Разработка, анализ и испытания арретира затвора обзорной астрономической камеры

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Zhao Bo, Liang Wei, Liu Enhai, Jiang Renkui. Astronomical survey camera shutter locking mechanism design and analysis and testing (Разработка, анализ и испытания арретира затвора обзорной астрономической камеры) // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 9. С. 33–43. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-09-33-43

Zhbanova V.L. Design and investigation of a digital photocolorimeter [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2020. V. 87. № 9. P. 33–43. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2020-87-09-33-43

Ссылка на англоязычную версию:

B. Zhao, W. Liang, E. H. Liu, and R. K. Jiang, "Astronomical survey camera shutter locking mechanism design, analysis, and testing," Journal of Optical Technology. 87(9), 527-534 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000527

Аннотация:

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

Коды OCIS: 110.0110, 220.0220

Список источников:

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. 36^th 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.