RU2084994C1

RU2084994C1 - Reflector of unfolded antenna, its transformed frame, unfolding mechanism and locking member

Info

Publication number: RU2084994C1
Application number: RU94044480A
Authority: RU
Inventors: А.С. Аставин; С.П. Ильичев; В.С. Ковалев; А.П. Кузьмин; А.В. Тараканов
Original assignee: Научно-производственное объединение им.С.А.Лавочкина
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1997-07-20
Also published as: RU94044480A

Abstract

FIELD: antenna devices, in particular, high-precision bend large-size antennas for communication satellites and space ships with radio telescopes. SUBSTANCE: device has frame with rotating beams, which are connected by means of locking members. In addition device has reflecting surface and reflector unfolding mechanism. Ring force cantilever is located at end of bed. Side wall of cantilever has radial slits. Outer surface of said wall has mounting units of rotating beams. Each beam has V-shaped strut which has rods which are rigidly connected to each other at obtuse angle. Free end of one rod is hinged on rotating beam. Free end of another rod carries fixed member. Vertex of strut is hinged on additional rod, which another end is hinged on bed. Unfolding mechanism has pulleys which are connected to rotating beams, triangle levers each of which is hinged on periphery of driving wheel. Pulleys run through slits in cantilever and are connected to driving wheel by means of levers. Locking member has rest, ball-shaped support and spring-loaded fixer, which is designed as sickle wedge which inner side engages back side of support. Rest of locking member is designed as hollow cone frustum which axis is located in plane which is perpendicular to beam rotation axis. EFFECT: possibility to design antenna which diameter is in range of 10-14 m and deviation of reflecting surface from required shape is in range of 2 mm on side petals and 0!6-0!9 in central mirror. 14 cl, 16 dwg

Description

Изобретения относятся к области антенной техники и могут быть использованы в высокоточных складных антеннах большого диаметра с жесткой отражающей поверхностью, применяемых на связных спутниках и астрофизических космических аппаратах, снабженных радиотелескопами. The invention relates to the field of antenna technology and can be used in high-precision folding antennas of large diameter with a hard reflective surface, used on communication satellites and astrophysical spacecraft equipped with radio telescopes.

Известно устройство рефлектора развертываемой антенны по патенту США N 4899167 (НКИ 343-915, МПК H 01 Q 15/20). Рефлектор и его каркас содержат основание, выполненное в форме силового кольца, и силовой каркас боковых лепестков, развертываемый и фиксируемый в раскрытом положении с помощью тяги привода механизма развертывания рефлектора. В конструкцию рефлектора введены силовые стержни, совмещающие в себе функции привода. Как правило, подобное совмещение в одном устройстве двух или нескольких разнородных функций приводит к ухудшению основных показателей устройства. В данном случае вследствие ошибок привода, наличия большого числа шарнирных соединений размеростабильность трансформируемого каркаса невелика. Точность и надежность механизма фиксации, включающего несколько тяг и тросиков, также невелика. В целом рефлектор не обладает достаточной надежностью поддержания высокой точности поверхности в течение длительного космического полета. Known device reflector deployable antenna according to US patent N 4899167 (NKI 343-915, IPC H 01 Q 15/20). The reflector and its frame contain a base, made in the form of a power ring, and a power frame of the side lobes, deployable and fixed in the open position by means of a drive rod of the reflector deployment mechanism. Power rods combining drive functions are introduced into the reflector design. As a rule, such a combination of two or more heterogeneous functions in one device leads to a deterioration in the basic performance of the device. In this case, due to drive errors, the presence of a large number of articulated joints, the dimensional stability of the transformed frame is small. The accuracy and reliability of the locking mechanism, including several rods and cables, is also small. In general, the reflector does not have sufficient reliability to maintain high surface accuracy over a long space flight.

Известен рефлектор развертываемой антенны (см. заявку ФРГ 3621578, МПК H 01 Q 15/20, 1988 г.), включающий отражающую поверхность, состоящую из жестких лепестков, связанных с основанием (центральной частью каркаса), механизм развертывания и фиксации. Недостатком этого технического решения является то, что консольное крепление лепестков на механизме развертывания и фиксации при отсутствии силовых элементов каркаса на лепестках не гарантирует сохранение требуемой точности в рабочем положении рефлектора. Из-за перекоса и смещения лепестков друг относительно друга при развертывании антенны в рабочее положение не гарантируется требуемая точность отражающей поверхности. A known reflector of a deployable antenna (see application FRG 3621578, IPC H 01 Q 15/20, 1988), including a reflective surface consisting of rigid petals connected to the base (the central part of the frame), a deployment and fixing mechanism. The disadvantage of this technical solution is that the console mounting of the petals on the deployment and fixing mechanism in the absence of power elements of the frame on the petals does not guarantee the preservation of the required accuracy in the working position of the reflector. Due to the skew and displacement of the petals relative to each other when the antenna is deployed in the working position, the required accuracy of the reflecting surface is not guaranteed.

Известно устройство трансформируемого каркаса (см. "Использование солнечной энергии при космических исследованиях", сб. статей, М. "Мир", 1964, стр. 205-224), который включает основание, выполненное в форме центрального опорного кольца, и силовой набор лепестков, содержащий жесткий швеллер, идущий по краю лепестков для придания свободным краям зеркальной оболочки необходимой жесткости. Этот каркас не обладает высокой размеростабильностью при малой высоте швеллера, а при большой не может быть компактно сложен в транспортное положение. A device of a transformable skeleton is known (see. "Using Solar Energy in Space Research," collection of articles, M. Mir, 1964, pp. 205-224), which includes a base made in the form of a central support ring and a power set of petals containing a rigid channel running along the edge of the petals to give the free edges of the mirror shell the necessary rigidity. This frame does not have high dimensional stability with a small channel height, and with a large one it cannot be compactly folded into a transport position.

Известен механизм развертывания рефлектора (см. авт. свид. СССР 1795530 (МПК H 01 Q 15/14), который включает установленный на основании (центральной части каркаса) привод, связанный с ведущим зубчатым колесом, и тягу, соединенную с жестким лепестком рефлектора. Тяга связана с ведущим колесом через зубчатый сектор. Каждый лепесток рефлектора снабжен таким механизмом. Вследствие наличия в составе рефлектора большого числа этих механизмов общая надежность развертывания рефлектора невелика. Вероятность успешного развертывания рефлектора в космических условиях снижается и за счет возможной несинхронности работы отдельных механизмов, вследствие чего при развертывании отдельные лепестки могут столкнуться друг с другом. A known mechanism for deploying a reflector (see ed. Certificate of the USSR 1795530 (IPC H 01 Q 15/14), which includes a drive mounted on the base (central part of the frame) connected to a drive gear and a rod connected to a rigid reflector blade. The thrust is connected to the drive wheel through the gear sector, each petal of the reflector is equipped with such a mechanism. Due to the presence of a large number of these mechanisms in the reflector, the overall reliability of the reflector deployment is low. The probability of successful deployment of the reflector in space their conditions are reduced and due to the possible non-synchronism of the operation of individual mechanisms, as a result of which, when deployed, individual petals can collide with each other.

Известно устройство механизма фиксации лепестков (см. "Использование солнечной энергии при космических исследованиях", сб. статей, М. "Мир", 1964, стр. 209-210), содержащий упоры, размещаемые на фиксируемых элементах. В процессе развертывания точно установленные упоры за счет их плотного смыкания системой тросов обеспечивает фиксацию фиксируемых элементов, однако надежность фиксации лепестка недостаточна. Известно устройство рефлектора развертываемой антенны (см. авт. свид. СССР 1795530, H 01 Q 15/14), выбранное в качестве прототипа для заявляемого технического решения "Рефлектор развертываемой антенны". Рефлектор включает трансформируемый каркас, отражающую поверхность, механизм развертывания и механизм фиксации. Трансформируемый каркас выполнен в виде основания (центральная часть каркаса) и закрепленных на нем поворотных балок (тяг), соединенных с механизмами фиксации балки в развернутом положении. Каждый из механизмов фиксации содержит фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующий с размещенными на основании упором (упорная пластина) и подпружиненным стопором. Стопор выполнен в виде подпружиненного шара, установленного с помощью кронштейна на основании. Отражающая поверхность включает центральное зеркало и жесткие боковые лепестки, каждое из которых закреплено на поворотной балке (тяге). Механизм развертывания рефлектора содержит установленный на основании привод и связанное с ним ведущее колесо (зубчатое колесо). A device for fixing the petals is known (see. "Using solar energy in space research," collection of articles, M. Mir, 1964, pp. 209-210), containing stops placed on the fixed elements. In the process of deployment, precisely installed stops due to their tight closure by the cable system provide fixation of the fixed elements, however, the reliability of fixing the lobe is insufficient. A device for a reflector of a deployable antenna is known (see ed. Certificate of the USSR 1795530, H 01 Q 15/14), selected as a prototype for the claimed technical solution "Reflector of a deployable antenna". The reflector includes a transformable frame, a reflective surface, a deployment mechanism and a locking mechanism. The transformed frame is made in the form of a base (the central part of the frame) and rotary beams (rods) fixed to it, connected to the beam fixing mechanisms in the deployed position. Each of the locking mechanisms contains a fixed element with a spherical support interacting with an abutment placed on the base (abutment plate) and a spring-loaded stopper. The stopper is made in the form of a spring-loaded ball mounted with an arm on the base. The reflecting surface includes a central mirror and rigid side lobes, each of which is mounted on a swing beam (rod). The deployment mechanism of the reflector comprises a drive mounted on the base and a drive wheel (gear wheel) connected to it.

В сложенном положении жесткие лепестки расположены вдоль оси симметрии рефлектора над поверхностью центрального зеркала антенны. Под действием механизма развертывания лепестки переводятся в развернутое состояние и фиксируются в этом положении. Однако, вследствие недостаточной размеростабильности каркаса и недостаточной надежности фиксации лепестка в развернутом положении точность поверхности зеркала антенны не является достаточной для использования этого технического решения в антеннах большого диаметра (10 и более метров), предназначенных для работы в диапазонах 12 20 ГГц и выше. Кроме того, вследствие наличия в составе рефлектора большого числа механизмов развертывания общая надежность развертывания рефлектора невелика. In the folded position, the rigid petals are located along the axis of symmetry of the reflector above the surface of the central mirror of the antenna. Under the action of the deployment mechanism, the petals are transferred to the expanded state and are fixed in this position. However, due to the insufficient dimensional stability of the frame and the insufficient reliability of fixing the lobe in the deployed position, the accuracy of the surface of the antenna mirror is not sufficient to use this technical solution in antennas of large diameter (10 meters or more) designed to operate in the 12 12 GHz and higher bands. In addition, due to the presence of a large number of deployment mechanisms in the reflector, the overall reliability of the deployment of the reflector is low.

В качестве прототипа для технического решения "Трансформируемый каркас" выбран каркас по авт. свид. СССР 1795530 (МПК H 01 Q 15/14). Каркас этого рефлектора содержит основание (центральную часть каркаса) и закрепленные на нем поворотные балки, выполненные с возможностью фиксации относительно основания в развернутом положении. Поворотные балки по этому решению выполнены в форме тяг, соединенных с торцами боковых лепестков и установленных с возможностью поворота относительно основания и фиксации относительно него. Однако этот каркас не обладает достаточной размеростабильностью. Например при воздействии тепловых потоков консольно закрепленные на основании балки принимают дугообразную форму, вследствие этого искривляются и все соответствующие лепестки антенны, возникает большое отклонение конца лепестка от первоначального положения. As a prototype for the technical solution "Transformable frame" selected frame according to ed. testimonial. USSR 1795530 (IPC H 01 Q 15/14). The frame of this reflector contains a base (the central part of the frame) and pivot beams fixed on it, which are made with the possibility of fixing relative to the base in the deployed position. The swivel beams according to this decision are made in the form of rods connected to the ends of the side lobes and mounted with the possibility of rotation relative to the base and fixing relative to it. However, this frame does not have sufficient dimensional stability. For example, when exposed to heat fluxes, the cantilevers mounted on the base of the beam take an arched shape, as a result of which all the corresponding antenna petals are bent, a large deviation of the end of the petal from its original position occurs.

