Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

РАЗРАБОТКА, АНАЛИЗ И ИСПЫТАНИЯ АРРЕТИРА ЗАТВОРА ОБЗОРНОЙ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ

 

© 2020 г.      Bo Zhao, Wei Liang, Enhai Liu, Renkui Jiang

В фазе запуска спутниковой обзорной астрономической камеры ее затвор испытывает серьезные динамические нагрузки, что приводит к необходимости фиксировать на это время его подвижные детали для предотвращения повреждений. Предложена система с упругим элементом, выполняющая такое фиксирование. В соответствии с рассчитанными требованиями к фиксирующему вращательному моменту в общем виде определено значение необходимого усилия, развиваемого упругим элементом, и соответствующее значение прилагаемого крутящего момента. Чем меньше прилагаемые к упругому элементу усилия, тем более надежно его функционирование. Проведена оптимизация толщины элемента и расстояния между его концами по критерию достижения снижения максимальных усилий с 1070 до 666 МПа, что соответствует техническим требованиям. Проведено компьютерное моделирование методом конечных разностей, а также экспериментальные проверки, показавшие следующее. Теоретически рассчитанные, полученные в результате моделирования и экспериментально зависимости для вращательного момента, развиваемого двигателем привода, находятся в хорошем соответствии; то же относится к фиксирующему усилию. Всеми этими методами показана достижимость значения вращающего момента 25 Н м, что превышает требуемое значение 20 Н м. Компьютерное моделирование показало, что усилие, развиваемое упругим элементом в момент фиксации, 602 МПa при коэффициенте запаса 1,42 удовлетворяет технические требования. Таким образом, предложенная система с упругим элементом решает проблему надежной фиксации экрана затвора на этапе вывода аппаратуры.

Ключевые слова: обзорная камера, затворный механизм, оптимизация размера, упругий элемент.

 

 

Astronomical survey camera shutter locking mechanism design and analysis and testing

© 2020   B. Zhao*, **, W. Liang*, E. H. Liu*, R. K. Jiang*

*   Institute of Optics and Electronics, Chinese Academy of Sciences, Chengdu, China

** University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China

E-mail: liangwei@ioe.ac.cn

УДК 510

Submitted: 21.05.2020

DOI:10.17586/1023-5086-2020-87-09-33-43

During the launch phase of the survey camera, its shutter will experience a harsh dynamic environment. We proposed an elastic compression scheme to prevent the shutter blade from hitting the surrounding structure. The elastic member has a maximum stress at each stage of locking. In order to make this stress as small as possible, we optimized the thickness of the elastic member from 1070 to 666 MPa, which met the safety factor requirement. We performed finite element simulations and experiments on the locking mechanism, and the results showed that: the motor torque curves obtained from theoretical calculations, simulation analysis and tests coincided well. The maximum locking torque of the locking mechanism obtained by theoretical calculations, simulation analysis and experiments also coincided well, and all three of them were within the design target of about 25 N m, which met the requirements of shutter locking torque greater than 20 N m. Our proposed elastic compression scheme effectively solved the problem of blade fixation during the shutter launch phase.

Keywords: survey camera, locking mechanism, size optimization, finite element.

OCIS codes: 110.0110, 220.0220

 

REFERENCES

1.    Wei J.F., Zhao R.J., Guan F.L. Development trend of spaceborne antenna structure // Space Electron. Technol. 2002. V. 1. P. 49–54.

2.   Shang L.B., Wang A.P., Wang K. Application of locking/unlocking device based on liquid metal in space deployable mechanism // Manned Spaceflight. 2012. V. 48. № 15. P. 90–95.

3.   Jani J.M., Leary M., Subic A., et al. A review of shape memory alloy research applications and opportunities // Materials & Design. 2014. V. 56. № 4. P. 1078–1113.

4.   Yoo Y.I., Jeong J.W., Lim J.H., et al. Development of a nonexplosive release actuator using shape memory alloy wire // Review of Scientific Instruments. 2013. V. 84. № 1. P. 015005-1–8.

5.   Tak W., Lee M., Kim B. Ultimate load and release time controllable non-explosive separation device using a shape memory alloy actuator // J. Mechanical Science &Technol. 2011. V. 25. № 5. P. 1141–1147.

6.   Peffer A., Denoyer K., Fosness E., et al. Development and transition of low-shock spacecraft release devices // Aerospace Conf. Proc. IEEE. 2000. P. 277–284.

7.    Buckley S., Fosness E., Gammill W. Deployment and release devices efforts at the Air Force Research Laboratory space vehicles directorate // AIAA Space. 2001. Conf. and Exposition. 2001. P. 4601–4608.

8.   Wu X.Z., Li Y.K. Low melting point alloy // Rare Metal Materials and Eng. 1984. V. 1. P. 53–56.

9.   Stewart A.C., Hair J.H. Intricacies of using Kevlar cord and thermal knives in a deployable release system: Issues and solutions // Proc. 36th Aerospace Mechanisms Symp. Cleveland: Glenn Research Center, 2002. P. 243–356.

10.       Li X.L., Jiang S.Q., Liu B. Release reliability validation tests and evaluation methods for the hold-down and release mechanism using thermal knife // Spacecraft Eng. 2012. V. 21. № 2. P. 123–126.

 

 

Полный текст