Е. А. Исследования достоверности диагностирования трещин по искажениям портретов вынужденных колебаний // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2019. Т. 21, № 2. С. 26—39. DOI 10.17212/1994-6309-2019-21.2-26-39.