В качестве прототипа для технического решения "Механизм развертывания рефлектора" выбран механизм развертывания, приведенный в патенте США 4899167 (НКИ 343-915, МПК H 01 Q 15/20, фиг. 3 и 3а), который включает установленный на основании рефлектора привод, связанное с ним и установленное вдоль оси симметрии рефлектора ведущее колесо и тяги, соединенные с поворотными балками рефлектора. В начальном положении тяги расположены в радиальном направлении по отношению к ведущему колесу, под действием привода ведущее колесо поворачивается и в конце развертывания тяги переводятся в положение, близкое к касательной к ведущему колесу. При этом происходит развертывание лепестков рефлектора. Однако при этой кинематической схеме механизма происходит ускоренное движение лепестка: минимальная скорость характерна для начала движения, а максимальная в конце развертывания, вследствие этого ухудшается точность развертывания. Кроме того, этот механизм нельзя использовать для развертывания рефлекторов с большим числом лепестков, так как в ограниченных габаритах нельзя расположить на ведущем колесе узлы соединения большого числа тяг и ведущего колеса, обеспечив при этом подход тяг к ведущему колесу по касательной. As a prototype for the technical solution "Reflector Deployment Mechanism", the deployment mechanism described in US Pat. No. 4,899,167 (NKI 343-915, IPC H 01 Q 15/20, Figs. 3 and 3a) is selected, which includes a drive connected to the reflector with it, a drive wheel and rods mounted along the axis of symmetry of the reflector, connected to the rotary beams of the reflector. In the initial position, the rods are located in a radial direction with respect to the drive wheel, under the action of the drive, the drive wheel rotates and at the end of the deployment, the rods are transferred to a position close to the tangent to the drive wheel. When this occurs, the deployment of the petals of the reflector. However, with this kinematic scheme of the mechanism, an accelerated movement of the lobe occurs: the minimum speed is characteristic for the beginning of the movement, and the maximum at the end of the deployment, as a result, the accuracy of the deployment is impaired. In addition, this mechanism cannot be used to deploy reflectors with a large number of lobes, since it is not possible to locate the connection points of a large number of rods and the drive wheel on the drive wheel, while ensuring that the rods are tangentially approaching the drive wheel.

В качестве прототипа для технического решения "Механизм фиксации" выбран механизм фиксации, приведенный в авт. свид. СССР 1795530 (МПК H 01 Q 15/14). Этот механизм фиксации содержит фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующий с размещенными на основании упором и подпружиненным стопором. Фиксируемым элементом в этом техническом решении является пластина с клиновидной заходной частью, на ней размещена шарообразная опора. На основании антенны размещены упоры, выполненные в виде пазов для шарообразных опор. На основании размещен и стопор, выполненный в виде подпружиненного шара, с помощью кронштейна установленного на основании. При работе фиксируемый элемент отжимает стопор, при этом шарообразная опора входит в ответные пазы упора. Лицевая сторона шарообразной опоры взаимодействует при этом с упором. Стопор фиксирует фиксируемый элемент в заданном положении. Однако неточности изготовления механизма фиксации могут не обеспечить стабильность положения при вхождении шарообразных опор в пазы упора. Подобные ошибки механизма могут также возникать вследствие температурных деформаций упорной пластины и элементов механизма, на которых установлены шаровые опоры. Кроме того, последовательное расположение упорной поверхности (паза), шарообразной опоры и пружины стопора обуславливает упругость всего механизма. Эти факторы приводят к недостаточной надежности механизма фиксации, его точности и жесткости. As a prototype for the technical solution "Fixation mechanism", the fixation mechanism selected in ed. testimonial. USSR 1795530 (IPC H 01 Q 15/14). This locking mechanism comprises a fixed element with a spherical support interacting with a stop and a spring-loaded stopper placed on the base. The fixed element in this technical solution is a plate with a wedge-shaped inlet, a spherical support is placed on it. On the base of the antenna are placed stops made in the form of grooves for spherical supports. On the base there is also a stopper made in the form of a spring-loaded ball, with the help of an arm mounted on the base. During operation, the fixed element depresses the stopper, while the spherical support enters into the response grooves of the stop. The front side of the spherical support interacts with the focus. The stopper fixes the fixed element in a predetermined position. However, inaccuracies in the manufacture of the locking mechanism may not provide stability when the spherical supports enter the stop grooves. Similar errors of the mechanism can also occur due to temperature deformations of the thrust plate and mechanism elements on which the ball bearings are mounted. In addition, the sequential arrangement of the thrust surface (groove), spherical support and spring stopper determines the elasticity of the whole mechanism. These factors lead to insufficient reliability of the fixation mechanism, its accuracy and rigidity.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением "Рефлектор развертываемой антенны", является разработка рефлектора развертываемой антенны, обеспечивающего минимальную вероятность отклонения контура зеркала рефлектора от теоретического обвода в условиях длительного космического полета, допускающего надежное трансформирование из сложенного положения в развернутое и фиксации в развернутом положении при минимальных габаритах в сложенном положении и минимальной массой конструкции. The technical problem solved by the proposed invention "Reflector deployable antenna" is the development of a reflector deployable antenna that provides the minimum probability of deviation of the contour of the mirror of the reflector from the theoretical contour in a long space flight, allowing reliable transformation from the folded position to the deployed and fixation in the deployed position with minimum dimensions in the folded position and the minimum weight of the structure.

Технической задачей, решаемой предлагаемым трансформируемым каркасом, является разработка размеростабильного в условиях длительного космического полета каркаса, отличающегося небольшими габаритами в сложенном положении и минимальной массой, допускающего надежное развертывание. The technical problem to be solved by the proposed transformable carcass is the development of a carcass, which is dimensionally stable under conditions of a long space flight, characterized by small dimensions in the folded position and minimal weight, which allows reliable deployment.

Технической задачей, решаемой предлагаемым механизмом развертывания рефлектора, является разработка механизма развертывания рефлектора с большим числом лепестков, обеспечивающего развертывание с большой точностью в условиях массово-габаритных ограничений. The technical problem solved by the proposed mechanism for deploying the reflector is to develop a mechanism for deploying the reflector with a large number of petals, which ensures deployment with great accuracy in conditions of mass and dimensional restrictions.

Технической задачей, решаемой предлагаемым механизмом фиксации, является разработки механизма фиксации, обеспечивающего надежную фиксацию элементов конструкции. The technical problem solved by the proposed fixation mechanism is the development of a fixation mechanism that provides reliable fixation of structural elements.

Указанные задачи решаются следующим образом. These tasks are solved as follows.

В известном рефлекторе развертываемой антенны, содержащем трансформируемый каркас, выполненный в виде основания и закрепленных на нем поворотных балок, соединенных с механизмами фиксации балки в развернутом положении, каждый из которых содержит фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующей с размещенными на основании упором и подпружиненным стопором, отражающую поверхность, включающую центральное зеркало и жесткие боковые лепестки, каждый из которых закреплен на поворотной балке, и механизм развертывания рефлектора, содержащий установленный на основании привод и соединенные с ним ведущее колесо, новым является то, что основание снабжено установленным на его торце кольцевым силовым шпангоутом, на котором соосно ему закреплено центральное зеркало, причем в боковой стенке шпангоута выполнены радиальные прорези, а на ее наружной поверхности расположены узлы крепления поворотных балок. Каждая балка при этом снабжена V-образным подкосом, состоящем из жестко соединенных друг с другом под тупым углом стержней, свободный конец одного из которых шарнирно закреплен на поворотной балке, а на свободном конце другого расположен фиксируемый элемент с шарообразной опорой, причем вершина подкоса шарнирно соединена с дополнительным стрежнем, другой конец которого шарнирно соединен с основанием через кольцевой шпангоут. Один из этих шарниров выполнен сферическим, а оси других параллельны оси поворота балки. Механизм развертывания снабжен тягами, соединенными с поворотными балками, треугольными качалками, плоскости которых параллельны плоскости ведущего колеса, и рычагами, каждый из которых шарнирно закреплен по периферии ведущего колеса. Его ведущее колесо размещено внутри основания и установлено на кольцевом шпангоуте соосно оси симметрии рефлектора, а тяги пропущены сквозь прорези шпангоута и соединены с ведущим колесом посредством качалок. У каждой качалки один конец закреплен с возможностью поворота на основании, другой шарнирно соединен с тягой, а третий шарнирно со свободным концом рычага. Упор механизма фиксации выполнен в виде полого усеченного конуса, ось которого размещена в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки. In the known reflector of a deployable antenna containing a transformable frame made in the form of a base and pivot beams fixed to it, connected to the beam fixing mechanisms in the deployed position, each of which contains a fixed element with a spherical support interacting with a stop and a spring-loaded stopper, a reflective surface including a central mirror and rigid side lobes, each of which is mounted on a swing beam, and a reflector deployment mechanism, comprising a drive mounted on the base and a drive wheel connected to it, it is new that the base is equipped with an annular power frame mounted on its end face, on which a central mirror is mounted coaxially with it, and radial slots are made in the side wall of the frame, and located on its outer surface knots of fastening of rotary beams. Each beam is equipped with a V-shaped strut, consisting of rods rigidly connected to each other at an obtuse angle, the free end of one of which is pivotally mounted on the pivot beam, and a fixed element with a spherical support is located on the free end of the other, with the top of the strut pivotally connected with an additional rod, the other end of which is pivotally connected to the base through an annular frame. One of these hinges is made spherical, and the axes of the others are parallel to the axis of rotation of the beam. The deployment mechanism is equipped with rods connected to the rotary beams, triangular rockers, the planes of which are parallel to the planes of the drive wheel, and levers, each of which is pivotally mounted on the periphery of the drive wheel. Its drive wheel is located inside the base and is mounted on the ring frame coaxially to the axis of symmetry of the reflector, and the rods are passed through the slot of the frame and connected to the drive wheel by means of rocking chairs. At each rocking chair, one end is pivotally fixed to the base, the other pivotally connected to the rod, and the third pivotally to the free end of the lever. The stop of the locking mechanism is made in the form of a hollow truncated cone, the axis of which is placed in a plane perpendicular to the axis of rotation of the beam.

Узлы крепления дополнительных стержней к основанию могут быть расположены по высоте основания между узлами крепления поворотных балок и узлами крепления к основанию упоров. The attachment points of the additional rods to the base can be located along the height of the base between the attachment points of the swing beams and the attachment points to the base of the stops.

Кроме того, поворотные балки могут быть выполнены из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, каждое из которых по крайней мере в одной точке соединено с боковым лепестком. In addition, the swivel beams can be made of straight knees rigidly connected at an angle to each other, each of which at least at one point is connected to the side lobe.

Кроме того, в развернутом положении оси стержней подкосов, на которых размещены фиксируемые элементы, могут быть расположены в плоскости перпендикулярной оси симметрии антенны. In addition, in the deployed position, the axis of the strut rods on which the fixed elements are placed can be located in the plane perpendicular to the axis of symmetry of the antenna.

Заявляемые технические решения на трансформируемый каркас, механизм развертывания рефлектора и механизм фиксации представляют собой части заявляемого технического решения на рефлектор развертываемой антенны и могут быть использованы не только в нем, но и в составе других устройств или самостоятельно. The claimed technical solutions for the transformable frame, the deployment mechanism of the reflector and the locking mechanism are parts of the claimed technical solution for the reflector of the deployable antenna and can be used not only in it, but also as a part of other devices or independently.

В известном трансформируемом каркасе, содержащем основание и закрепленные на нем поворотные балки, выполненные с возможностью фиксации относительно основания в развернутом положении, новым является то, что каждая балка снабжена V-образным подкосом, состоящим из жестко соединенных друг с другом под тупым углом стержней, свободный конец одного из которых шарнирно закреплен на поворотной балке, а свободный конец другого снабжен средством фиксации балки на основании. При этом вершина подкоса шарнирно соединена с дополнительным стержнем, другой конец которого шарнирно соединен с основанием. Один из этих шарниров выполнен сферическим, а оси других параллельны оси поворота балки. In the known transformable frame containing the base and pivot beams fixed thereon, which are capable of being fixed relative to the base in the deployed position, it is new that each beam is equipped with a V-shaped strut consisting of rods rigidly connected to each other at an obtuse angle, free the end of one of which is pivotally mounted on the rotary beam, and the free end of the other is provided with means for fixing the beam on the base. In this case, the top of the strut is pivotally connected to an additional rod, the other end of which is pivotally connected to the base. One of these hinges is made spherical, and the axes of the others are parallel to the axis of rotation of the beam.

Дополнительный стержень может быть выполнен с возможностью поворота его концов относительно друг друга вокруг его продольной оси, а шарнир крепления подкоса к поворотной балке при этом может быть выполнен сферическим. The additional rod can be made with the possibility of rotation of its ends relative to each other around its longitudinal axis, and the hinge for attaching the strut to the rotary beam can be spherical.

Кроме того, основание каркаса может быть выполнено термостатированным. In addition, the base of the frame can be made thermostatic.

В известном механизме развертывания рефлектора, содержащем установленный на основании рефлектора привод, связанное с ним и установленное вдоль оси симметрии рефлектора ведущее колесо и тяги, соединенные с поворотными балками рефлектора, новым является то, что он снабжен треугольными качалками, плоскости которых параллельны плоскости ведущего колеса, и рычагами, каждый из которых шарнирно закреплен по периферии ведущего колеса. Ведущее колесо помещено внутри основания, тяги поворотных балок соединены с ведущим колесом посредством качалок. У каждой качалки один конец закреплен с возможностью поворота на основании, другой шарнирно соединен с тягой, а третий шарнирно с свободным концом рычага. In the known mechanism for deploying the reflector, comprising a drive mounted on the base of the reflector, a drive wheel connected to it and mounted along the axis of symmetry of the reflector and rods connected to the swivel beams of the reflector, it is new that it is equipped with triangular rockers, the planes of which are parallel to the planes of the drive wheel, and levers, each of which is pivotally mounted on the periphery of the drive wheel. The drive wheel is placed inside the base, the traction of the swivel beams are connected to the drive wheel by means of rocking chairs. At each rocking chair, one end is pivotally fixed to the base, the other pivotally connected to the rod, and the third pivotally to the free end of the lever.

Кроме того, привод может быть связан с ведущим колесом с помощью двух тросов, первые концы которых закреплены на ободе ведущего колеса по разные стороны от выходного вала привода, а вторые закреплены на выходном валу привода, при этом тросы намотаны на выходном валу привода в противоположных направлениях. In addition, the drive can be connected to the drive wheel using two cables, the first ends of which are fixed on the rim of the drive wheel on opposite sides of the drive output shaft, and the second are fixed on the drive output shaft, while the cables are wound on the drive output shaft in opposite directions .

Механизм развертывания может быть снабжен установленной на основании концентрично ведущему колесу кольцевой опорой, на внутренней поверхности которой, обращенной к ведущему колесу, выполнены направляющие поверхности, а ведущее колесо снабжено расположенными на его ободе роликами, взаимодействующими с направляющими поверхностями кольцевой опоры. The deployment mechanism can be equipped with an annular support mounted on the base of the concentric drive wheel, on the inner surface of which is facing the drive wheel, guide surfaces are made, and the drive wheel is equipped with rollers located on its rim interacting with the guide surfaces of the ring support.

В известном механизме фиксации, содержащем фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующий с размещенными на основании упором и подпружиненным стопором, новым является то, что упор выполнен в виде полого усеченного конуса, в боковой поверхности которого выполнены прорези. Стопор выполнен в виде зачекованного серповидного клина, установленного с возможностью поворота, заходящего в расчекованном состоянии в прорези опоры с возможностью охвата тыльной стороны опоры. In the known locking mechanism comprising a fixed element with a spherical support interacting with a stop and a spring-loaded stopper, it is new that the stop is made in the form of a hollow truncated cone, in the side surface of which slots are made. The stopper is made in the form of a hammered crescent-shaped wedge, mounted with the possibility of rotation, entering in the raked state in the slot of the support with the possibility of covering the back of the support.

Тыльная сторона опоры может быть выполнена в виде цилиндра, ось которой параллельна оси поворота стопора. The back side of the support can be made in the form of a cylinder whose axis is parallel to the axis of rotation of the stopper.

Поверхность серповидного клина, взаимодействующая с опорой, может быть выполнена в виде цилиндрической поверхности, в качестве направляющей которой использована логарифмическая спираль. The surface of the crescent wedge interacting with the support can be made in the form of a cylindrical surface, the logarithmic spiral being used as a guide.

Кроме того, серповидный клин может быть выполнен в виде вилки с двумя изогнутыми зубьями. In addition, the crescent wedge can be made in the form of a fork with two curved teeth.

Совокупность сформулированных признаков позволяет создать рефлектор развертываемой антенны, обеспечивающий минимальную вероятность отклонения контура зеркала рефлектора от теоретического обвода в условиях длительного космического полета, допускающего надежное трансформирование из сложенного положения в развернутое и фиксацию в развернутом положении при минимальных габаритах в сложенном положении и минимальной массе конструкции. The set of formulated features allows you to create a reflector of a deployable antenna that provides the minimum probability of deviation of the contour of the reflector mirror from the theoretical contour in a long space flight, which allows reliable transformation from a folded position to a deployed one and fixation in the deployed position with minimal dimensions in the folded position and the minimum weight of the structure.

Надежное раскрытие рефлектора обеспечивается характером выполнения подвижных соединений, обеспечивающих трансформацию рефлектора из сложенного положения в развернутое и последующую фиксацию его в развернутом положении. Шарнирное закрепление на основании и в вершине подкоса дополнительного стержня, в сочетании с шарнирным закреплением V-образного подкоса на поворотной балке вместе с условием параллельности этих шарниров оси поворота радиальной балки обеспечивает возможность трансформирования каркаса, а выполнение одного из этих шарниров сферическим обеспечивает парирование каркасом в процессе развертывания неточностей изготовления. Использование для развертывания каркаса ведущего колеса, расположенного внутри основания вдоль оси симметрии рефлектора, и соединено с ним через рычаги и качалки поворотных балок, обеспечивает синхронность развертывания лепестков. Кроме того, наилучшие условия надежной фиксации каркаса на основании после развертывания, обеспечиваются при использовании конусной формы упора с осью, размещенной в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки. Эти особенности рефлектора обеспечивают надежное его раскрытие. Reliable opening of the reflector is ensured by the nature of the execution of movable joints, ensuring the transformation of the reflector from the folded position to the deployed one and its subsequent fixation in the deployed position. The hinging on the base and at the top of the strut of the additional rod, in combination with the hinging of the V-shaped strut on the pivot beam, together with the condition of parallelism of these hinges of the axis of rotation of the radial beam, allows the frame to be transformed, and the execution of one of these hinges spherical ensures the frame is parried in the process deploy manufacturing inaccuracies. The use of a drive wheel for deployment, located inside the base along the axis of symmetry of the reflector, and connected to it through levers and rocking swivel beams, ensures synchronization of deployment of the petals. In addition, the best conditions for reliable fixation of the frame on the base after deployment are ensured by using a conical stop form with an axis placed in a plane perpendicular to the axis of rotation of the beam. These features of the reflector provide reliable disclosure.

Поворотная балка бокового лепестка в сочетании с V-образным подкосом, один конец которого выполнен с возможностью фиксации на основании, и дополнительным стержнем образует размеростабильный силовой набор. В случае неравномерного теплового нагрева поверхности зеркала большая жесткость полученного каркаса в направлении параллельном оси симметрии антенны обуславливает минимальные температурные деформации каркаса и зеркала. Этот эффект усиливается за счет разнесения по высоте основания узла крепления поворотной балки, узла фиксации на основании V-образного подкоса и узла крепления дополнительного подкоса. The rotary beam of the side lobe in combination with a V-shaped strut, one end of which is made with the possibility of fixation on the base, and with an additional rod forms a dimensionally stable power set. In the case of uneven thermal heating of the mirror surface, the high rigidity of the resulting frame in the direction parallel to the axis of symmetry of the antenna causes the minimum temperature deformation of the frame and the mirror. This effect is enhanced by the spacing along the height of the base of the attachment point of the rotary beam, the fixation unit on the basis of the V-shaped strut and the attachment point of the additional strut.

При решении задачи создания рефлектора с минимальными отклонениями отражающей поверхности от теоретического профиля рефлектора существенную роль играют и конструктивные особенности механизма фиксации. Вне зависимости от случайных отклонений в процессе раскрытия из-за неточности механизма развертывания и из-за температурных деформаций все лепестки и их каркасы гарантированно подтянутся на свои места. Это достигается за счет затягивания шарообразных опор в упоры основания серповидными клиньями механизма фиксации. In solving the problem of creating a reflector with minimal deviations of the reflecting surface from the theoretical profile of the reflector, a significant role is also played by the design features of the fixation mechanism. Regardless of random deviations in the disclosure process, due to inaccuracy of the deployment mechanism and due to temperature deformations, all the petals and their frames are guaranteed to be pulled in place. This is achieved by tightening the spherical supports into the base stops with crescent wedges of the fixing mechanism.

Особенности выполнения основных составных частей трансформируемого каркаса, механизма развертывания и механизма фиксации и их взаимоположения обеспечивают минимальные габариты и минимальную массу рефлектора. Включение в конструкцию основания кольцевого силового шпангоута с размещением на его наружных поверхностях узлов крепления поворотных балок и дополнительных стержней в сочетании с установкой на его внутренней поверхности ведущего колеса механизма развертывания обеспечивает восприятие статических и динамических нагрузок от каркаса при выделении антенны на орбиту искусственного спутника Земли (ОИСЗ) и в процессе раскрытия каркаса с минимальными затратами массы конструкции, а также необходимую жесткость и размеростабильность раскрытого рефлектора на ОИСЗ. При этом выполняется и условие минимизации габаритов рефлектора. Features of the implementation of the main components of the transformable carcass, the deployment mechanism and the locking mechanism and their relative positions provide the minimum dimensions and the minimum mass of the reflector. The inclusion in the base structure of the ring power frame with the placement of rotary beams and additional rods on its outer surfaces in combination with the deployment mechanism installed on its inner surface of the drive wheel ensures the perception of static and dynamic loads from the frame when the antenna is placed into the orbit of an artificial Earth satellite (OIZZ ) and in the process of opening the frame with minimal cost of structural mass, as well as the necessary rigidity and dimensional stability of the opening that reflector on the OIZZ. In this case, the condition for minimizing the dimensions of the reflector is also fulfilled.

Наиболее целесообразно так выбирать размеры основных формообразующих элементов рефлектора, чтобы оси колен V-образных подкосов, на которых расположены опоры, в развернутом положении располагались в плоскости, перпендикулярной оси симметрии рефлектора: в этом случае выполняются требования по минимальной массе рефлектора и требования минимальных его габаритов в сложенном положении. It is most advisable to choose the dimensions of the main forming elements of the reflector so that the axis of the knees of the V-shaped struts, on which the supports are located, are deployed in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the reflector: in this case, the requirements for the minimum mass of the reflector and the requirements for its minimum dimensions in folded position.

Выполнение поворотных балок из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, каждое из которых по крайней мере в одной точке соединено с боковым лепестком, обеспечивает при минимальных затратах массы большую точность отражающей поверхности. Для сравнительно простых в изготовлении прямолинейных колен удается реализовать наиболее высокие параметры по отклонениям отражающей поверхности от теоретического профиля. The implementation of the rotary beams of straight knees rigidly connected at an angle to each other, each of which at least at one point is connected to the side lobe, provides at a minimum cost of mass greater accuracy of the reflective surface. For comparatively simple straight knees, it is possible to realize the highest parameters for deviations of the reflecting surface from the theoretical profile.

Минимальная масса конструкции рефлектора и каркаса развертываемого рефлектора, его размеростабильность достигается за счет наличия в составе конструкции дополнительного стержня, соединенного с основанием и подкосом, разнесения по высоте основания узлов крепления поворотной балки, стержня и узлов фиксации на основании подкосов в указанной последовательности за счет выполнения шарнира крепления V-образного подкоса к поворотной балке сферическим. В этом случае реализуется ферменная конструкция, которая оптимальным образом воспринимает продольные нагрузки, воздействующие на нее, например при выведении антенны в сложенном положении на орбиту, а в раскрытом положении обладает большой жесткостью и размеростабильностью. Для обеспечения размерной стабильности ферменной конструкции достаточно, чтобы стержни, составляющие ее стабильно сохраняли только один параметр-длину, поэтому для элементов фермы удается подобрать материалы в наибольшей степени соответствующие решаемой задаче. The minimum mass of the reflector design and the frame of the deployable reflector, its dimensional stability is achieved due to the presence of an additional rod connected to the base and the strut as a part of the structure, spacing along the height of the base of the attachment points of the pivot beam, the rod and fixation nodes on the base of the struts in the indicated sequence due to the performance of the hinge fixing the V-brace to the spherical swivel beam. In this case, a truss is implemented that optimally perceives the longitudinal loads acting on it, for example, when the antenna is placed in the folded position into orbit, and in the open position it has great rigidity and dimensional stability. To ensure dimensional stability of the truss structure, it is sufficient that the rods constituting it stably keep only one length parameter, therefore, for truss elements, it is possible to select the materials that are most suitable for the task being solved.

Совокупность сформулированных признаков позволяет разработать трансформируемый размеростабильный в условиях длительного космического полета каркас, отличающийся минимальными габаритами в сложенном положении и небольшой массой, допускающего надежное развертывание. The totality of the formulated features allows us to develop a transformable size-stable frame under conditions of a long space flight, characterized by minimal dimensions in the folded position and a small mass that allows reliable deployment.

Поворотная балка с V-образным подкосом, один конец которого выполнен с возможностью фиксации на основании, и дополнительным стержнем образует размеростабильный силовой набор. В случае неравномерного теплового нагрева большая жесткость полученного каркаса в направлении параллельном плоскости подкоса обуславливает минимальные температурные деформации каркаса. A pivot beam with a V-shaped strut, one end of which is made with the possibility of fixation on the base, and an additional rod forms a dimensionally stable power set. In the case of uneven thermal heating, the high rigidity of the obtained frame in the direction parallel to the strut plane causes minimal temperature deformation of the frame.

Надежное раскрытие каркаса обеспечивается и характером выполнения подвижных соединений, обеспечивающих трансформацию каркаса из сложенного положения в развернутое и последующую фиксацию его в развернутом положении. Шарнирное закрепление на основании и в вершине подкоса дополнительного стержня, в сочетании с шарнирным закреплением V-образного подкоса на поворотной балке вместе с условием параллельности этих шарниров оси поворота поворотной балки обеспечивает возможность трансформирования каркаса, а выполнение одного из этих шарниров сферическим обеспечивает парирование каркасом в процессе развертывания неточностей его изготовления. Этот эффект усиливается при выполнении дополнительного стержня с возможностью поворота его концов друг относительно друга вокруг его продольной оси, а шарнира крепления подкоса к поворотной балке сферическим. Reliable opening of the frame is ensured by the nature of the execution of movable joints, ensuring the transformation of the frame from the folded position to the deployed and its subsequent fixation in the deployed position. Hinging on the base and at the top of the strut of the additional rod, in combination with the hinging of the V-shaped strut on the pivot beam, together with the condition of parallelism of these hinges of the pivot axis of the pivot beam, allows the frame to be transformed, and the execution of one of these hinges with a spherical one allows the frame to be parried in the process deployment of inaccuracies in its manufacture. This effect is enhanced by performing an additional rod with the possibility of turning its ends relative to each other around its longitudinal axis, and the hinge of attaching the strut to the rotary beam spherical.

Важную роль в обеспечении размеростабильности каркаса выполняет и термостабилизация основания: это дает возможность значительно снизить требования к материалам, из которых выполнено основание, и использовать, традиционные для космической техники алюминиевые сплавы. An important role in ensuring the dimensional stability of the frame is also performed by thermal stabilization of the base: this makes it possible to significantly reduce the requirements for the materials of which the base is made, and to use aluminum alloys traditional for space technology.

Совокупность сформулированных признаков позволят разработать механизм развертывания рефлектора с большим числом лепестков, обеспечивающего развертывание с большой точностью в условиях массово-габаритных ограничений. The totality of the formulated features will make it possible to develop a deployment mechanism for a reflector with a large number of petals, which ensures deployment with great accuracy under conditions of mass and dimensional limitations.

Соединение тяг механизма развертывания с ведущим колесом посредством шарнирно соединенных друг с другом рычагов и качалок позволяет реализовать кинематическую схему, оптимальную для использования в космических условиях. Включение в нее треугольной качалки дает возможность расположить тяги максимально близко по касательной к ведущему колесу с целью полного использования момента вращения на ведущем колесе. Реализация этой кинематической схемы обеспечивает также возможность размещения тяги относительно ведущего колеса под углами, близкими к 90 градусам, в течение всего периода движения ведущего колеса. Это дает возможность создать механизм, способный развертывать большое число лепестков, так как тяги лепестков свободно стыкуются через небольшого размера качалки и рычаги с ведущим колесом при небольших габаритах и массе основных элементов. Несмотря на достаточно большой диаметр ведущего колеса, масса его сравнительно невелика, так как оно может быть выполнено в виде полого кольца небольшого поперечного сечения. Механизм удобно размещается по периферии внутренней поверхности основания, занимает небольшой объем при надежной жесткости и прочности имеет небольшую массу. Закрепление одного из концов треугольной качалки с возможностью поворота на основании придает механизму дополнительную жесткость. Это повышает точность механизма. The connection of the rods of the deployment mechanism with the drive wheel by means of pivotally connected levers and rockers allows you to implement a kinematic scheme that is optimal for use in space conditions. The inclusion of a triangular rocking chair makes it possible to arrange the traction as close as possible tangentially to the drive wheel in order to make full use of the torque on the drive wheel. The implementation of this kinematic scheme also provides the possibility of placing traction relative to the drive wheel at angles close to 90 degrees, during the entire period of movement of the drive wheel. This makes it possible to create a mechanism capable of deploying a large number of petals, since the thrust of the petals are freely joined through a small size rocker and levers with a drive wheel for small dimensions and weight of the main elements. Despite the rather large diameter of the drive wheel, its mass is relatively small, since it can be made in the form of a hollow ring of a small cross section. The mechanism is conveniently located on the periphery of the inner surface of the base; it occupies a small volume with reliable rigidity and strength; it has a small mass. Fastening one of the ends of the triangular rocking chair with the possibility of rotation on the base gives the mechanism additional rigidity. This increases the accuracy of the mechanism.

Особенности соединения привода с ведущим колесом с помощью двух тросов и установки ведущего колеса в кольцевой опоре внутри основания также снижает габариты и массу механизма. The features of connecting the drive to the drive wheel using two cables and installing the drive wheel in the ring support inside the base also reduces the dimensions and weight of the mechanism.

Совокупность сформулированных признаков позволяет создать механизм фиксации, отличающийся надежным креплением элементов и небольшими габаритами. The totality of the formulated features allows you to create a fixing mechanism, characterized by reliable fastening of the elements and small dimensions.

Это достигается за счет выполнения шарообразной опоры с лицевой стороной, контактирующей с конусным упором, а тыльной стороной со стопором, выполненным в виде зачекованного серповидного клина. Подпружиненный серповидный клин, в расчекованном состоянии заходя в прорези упора, надежно прижимает за счет сил трения опору к упору, выбирая при этом неточности срабатывания при подаче фиксируемого элемента во внутреннюю полость опоры и неточности, обусловленные тепловыми деформациями. Кроме того, создается необходимая, достаточно высокая жесткость соединяемых элементов. Выполнение упора в форме конуса обеспечивает надежный захват опоры фиксируемого элемента в процессе его пространственного движения, что в сочетании с наличием прорезей в его боковой поверхности для доступа стопора к опоре обеспечивает небольшие габариты устройства. This is achieved by performing a spherical support with the front side in contact with the conical stop, and the back side with a stopper made in the form of a hammered crescent wedge. The spring-loaded crescent wedge, when it is in a raked state, entering the slots of the stop, reliably presses the support against the stop due to the friction forces, while selecting inaccuracies of operation when the fixed element is fed into the inner cavity of the support and inaccuracies due to thermal deformations. In addition, the necessary, sufficiently high stiffness of the connected elements is created. The implementation of the emphasis in the shape of a cone provides a reliable grip of the support of the fixed element during its spatial movement, which, combined with the presence of slots in its side surface for access of the stopper to the support, provides small dimensions of the device.

Тыльную сторону опоры наиболее целесообразно выполнять в форме цилиндрической поверхности, ось которой параллельна оси поворота стопора, что дает наилучшие условия для заклинивания взаимодействующих поверхностей. The back side of the support is most appropriate to perform in the form of a cylindrical surface, the axis of which is parallel to the axis of rotation of the stopper, which gives the best conditions for jamming the interacting surfaces.

Внутреннюю поверхность серповидного клина, взаимодействующую с тыльной стороной опоры, целесообразно выполнять в форме цилиндрической поверхности, в качестве направляющей которой использована логарифмическая спираль. В этом случае для процесса заклинивания характерна стабильность зажимного усилия. The inner surface of the crescent wedge, interacting with the back of the support, it is advisable to perform in the form of a cylindrical surface, which is used as a guide logarithmic spiral. In this case, the jamming process is characterized by the stability of the clamping force.

Фиксация соединяемых элементов происходит особенно надежно при выполнении серповидного клина в виде вилки с двумя зубьями. Fixation of the connected elements is especially reliable when performing a crescent wedge in the form of a fork with two teeth.

Сущность предлагаемых технических решений иллюстрируется следующими чертежами: фиг. 1 изометрическое изображение рефлектора в сложенном положении; фиг. 2 рефлектор в развернутом положении; фиг. 3 взаимное положение основных частей рефлектора в сложенном и развернутом положении; фиг. 4 продольный разрез рефлектора и механизма развертывания; фиг. 5 сечение верхнего торца основания (механизм развертывания не показан); фиг. 6 сечение нижнего торца основания; фиг. 7 изометрическое изображение трансформируемого каркаса в разложенном положении; фиг. 8 узел крепления поворотной балки; фиг. 9 дополнительный стержень с поперечным разрезом; фиг. 10 механизм развертывания, вид сверху; фиг. 11 узел крепления качалки к ведущему колесу, фиг. 12 узел крепления ведущего колеса к кольцевой опоре, фиг. 13 схема механизма фиксации; фиг. 14 15 стопор; фиг. 16 опора и фиксируемый элемент. The essence of the proposed technical solutions is illustrated by the following drawings: FIG. 1 isometric view of a reflector in a folded position; FIG. 2 reflector in deployed position; FIG. 3 mutual position of the main parts of the reflector in the folded and unfolded position; FIG. 4 longitudinal section of the reflector and deployment mechanism; FIG. 5 is a cross section of the upper end of the base (deployment mechanism not shown); FIG. 6 section of the lower end of the base; FIG. 7 is an isometric image of the transformable frame in the unfolded position; FIG. 8 mounting node of the rotary beam; FIG. 9 additional rod with a cross section; FIG. 10 deployment mechanism, top view; FIG. 11 the mount unit of the rocker to the drive wheel, FIG. 12 the attachment point of the drive wheel to the annular support, FIG. 13 diagram of the locking mechanism; FIG. 14 15 stopper; FIG. 16 support and fixed element.

Предлагаемый рефлектор развертываемой антенны устроен следующим образом. The proposed reflector deployable antenna is arranged as follows.

Рефлектор содержит трансформируемый каркас, отражающую поверхность, механизм фиксации каждого лепестка и механизм развертывания. The reflector contains a transformable frame, a reflective surface, a fixing mechanism for each petal and a deployment mechanism.

Отражающая поверхность содержит центральное зеркало 1 и боковые лепестки 2. The reflecting surface contains a Central mirror 1 and side lobes 2.

Трансформируемый каркас содержит основание 3, поворотные балки 4, V-образные подкосы 5 и дополнительные стержни 6. Основание 3, может быть выполнено в виде цилиндра. Основание снабжено кольцевым силовым шпангоутом 7, установленным на торце основания. В боковой стенке шпангоута выполнены радиальные прорези 8. The transformed frame contains a base 3, swivel beams 4, V-shaped struts 5 and additional rods 6. The base 3 can be made in the form of a cylinder. The base is equipped with an annular power frame 7 mounted on the end of the base. In the side wall of the frame made radial slots 8.

Поворотные балки 4 установлены на наружной поверхности силового кольцевого шпангоута 7 с возможностью поворота относительно основания (поз. 9-ось поворота балки относительно основания) и фиксации относительно него в развернутом положении. В развернутом положении поворотные балки размещены относительно кольцевого шпангоута по радиальному направлению: их продольные оси расположены в плоскостях, проходящих через ось кольцевого шпангоута и ось симметрии рефлектора. Положение оси поворота 9 балки относительно основания определяется особенностями требуемого пространственного поворота бокового лепестка из сложенного положения в развернутое. Так при переводе бокового лепестка из сложенного положения над центральным зеркалом при диаметре рефлектора 10 14 м с цилиндрическим основанием диаметром от одного до трех метров при наличии 27 боковых лепестков рефлектора, эту ось удобно разместить следующим образом: расстояние от оси симметрии рефлектора до узла вращения балки 1200 1500 мм, проекция оси поворота на плоскость, перпендикулярную оси симметрии рефлектора, направлена под углом 75 80 градусов к проекции оси балки, а в плоскости, проходящей через ось балки и ось симметрии рефлектора, угол между проекцией оси поворота на эту плоскость и осью симметрии рефлектора лежит в диапазоне 30 40 градусов. The rotary beams 4 are mounted on the outer surface of the power ring frame 7 with the possibility of rotation relative to the base (pos. 9-axis of rotation of the beam relative to the base) and fixation relative to it in the deployed position. In the expanded position, the rotary beams are placed relative to the ring frame in the radial direction: their longitudinal axes are located in planes passing through the axis of the ring frame and the axis of symmetry of the reflector. The position of the axis of rotation 9 of the beam relative to the base is determined by the features of the required spatial rotation of the side lobe from the folded position to the unfolded. So when transferring the side lobe from a folded position above the central mirror with a diameter of the reflector 10 14 m with a cylindrical base with a diameter of one to three meters with 27 side lobes of the reflector, it is convenient to place this axis as follows: the distance from the symmetry axis of the reflector to the beam rotation node 1200 1500 mm, the projection of the axis of rotation on a plane perpendicular to the axis of symmetry of the reflector is directed at an angle of 75 to 80 degrees to the projection of the axis of the beam, and in the plane passing through the axis of the beam and the axis of symmetry of the reflector, the goal between the projection of the axis of rotation on this plane and the axis of symmetry of the reflector lies in the range of 30 to 40 degrees.

Центральное зеркало 1 отражающей поверхности соосно закреплено на силовом кольцевом шпангоуте 7. Боковые лепестки 2 отражающей поверхности закреплены на поворотных балках 4. При этом, как показано на фиг. 3, поворотные балки могут быть выполнены из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, каждое из которых по крайней мере в одной точке соединено с боковым лепестком. The central mirror 1 of the reflective surface is coaxially mounted on the power ring frame 7. The side lobes 2 of the reflective surface are mounted on the swing beams 4. Moreover, as shown in FIG. 3, the swivel beams can be made of straight knees rigidly connected at an angle to each other, each of which is connected at least at one point with a side lobe.

V-образный подкос (фиг. 7) состоит из двух жестко соединенных под тупым углом стержней 10 и 11. Свободный конец стержня 11 шарнирно закреплен на поворотной балке с помощью шарнира 12, на свободном конце другого стержня 10 размещен фиксируемый элемент 13 механизма фиксации. The V-shaped strut (Fig. 7) consists of two rods 10 and 11 rigidly connected at an obtuse angle. The free end of the rod 11 is pivotally mounted on the pivot beam using a hinge 12, a fixed element 13 of the locking mechanism is placed on the free end of the other rod 10.

К вершине V-образного подкоса шарнирно присоединен дополнительный стержень 6 (поз. 14 ось шарнира соединения дополнительного стержня к вершине V-образного подкоса), другой его конец шарнирно закреплен на наружной поверхности силового кольцевого шпангоута 7 основания (поз. 15 ось шарнира крепления дополнительного стержня к основанию). An additional rod 6 is pivotally attached to the top of the V-shaped strut (pos. 14 axis of the hinge connecting the additional rod to the top of the V-shaped strut), its other end is pivotally mounted on the outer surface of the power ring frame 7 of the base (pos. 15 axis of the hinge for attaching the additional rod to the base).

Один из шарниров 12, 14 или 15 выполнен сферическим. Оси двух других шарниров расположены параллельно оси поворота 9 балки. На фиг. 7 показано выполнение сферическим шарнира крепления V-образного подкоса к поворотной балке, а оси шарниров соединения дополнительного стержня к подкосу и основанию параллельны оси поворота балки. One of the hinges 12, 14 or 15 is made spherical. The axis of the two other hinges are parallel to the axis of rotation 9 of the beam. In FIG. 7 shows the implementation of a spherical hinge for attaching a V-shaped strut to the rotary beam, and the axis of the hinges connecting the additional rod to the strut and base are parallel to the axis of rotation of the beam.

Механизм развертывания рефлектора содержит привод 16, ведущее колесо 17, тяги 18, рычаги 19, треугольные качалки 20. Привод, в качестве которого наиболее целесообразно использовать электродвигатель, установлен на основании рефлектора. Ведущее колесо 17 механизма установлено соосно оси симметрии рефлектора, помещено внутри основания и соединено с кольцевым силовым шпангоутом. Ведущее колесо может быть установлено с помощью установочных элементов 21, 22, 23 и кольцевой силовой опоры 24. Ведущее колесо соединено с приводом с помощью передачи, в качестве которой может быть использована зубчатая передача или рассматриваемая ниже передача с использованием системы тросов 25, 26. Тяги 18 соединены с поворотными балками 4 рефлектора и пропущены сквозь прорези 8 шпангоута. По периферии ведущего колеса с помощью шарниров 27 закреплены рычаги. Треугольные качалки 20 закреплены на основании, их плоскости параллельны плоскости ведущего колеса. На фиг. 11 показан вариант закрепления качалки на основании через кольцевую опору 24. У каждой качалки один конец закреплен с помощью шарнира 28 с возможностью поворота на основании, другой с помощью шарнира 29 соединен с тягой, а третий с помощью шарнира 30 со свободным концом рычага. The deployment mechanism of the reflector includes a drive 16, a drive wheel 17, traction 18, levers 19, triangular rockers 20. The drive, which is most advisable to use an electric motor, is mounted on the base of the reflector. The drive wheel 17 of the mechanism is mounted coaxially to the axis of symmetry of the reflector, placed inside the base and connected to the ring power frame. The drive wheel can be installed using the mounting elements 21, 22, 23 and an annular power support 24. The drive wheel is connected to the drive by means of a transmission, which can be used as a gear transmission or the transmission considered below using a cable system 25, 26. Traction 18 are connected to the swivel beams 4 of the reflector and passed through the slots 8 of the frame. On the periphery of the drive wheel using the hinges 27 fixed levers. Triangular rockers 20 are fixed on the base, their planes are parallel to the plane of the drive wheel. In FIG. 11 shows the option of securing the rocking chair on the base through an annular support 24. At each rocking chair, one end is fixed with a hinge 28 and can be pivoted on the base, the other is connected to the rod using the hinge 29, and the third is hinged 30 with the free end of the lever.

Рефлектор снабжен однотипными механизмами фиксации балки в развернутом положении, число которых равно числу используемых поворотных балок. The reflector is equipped with the same mechanisms for fixing the beam in the deployed position, the number of which is equal to the number of rotary beams used.

Каждый механизм фиксации содержит фиксируемый элемент 13 с шарообразной опорой 31, размещенный на основании упор 32, взаимодействующий с опорой 31 и подпружиненный стопор 33. Упор выполнен в виде полого усеченного конуса, ось 34 которого размещена в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки 9. Стопор выполнен подпружиненным, например, с помощью растянутой пружины 35, один конец которой закреплен на основании 3, а другой связан со стопором 33. Во взведенном состоянии пружина растянута, а стопор зафиксирован с помощью чеки 36 на основании 3. Фиксируемый элемент 13 с шарообразной опорой размещен на свободном конце V-образного подкоса 5. Each locking mechanism contains a fixed element 13 with a spherical support 31, placed on the base of the support 32, interacting with the support 31 and a spring-loaded stopper 33. The emphasis is made in the form of a hollow truncated cone, the axis 34 of which is placed in a plane perpendicular to the axis of rotation of the beam 9. The stopper is made spring-loaded, for example, by means of a stretched spring 35, one end of which is fixed to the base 3 and the other connected to the stopper 33. In the cocked state, the spring is stretched, and the stopper is fixed with a check 36 on the base 3. Fixi uemy element with spherical bearing 13 disposed at the free end of the V-shaped strut 5.

Узлы крепления к основанию поворотных балок, дополнительных стержней и упоров удобно размещать по высоте основания так, что узлы крепления дополнительных стержней к основанию располагались по строительной высоте основания между узлами крепления балок и упоров. The attachment points to the base of the rotary beams, additional rods and stops are conveniently placed along the height of the base so that the attachment points of the additional rods to the base are located at the construction height of the base between the attachment points of the beams and stops.

Целесообразно выполнять балки из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, при этом каждое из них, по крайней мере, в одной точке соединено с боковым лепестком, как показано на фиг. 3. It is advisable to make beams of straight knees rigidly connected at an angle to each other, with each of them, at least at one point connected to the side lobe, as shown in FIG. 3.

Наиболее целесообразно выбирать размеры конструктивных элементов рефлектора так, чтобы в развернутом положении оси стержней подкосов, на которых размещены фиксируемые элементы, были расположены в плоскости, перпендикулярной оси симметрии рефлектора, как показано на фиг. 2. It is most advisable to choose the dimensions of the reflector structural elements so that in the expanded position the axes of the strut rods on which the fixed elements are placed are located in a plane perpendicular to the symmetry axis of the reflector, as shown in FIG. 2.

В качестве материалов для конструкции рефлектора могут быть указаны следующие: отражающую поверхность зеркала наиболее целесообразно изготовить из углепластика, элементы каркаса из углепластика, инвара, титана, элементы механизма фиксации из конструкционных алюминиевых сплавов, титановых сплавов, стали. The following can be indicated as materials for the design of the reflector: it is most advisable to make the reflecting surface of the mirror from carbon fiber, the frame elements from carbon fiber, Invar, titanium, the fixing mechanism elements from structural aluminum alloys, titanium alloys, steel.

Предлагаемый трансформируемый каркас устроен следующим образом. The proposed transformable frame is arranged as follows.

Каркас содержит основание 3, поворотные балки, V-образные подкосы 5 и дополнительные стержни 6. Основание, как показано на фиг. 1 и 2, может быть выполнено в виде цилиндра. Оно может быть выполнено также в виде призмы с числом граней, равным числу балок или в форме ферменной конструкции. Возможно выполнение основания в виде плоской поверхности. The frame comprises a base 3, swivel beams, V-shaped struts 5 and additional rods 6. The base, as shown in FIG. 1 and 2 can be made in the form of a cylinder. It can also be made in the form of a prism with the number of faces equal to the number of beams or in the form of a truss. The base can be made in the form of a flat surface.

Поворотные балки установлены на основании с возможностью поворота относительно него (поз. 9-ось поворота балки относительно основания) и фиксации относительно него в развернутом положении. Rotary beams are mounted on the base with the possibility of rotation relative to it (pos. 9-axis of rotation of the beam relative to the base) and fixation relative to it in the deployed position.

Каждая балка снабжена V-образным подкосом, состоящем из двух стержней 10 и 11, жестко соединенных под тупым углом друг к другу. Свободный конец одного подкоса шарнирно закреплен на поворотной балке (поз. 12-шарнир крепления V-образного подкоса к поворотной балке), свободный конец другого снабжен средством фиксации к основанию. Средство фиксации к основанию обеспечивает возможность фиксации поворотной балки на основании без перемещений и поворотов подкоса относительно основания. Конструктивные особенности его определяются типом используемого механизма фиксации, например, с использованием фиксируемого элемента рассматриваемого ниже механизма фиксации. Фиксация подкоса, а, следовательно, и поворотной балки, к основанию может быть осуществлена и с использованием механизма типа цанги. Each beam is equipped with a V-shaped strut, consisting of two rods 10 and 11, rigidly connected at an obtuse angle to each other. The free end of one brace is pivotally mounted on the rotary beam (pos. 12-hinge for attaching the V-brace to the rotary beam), the free end of the other is equipped with a means of fixation to the base. The means of fixation to the base provides the ability to fix the rotary beam on the base without movements and rotations of the strut relative to the base. Its design features are determined by the type of fixing mechanism used, for example, using a fixed element of the fixing mechanism discussed below. Fixation of the strut, and, consequently, of the rotary beam, to the base can also be carried out using a mechanism such as a collet.

К вершине V-образного подкоса шарнирно присоединен дополнительный стержень 6 (поз. 14-ось шарнира соединения дополнительного стержня к подкосу), другой его конец шарнирно закреплен на основании (поз. 15-ось шарнира крепления стержня к основанию). Оси шарниров 15 крепления дополнительного стержня к основанию, дополнительного стержня к подкосу (поз. 14-ось поворота дополнительного стержня к подкосу), подкоса к поворотной балке (поз. 12-ось поворота подкоса относительно поворотной балке) параллельны оси 9 поворота балки относительно основания. Пространственное положение оси поворота балки относительно основания определяется особенностями требуемого пространственного поворота. Так, при использовании каркаса в конструкции развертываемого рефлектора диаметром 10 м с цилиндрическим основанием возможно ее пространственное положение рассмотрено выше. An additional rod 6 (pos. 14-axis of the hinge for connecting the additional rod to the strut) is pivotally attached to the top of the V-shaped strut, its other end is pivotally fixed to the base (pos. 15-axis of the hinge for attaching the rod to the base). The axis of the hinges 15 for attaching the additional rod to the base, the additional rod to the strut (pos. 14-axis of rotation of the additional rod to the strut), the strut to the swing beam (pos. 12-axis of rotation of the strut relative to the rotary beam) are parallel to the axis of rotation 9 of the beam relative to the base. The spatial position of the axis of rotation of the beam relative to the base is determined by the features of the required spatial rotation. So, when using the frame in the design of a deployable reflector with a diameter of 10 m with a cylindrical base, its spatial position is possibly considered above.

Один из шарниров 12, 14, 15 выполняется сферическим. Наиболее целесообразно выполнять сферическим шарнир соединения подкоса с поворотной балкой, как показано на фиг. 7, а дополнительный стержень выполнять при этом с возможностью поворота его концов относительно друг друга вокруг его продольной оси. Это может быть достигнуто конструктивным исполнением дополнительного стержня, показанном на фиг. 9. Дополнительный стержень выполнен разъемным по плоскости, перпендикулярной его продольной оси 37. С помощью болтового соединения 38 две половины стержня соединены. При этом две половины стержня (два конца) могут поворачиваться друг относительно друга вдоль его продольной оси. One of the hinges 12, 14, 15 is spherical. It is most expedient to perform a spherical hinge for connecting the strut to the swing beam, as shown in FIG. 7, and an additional rod to perform with the possibility of rotation of its ends relative to each other around its longitudinal axis. This can be achieved by the design of the additional shaft shown in FIG. 9. The additional rod is made detachable in a plane perpendicular to its longitudinal axis 37. Using a bolted connection 38, two halves of the rod are connected. In this case, two halves of the rod (two ends) can rotate relative to each other along its longitudinal axis.

Основание каркаса выполнено термостатированным, т.е. снабжено элементами, обеспечивающими его температурный режим в узких пределах. Это может быть достигнуто размещением на основании средств терморегулирования. The base of the frame is made thermostated, i.e. equipped with elements that ensure its temperature in a narrow range. This can be achieved by placement on the basis of thermal management.

Наиболее простым способом термостатирования основания в космических условиях на ОИСЗ может быть размещение на основании термодатчиков, термонагревателей и экранновакуумной теплоизоляции. Для больших космических конструкций могут быть применены и активные газо- и жидкостные системы терморегулирования, тепловые трубы и т.д. The simplest way of temperature control of the base in space conditions at the OIZZ can be placement on the basis of temperature sensors, thermal heaters and screen-vacuum thermal insulation. For large space structures, active gas and liquid thermal control systems, heat pipes, etc. can also be used.

В качестве материалов для изготовления элементов каркаса при больших требованиях к его размеростабильности могут быть использованы углепластики, инвар, титановые сплавы. As materials for the manufacture of frame elements with high requirements for its dimensional stability, carbon plastics, Invar, titanium alloys can be used.

Предлагаемый механизм развертывания рефлектора устроен следующим образом. Механизм содержит привод 16, ведущее колесо 17, тяги 18, рычаги 19, треугольные качалки 20. Привод 16, в качестве которого наиболее целесообразно использовать электродвигатель, установлен на основании 3 рефлектора. Ведущее колесо механизма установлено вдоль оси симметрии рефлектора, помещено внутри основания и соединено с приводом с помощью передачи, в качестве которой может быть использована зубчатая передача или рассматриваемая ниже передача с использованием системы тросов 25, 26. Ведущее колесо установлено на основании с помощью кольцевой опоры 24. Тяги 18 соединены с поворотными балками 4 рефлектора. По периферии ведущего колеса шарнирно закреплены рычаги 19 (поз. 27-ось поворота шарнира крепления рычага к ведущему колесу). Треугольные качалки 20 закреплены на основании 3, их плоскости параллельны плоскости ведущего колеса 17. На фиг. 4 показан вариант закрепления качалки на основании 3 через кольцевую опору 24. У каждой качалки один конец 28 закреплен с возможностью поворота на основании, другой 29-шарннирно соединен с тягой, а третий 30 шарнирно со свободным концом рычага. The proposed mechanism for deploying the reflector is arranged as follows. The mechanism includes a drive 16, a drive wheel 17, traction 18, levers 19, triangular rockers 20. The drive 16, which is most appropriate to use an electric motor, is mounted on the base 3 of the reflector. The drive wheel of the mechanism is installed along the axis of symmetry of the reflector, placed inside the base and connected to the drive by means of a transmission, which can be used as a gear transmission or the transmission considered below using a cable system 25, 26. The drive wheel is mounted on the base using an annular support 24 Link 18 is connected to the swivel beams 4 of the reflector. On the periphery of the drive wheel, levers 19 are pivotally fixed (pos. 27-axis of rotation of the hinge of the lever to the drive wheel). The triangular rockers 20 are fixed on the base 3, their planes are parallel to the plane of the drive wheel 17. In FIG. 4 shows the option of securing the rocking chair on the base 3 through the ring support 24. At each rocking chair, one end 28 is rotatably fixed on the base, the other 29 is pivotally connected to the rod, and the third 30 is pivotally connected to the free end of the lever.

Соединение привода с ведущим колесом целесообразно выполнять с помощью двух тросов 25 и 26. Первые концы этих тросов закреплены на ободе ведущего колеса по разные стороны от выходного вала 39 привода. Вторые концы тросов закреплены на выходном валу привода, при этом тросы намотаны на выходной вал привода в противоположных направлениях. The connection of the drive with the drive wheel, it is advisable to carry out using two cables 25 and 26. The first ends of these cables are fixed to the rim of the drive wheel on opposite sides of the output shaft 39 of the drive. The second ends of the cables are fixed on the output shaft of the drive, while the cables are wound on the output shaft of the drive in opposite directions.

Установку ведущего колеса на основании целесообразно выполнять с помощью кольцевой опоры 24. Она установлена на основании внутри него концентрично ведущему колесу. На ее внутренней поверхности, обращенной к ведущему колесу, выполнены направляющие поверхности 40 и 41. Направляющие поверхности удобно ориентировать по плоскости, перпендикулярной оси симметрии рефлектора, и по цилиндрической поверхности, концентричной ободу ведущего колеса. Ведущее колесо снабжается при этом роликами 42, 43, взаимодействующими с направляющими поверхностями. Ролики, как показано на фиг. 11, 12, выполнены в виде подшипников качения с осями, расположенными вдоль радиуса ведущего колеса и в направлении оси симметрии рефлектора. The installation of the drive wheel on the base, it is advisable to perform using an annular support 24. It is installed on the base inside it concentrically to the drive wheel. On its inner surface facing the drive wheel, guide surfaces 40 and 41 are formed. The guide surfaces are conveniently oriented along a plane perpendicular to the axis of symmetry of the reflector, and along a cylindrical surface concentric with the rim of the drive wheel. The drive wheel is provided with rollers 42, 43, interacting with the guide surfaces. The rollers as shown in FIG. 11, 12, are made in the form of rolling bearings with axes located along the radius of the drive wheel and in the direction of the axis of symmetry of the reflector.

Прелагаемый механизм фиксации (фиг. 6, 13, 14, 15, 16) устроен следующим образом. The proposed fixation mechanism (Fig. 6, 13, 14, 15, 16) is arranged as follows.

Механизм фиксации содержит фиксируемый элемент 13 с шарообразной опорой 31, взаимодействующий с размещенным на основании упором 32, и подпружиненный стопор 33. Стопор закреплен на основании и выполнен с возможностью поворота относительно основания (поз. 44-ось поворота стопора относительно основания). Он выполнен в виде серповидного клина: радиус его внутреннего торца 45 монотонно уменьшается с увеличением углового расстояния от острия. Стопор выполнен взаимодействующим с тыльной стороной 46 опоры. Упор механизма фиксации выполнен в виде полого усеченного конуса. В боковой поверхности конуса выполнены прорези 47. Стопор выполнен подпружиненным, например с помощью растянутой пружины 35, один конец которой закреплен на основании 3, а другой связан со стопором 33. Во взведенном состоянии пружина растянута, а стопор зафиксирован с помощью чеки 36 на основании. The locking mechanism comprises a fixed element 13 with a spherical support 31, interacting with a stop 32 placed on the base, and a spring-loaded stopper 33. The stopper is fixed on the base and is rotatable relative to the base (pos. 44-axis of rotation of the stopper relative to the base). It is made in the form of a crescent-shaped wedge: the radius of its inner end 45 monotonously decreases with increasing angular distance from the tip. The stopper is made interacting with the back side 46 of the support. The stop of the locking mechanism is made in the form of a hollow truncated cone. Slots 47 are made in the lateral surface of the cone. The stopper is spring-loaded, for example, by means of an extended spring 35, one end of which is fixed to the base 3 and the other connected to the stopper 33. In the cocked state, the spring is stretched, and the stopper is fixed with the help of a check 36 on the base.

На фиг. 16 показано выполнение тыльной стороны опоры в виде цилиндрической поверхности, ось которой параллельна оси поворота 44 стопора. In FIG. 16 shows the implementation of the back side of the support in the form of a cylindrical surface whose axis is parallel to the axis of rotation 44 of the stopper.

Внутреннюю рабочую поверхность 45 стопора, контактирующую с тыльной стороной опоры 46, целесообразно выполнять в виде цилиндрической поверхности, в качестве направляющей которой использована логарифмическая спираль. Эта цилиндрическая поверхность образуется прямой линией, перемещаемой в пространстве параллельно заданному направлению вдоль логарифмической спирали. Характерной особенностью этой кривой является то, что она пересекает все лучи, выходящие из ее центра под одним и тем же углом, что обеспечивает равномерное усилие заклинивания. The inner working surface 45 of the stopper in contact with the rear side of the support 46, it is advisable to perform in the form of a cylindrical surface, as a guide which uses a logarithmic spiral. This cylindrical surface is formed by a straight line moving in space parallel to a given direction along a logarithmic spiral. A characteristic feature of this curve is that it intersects all the rays emanating from its center at the same angle, which ensures uniform jamming force.

На фиг. 14, 15 показан вариант выполнения механизма фиксации, который включает выполнение стопора в виде вилки с двумя параллельным серповидными зубьями 48 и 49. При этом опора соединена с фиксируемым элементом с помощью штока 50, а тыльная сторона опоры представляет собой два фрагмента цилиндрической поверхности, размещенные по двум сторонам от штока, каждый из которых взаимодействует с соответствующим ей зубом вилки. Возможно выполнение клина и с одной рабочей поверхностью (одним зубом). In FIG. 14, 15, an embodiment of a locking mechanism is shown, which includes making a stopper in the form of a fork with two parallel sickle-shaped teeths 48 and 49. In this case, the support is connected to the fixed element by means of the rod 50, and the back of the support is two fragments of a cylindrical surface placed along two sides of the stem, each of which interacts with the corresponding tooth of the fork. It is possible to perform a wedge with one working surface (one tooth).

В качестве материалов для изготовления механизма фиксации могут быть указаны следующие: конструкционные алюминиевые сплавы, титановые сплавы, сталь. The following materials can be indicated as materials for the manufacture of the fixing mechanism: structural aluminum alloys, titanium alloys, steel.

Предлагаемый рефлектор развертываемой антенны работает следующим образом. The proposed reflector deployable antenna works as follows.

В сложенном положении поворотные балки с присоединенными к ним боковым лепестками отражательной поверхности уложены над центральным зеркалом. Подкосы каркаса и дополнительные стержни уложены с тыльной стороны отражательной поверхности. В таком положении, обеспечивающем минимальные габариты рефлектора, он транспортируется и выводится на орбиту под обтекателем ракеты-носителя. In the folded position, the swing beams with the side lobes of the reflective surface attached to them are laid over the central mirror. The struts of the frame and additional rods are laid on the back of the reflective surface. In this position, which ensures the minimum dimensions of the reflector, it is transported and put into orbit under the fairing of the launch vehicle.

В процессе выделения на ОИСЗ стопоры механизмов фиксации с помощью чек закреплены у основания и находятся во взведенном состоянии. При этом пружины находятся во взведенном состоянии, а внутренняя полость упора свободна для подачи в нее опоры фиксируемого элемента. In the process of allocation to the OIZZ, the stoppers of the fixing mechanisms with the help of a check are fixed at the base and are in a cocked state. In this case, the springs are cocked, and the internal cavity of the support is free to feed into it the support of the fixed element.

После выведения рефлектора на ОИСЗ по команде начинается процесс развертывания каркаса. По команде на привод он начинает вращаться и вращательный момент передается на ведущее колесо. При работе привода система рычагов и тяг передает усилие на поворотные балки, которые приходят в движение и синхронно раскрываются. В случае заклинивания одной из поворотных балок, другие балки приостанавливают движение и вращательный момент концентрируется на заклинившейся балке. После преодоления заклинивания продолжается поворот всех балок. Кинематическая схема обеспечивает снижение скорости движения балок в конце поворота и балки с высокой точностью приходят в конечное положение. Под действием привода ведущее колесо поворачивается и поворотные балки переводятся в развернутое положение. Параллельность осей шарниров соединения подкоса к основанию, дополнительного стержня к поворотной балке и подкосу оси поворота балки дает возможность осуществить этот поворот. Наличие сферического шарнира в конструкции парирует неточности изготовления конструкции и деформации, возникающие при выведении каркаса на ОИСЗ. After the reflector is removed to the OIZZ, the process of deploying the frame begins on command. On command of the drive, it starts to rotate and the torque is transmitted to the drive wheel. During operation of the drive, the system of levers and rods transfers force to the swinging beams, which come into motion and simultaneously open. In the case of jamming of one of the rotary beams, the other beams stop the movement and the torque is concentrated on the jammed beam. After overcoming jamming, the rotation of all beams continues. The kinematic scheme reduces the speed of the beams at the end of the turn and the beams come to the final position with high accuracy. Under the action of the drive, the drive wheel rotates and the swivel beams are moved to the deployed position. The parallelism of the axes of the hinges connecting the strut to the base, the additional rod to the rotary beam and the strut of the axis of rotation of the beam makes it possible to carry out this rotation. The presence of a spherical hinge in the structure counteracts the inaccuracies in the manufacture of the structure and the deformations that occur when the frame is removed to the OIZZ.

После развертывания каркаса подкос с помощью средств фиксации фиксируется на основании. After the deployment of the frame, the strut using fixation means is fixed on the base.

В процессе развертывания концы подкосов с расположенными на их концах шарообразными опорами попадают во внутренние полости упоров. После попадания опоры фиксируемого элемента во внутреннюю полость упора под действием подающего усилия, воздействующего на каркас от механизма развертывания, фиксируемый элемент, за счет сужающихся боковых стенок упора опора центрируется относительно оси упора. При этом лицевая сторона опоры взаимодействует (контактирует) с упором или устанавливается относительно него с некоторым зазором после окончания воздействия на фиксируемый элемент подающего усилия. После окончания подачи опоры в полость упора по команде освобождается чека. Под действием пружины стопор поворачивается относительно его оси, его внутренняя поверхность входит в контакт с тыльной стороной опоры. За счет клинообразности стопора под действием пружины стопор зажимает опору в упоре. При этом фиксируемый элемент жестко фиксируется относительно основания. В случае наличия зазоров между опорой и внутренней поверхностью упора зазоры при этом выбираются. In the process of deployment, the ends of the struts with spherical supports located at their ends fall into the internal cavities of the stops. After the support of the fixed element enters the internal cavity of the abutment under the action of a feeding force acting on the frame from the deployment mechanism, the fixed element, due to the narrowing side walls of the abutment, the support is centered relative to the axis of the abutment. In this case, the front side of the support interacts (contacts) with the emphasis or is installed relative to it with some clearance after the end of the impact on the fixed element of the feeding force. After the support is fed into the support cavity, the check is released upon command. Under the action of the spring, the stopper rotates about its axis, its inner surface comes into contact with the back side of the support. Due to the wedge-shaped stopper under the action of the spring, the stopper clamps the support against the stop. In this case, the fixed element is rigidly fixed relative to the base. If there are gaps between the support and the inner surface of the stop, the gaps are selected.

В случае воздействия на рефлектор тепловых или механических нагрузок деформация балки ограничивается за счет дополнительной опоры, образованной подкосом, соединенным с основанием. Неизменное положение точки крепления подкоса к балке обеспечивается стабильностью его размеров, что достигается специальным выбором материалов для элементов конструкции каркаса. In the case of exposure to the reflector of thermal or mechanical loads, the deformation of the beam is limited due to the additional support formed by the strut connected to the base. The constant position of the attachment point of the strut to the beam is ensured by the stability of its dimensions, which is achieved by a special choice of materials for the structural elements of the frame.

Оценки показывают, что использование рефлектора развертываемой антенны приведенного типа позволяет разработать антенну диаметром 10 14 с предельными отклонениями отражающей поверхности теоретического профиля антенны в пределах 2 мм на боковых лепестках и 0,6 0,9 мм на центральном зеркале. Estimates show that the use of a reflector of the deployable antenna of the reduced type allows you to develop an antenna with a diameter of 10 14 with maximum deviations of the reflecting surface of the theoretical profile of the antenna within 2 mm on the side lobes and 0.6 0.9 mm on the central mirror.

Предлагаемый трансформируемый каркас работает следующим образом. The proposed transformable frame works as follows.

В сложенном положении поворотные балки с присоединенными к ним подкосами находятся по отношению к основанию в положении близком к параллельному строительной высоте основания. В таком положении, обеспечивающем минимальные габариты каркаса, он транспортируется и выводится на орбиту под обтекателем ракеты-носителя. In the folded position, the swivel beams with struts attached to them are in relation to the base in a position close to the parallel construction height of the base. In such a position, ensuring the minimum dimensions of the frame, it is transported and put into orbit under the fairing of the launch vehicle.

После выведения каркаса на ОИСЗ по команде начинается процесс развертывания каркаса. Под действием привода балки переводятся в развернутое положение. Параллельность осей шарниров соединения подкоса к поворотной балке, дополнительного стержня к основанию и подкосу оси поворота балки дает возможность осуществить этот поворот. Наличие сферического шарнира в конструкции в сочетании с возможностью поворота концов стержня друг относительно друга вокруг продольной оси стержня парирует неточности изготовления конструкции и деформации, возникающие при выведении каркаса на ОИСЗ. После развертывания каркаса подкос с помощью средств фиксации фиксируется на основании. After the carcass has been removed to the OIZZ, the team begins the process of deploying the carcass. Under the action of the drive, the beams are transferred to the expanded position. The parallelism of the axes of the hinges of the connection of the strut to the rotary beam, the additional rod to the base and the strut of the axis of rotation of the beam makes it possible to carry out this rotation. The presence of a spherical hinge in the structure in combination with the ability to rotate the ends of the rod relative to each other around the longitudinal axis of the rod counteracts the inaccuracies in the manufacture of the structure and the deformations that occur when the frame is brought out to the OIZZ. After the deployment of the frame, the strut using fixation means is fixed on the base.

В случае воздействия на каркас тепловых или механических нагрузок деформация балки ограничивается за счет дополнительной опоры, образованной подкосом, соединенным с основанием. Неизменное положение точки крепления подкоса к балке обеспечивается стабильностью его размеров, что достигается специальным выбором материалов для элементов конструкции каркаса и термостатированием основания. Так при уменьшении температуры основания, регистрируемое термодатчиками, до недопустимого уровня включается термонагреватели, приводя тепловой режим основания в заданные пределы. Экранновакуумная теплоизоляция изолирует основание от внешних тепловых потоков. Для основания с приведенными выше габаритами можно указать температурный диапазон в пределах от 10 до 20 градусов Цельсия, как диапазон, обеспечивающий при выполнении элементов конструкции каркаса из углепластика и инвара, отклонение поворотной балки от теоретического положения не более, чем на 2 мм в направлении оси симметрии рефлектора. In the case of exposure to the frame of thermal or mechanical loads, the deformation of the beam is limited due to the additional support formed by the strut connected to the base. The constant position of the attachment point of the strut to the beam is ensured by the stability of its dimensions, which is achieved by a special choice of materials for the structural elements of the frame and thermostating of the base. So, when the temperature of the base, recorded by the temperature sensors, decreases to an unacceptable level, the heaters turn on, bringing the thermal regime of the base to the specified limits. Screen vacuum insulation isolates the base from external heat fluxes. For the base with the above dimensions, you can specify the temperature range in the range from 10 to 20 degrees Celsius, as the range that ensures when the structural elements of the frame are made of carbon fiber and Invar, the deviation of the rotary beam from the theoretical position is not more than 2 mm in the direction of the axis of symmetry reflector.

Предлагаемый механизм развертывания рефлектора работает следующим образом. The proposed mechanism for deploying the reflector works as follows.

После выведения рефлектора на орбиту ИСЗ по команде на привод он начинает вращаться, и вращательный момент передается на ведущее колесо. В случае использования в соединении привода с ведущим колесом системы тросов при вращении выходного вала один из тросов разматывается, а другой наматывается на выходной вал и передает вращательный момент ведущему колесу. При использовании кольцевой опоры в конструкции механизма развертывания ролики ведущего колеса катятся по направляющим поверхностям опоры. При выведении рефлектора на ОИСЗ инерционная нагрузка от ведущего колеса через систему роликов передается на кольцевую опору и на основание. Система рычагов и тяг передает усилие на поворотные балки, которые приходят в движение и синхронно раскрываются. В случае заклинивания одной из поворотных балок, другие балки приостанавливают движению и вращательный момент концентрируется на заклинившейся балке. После преодоления заклинивания продолжается поворот всех балок. After putting the reflector into the satellite’s orbit by a command to drive it starts to rotate, and the torque is transmitted to the drive wheel. If a cable system is used to connect the drive to the drive wheel during rotation of the output shaft, one of the cables is unwound, and the other is wound on the output shaft and transmits torque to the drive wheel. When using the ring support in the design of the deployment mechanism, the rollers of the drive wheel roll along the guide surfaces of the support. When the reflector is brought to the OIZZ, the inertial load from the drive wheel is transmitted through the roller system to the ring support and to the base. The system of levers and rods transmits force to the swinging beams, which come into motion and simultaneously open. In the case of jamming of one of the rotary beams, the other beams stop the movement and the torque is concentrated on the jammed beam. After overcoming jamming, the rotation of all beams continues.

Предлагаемый механизм фиксации работает следующим образом. Во взведенном состоянии стопор с помощью чеки закреплен у основания. При этом пружина находится во взведенном состоянии, а внутренняя полость упора свободна для подачи в нее опоры фиксируемого элемента. После попадания опоры фиксируемого элемента во внутреннюю полость упора под действием подающего усилия, воздействующего на фиксируемый элемент, за счет сужающихся боковых стенок упора опора центрируется относительно оси упора. При этом ее лицевая сторона взаимодействует (контактирует) с упором или устанавливается относительно него с некоторым зазором после окончания воздействия на фиксируемый элемент подающего усилия. После окончания подачи опоры в полость упора по команде срабатывает чека, освобождая стопор. Под действием пружины стопор поворачивается относительно его оси, его внутренняя поверхность входит в контакт с тыльной стороной опоры. За счет клинообразности стопора под действием пружины стопор зажимает опору в упоре. При этом фиксируемый элемент жестко фиксируется относительно основания. В случае наличия зазоров между опорой и внутренней поверхностью упора зазоры при этом выбираются. The proposed locking mechanism works as follows. In the cocked state, the stopper is fixed at the base with a check. In this case, the spring is in the cocked state, and the internal cavity of the stop is free to feed into it the support of the fixed element. After the support of the fixed element enters the internal cavity of the abutment under the action of a feeding force acting on the fixed element, due to the narrowing side walls of the abutment, the support is centered relative to the axis of the abutment. At the same time, its front side interacts (contacts) with the emphasis or is established relative to it with a certain gap after the end of the impact on the fixed element of the feeding force. After the support has been fed into the support cavity, a check is triggered by a command, releasing the stopper. Under the action of the spring, the stopper rotates about its axis, its inner surface comes into contact with the back side of the support. Due to the wedge-shaped stopper under the action of the spring, the stopper clamps the support against the stop. In this case, the fixed element is rigidly fixed relative to the base. If there are gaps between the support and the inner surface of the stop, the gaps are selected.

Расчеты показывают, что надежность фиксации предлагаемого механизма высока. Calculations show that the reliability of fixing the proposed mechanism is high.

Наиболее целесообразно использовать предлагаемый рефлектор развертываемой антенны в конструкциях больших космических антенн спутников связи и космических радиотелескопов астрофизических космических аппаратов с диаметром отражательной поверхности антенны в развернутом положении более 10 м. It is most advisable to use the proposed deployable antenna reflector in the designs of large space antennas of communication satellites and space radio telescopes of astrophysical spacecraft with the antenna reflective surface diameter in the deployed position of more than 10 m.

Предлагаемые трансформируемый каркас и механизм развертывания могут быть использованы в конструкции параболических антенн космического назначения диаметром более 10 м с большим числом боковых лепестков, антенных фазированных решеток. Возможно использование предлагаемых трансформируемого каркаса и механизма развертывания предлагаемых типов и в крупногабаритных космических конструкциях другого назначения типа панелей солнечных батарей, концентраторах солнечной энергии, радиаторах систем терморегулирования большой площади. The proposed transformable frame and deployment mechanism can be used in the construction of parabolic space antennas with a diameter of more than 10 m with a large number of side lobes, phased array antennas. It is possible to use the proposed transformable framework and the deployment mechanism of the proposed types in large-sized space structures of another purpose such as solar panels, solar energy concentrators, radiators of large-area temperature control systems.

Предлагаемый механизм фиксации может быть использован в конструкции космических аппаратов для жесткого соединения различных его элементов: трансформируемых антеннах большого диаметра, раскладываемых антенных фазированных решетках и т.д. The proposed fixation mechanism can be used in the design of spacecraft for the rigid connection of its various elements: large-diameter transformable antennas, phased array antennas, etc.

Предлагаемые устройства в промышленных условиях могут быть изготовлены на предприятиях, разрабатывающих и изготавливающих космические аппараты. The proposed devices in industrial conditions can be manufactured at enterprises developing and manufacturing spacecraft.

Claims

1. The reflector of the deployable antenna, containing a transformable frame made in the form of a base and pivot beams fixed thereon, connected to the beam fixing mechanisms in the deployed position, each of which contains a fixed element with a spherical support, interacting with a stop and a spring-loaded stopper, a reflecting surface including a central mirror and rigid side lobes, each of which is mounted on a swing beam, and a reflector deployment mechanism comprising mounted on the base of the drive and the drive wheel connected to it, characterized in that the base is equipped with an annular power frame mounted on its end, on which a central mirror is mounted coaxially with it, and radial slots are made in the side wall of the frame, and attachment points are located on its outer surface rotary beams, with each beam equipped with a V-shaped strut, consisting of rods rigidly connected to each other at an obtuse angle, the free end of one of which is pivotally fixed to the gate beam, and on the free end of the other there is a fixed element with a spherical support, and the top of the strut is pivotally connected to an additional rod, the other end of which is pivotally connected to the base through an annular frame, one of these hinges is made spherical, and the axes of the others are parallel to the axis of rotation of the beam wherein the deployment mechanism is equipped with rods connected to the swivel beams, triangular rockers, the planes of which are parallel to the plane of the drive wheel, and levers, each of which it is pivotally mounted around the periphery of the drive wheel, the drive wheel being placed inside the base and mounted on the ring frame coaxially to the axis of symmetry of the reflector, and the rods are passed through the slot of the frame and connected to the drive wheel by means of rockers, while one rocker is fixed at one end for rotation on the base , the other is pivotally connected to the rod, and the third is pivotally with the free end of the lever, the emphasis is made in the form of a hollow truncated cone, the axis of which is placed in a plane perpendicular to the axis of rotation of the ball ki.

2. The reflector according to claim 1, characterized in that the attachment points of the additional rods to the base are located along the height of the base between the attachment points of the swing beams and the attachment points to the base of the stops.

3. The reflector according to claim 1, characterized in that the rotary beams are made of straight knees rigidly connected at an angle to each other, each of which is connected at least at one point with a side lobe.

4. The reflector according to claim 1, characterized in that in the expanded position the axis of the strut rods on which the fixed elements are placed are located in a plane perpendicular to the axis of symmetry of the antenna.

5. Transformable frame containing a base and pivot beams fixed thereon, made with the possibility of fixing relative to the base in the deployed position, characterized in that each beam is equipped with a V-brace, consisting of rods rigidly connected to each other at an obtuse angle, free end one of which is pivotally mounted on the rotary beam, and the free end of the other is provided with means for fixing the beam on the base, while the top of the strut is pivotally connected to an additional rod, the other end otorrhea pivotally connected to the base, with one of these hinges is made spherical, and the other axis parallel to the pivot axis of the beam.

6. The frame according to claim 5, characterized in that the additional rod is arranged to rotate its ends relative to each other around its longitudinal axis, and the hinge for attaching the strut to the rotary beam is made spherical.

7. The frame according to claim 5, characterized in that the base is thermostated.

8. The deployment mechanism of the reflector, comprising a drive mounted on the base of the reflector, a drive wheel connected to it, and a drive wheel coaxial to the axis of symmetry of the reflector, and traction connected to the rotary beams of the reflector, characterized in that it is equipped with triangular rockers, the planes of which are parallel to the plane of the drive wheel, and levers, each of which is pivotally mounted on the periphery of the drive wheel, while the drive wheel is placed inside the base, and the rods of the swing beams are connected to the drive wheel by means of a swing lock, moreover, at each rocking chair, one end is fixed with the possibility of rotation on the base, the other is pivotally connected to the rod, and the third is pivotally with the free end of the lever.

9. The mechanism of claim 8, characterized in that the drive is connected to the drive wheel using two cables, the first ends of which are fixed to the rim of the drive wheel on opposite sides of the drive output shaft, and the second are fixed to the drive output shaft, while the cables are wound on the output shaft of the drive in opposite directions.

10. The mechanism of claim 8, characterized in that it is equipped with an annular support mounted on a base concentric to the driving wheel, on the inner surface of which is facing the driving wheel, guide surfaces are made, the drive wheel is equipped with rollers located on its rim interacting with the guide surfaces ring support.

11. A locking mechanism comprising a fixed element with a spherical support interacting with a stop and a spring-loaded stopper, characterized in that the stop is made in the form of a hollow truncated cone, slots are made in its side surface, and the stopper is made in the form of a hammered crescent-shaped wedge, installed with the possibility of rotation, coming in rachekovannom state in the slot of the support with the possibility of covering the back of the support.

12. The mechanism according to claim 11, characterized in that the rear side of the support is made in the form of a cylinder whose axis is parallel to the axis of rotation of the stopper.

13. The mechanism according to p. 11, characterized in that the surface of the crescent wedge interacting with the support is made in the form of a cylindrical surface, the guide of which is used a logarithmic spiral.

14. The mechanism according to claim 11, characterized in that the crescent wedge is made in the form of a fork with two curved teeth.