Расчёт основных служебных систем сверхмалых космических аппаратов (СМКА). Проектирование корпуса на основе теории тонких оболочек и методом конечных элементов. Определение баллистических параметров космических аппаратов, условий освещенности и обзора.
Аннотация к работе
Проектирование служебных систем СМКАНагрузки на КА определяются исходя из перегрузок на наиболее нагруженных этапах эксплуатации: при транспортировке, установке РН на стартовую позицию (2 случая нагружения: начало и конец подъема), выведении на орбиту (2 случая: случай максимальной продольной и максимальной поперечной перегрузки). Значения перегрузок и угловых ускорений для всех этапов получены из статистических данных. Угловое ускорение при установке РН на стартовую позицию Максимальная длинна стержней, из которых состоит каркас КА 4 - Случай максимальной поперечной перегрузкисверхмалый космический апарат проектированиеСтержень 20*2 длинна стержня Модуль упругости предел текучести , П а момент инерции сечения стержня площадь поперечного сечения стержня Расчет на местную устойчивость гибкость стержня коэффициент характеризующий заделку стержня - стержень жестко заделан с обоих концов Критическое напряжение при потере общей устойчивости по формуле Эйлера: Коэффициент запаса общей устойчивостиМетод конечных элементов (МКЭ) - основной метод современной вычислительной механики, лежащий в основе подавляющего большинства современных программных комплексов, предназначенных для выполнения расчетов инженерных конструкций на ЭВМ. Метод конечных элементов позволяет практически полностью автоматизировать расчет механических систем, хотя, как правило, требует выполнения значительно большего числа вычислительных операций по сравнению с классическими методами механики деформируемого твердого тела. Поэтому знание основ метода конечных элементов и современных программных средств, позволяющих на его основе решать разнообразные задачи, в наше время для инженера является абсолютно необходимым. В МКЭ исследуемая конструкция мысленно разбивается на отдельные части - конечные элементы, соединяющиеся между собой в узлах. Каждый отдельно конечный элемент должен быть достаточно простым, чтобы имелась возможность легко определить перемещения и напряжения в любой его части по заданным перемещениям узлов.На рисунке 1.2 видно напряженно - деформированное состояние одного стержня . напряжение в стержне равномерно , 130 МПА ,что соответствует теоретическим расчетам.Материал изготовления - алюминиевый сплав 2219-T81 : Предел текучести Плотность к г /м3 к г /м2 - удельная маса панели 1/c - угловая скорость раскрытия панели Длина панели м м - ширина панели м м2 - площадь панели Функция, выражающая форму колебанийСлучай освещенной стороны орбиты км высота круговой орбиты суток - время работы вт вт вт сек период обращения сек-время пребывания на теневом участке орбиты сек - время пребывания на освещенном участке орбиты сек - длительность сеанса связи КПДАБ по энергии энергия, получаемая АБ при заряде энергия,отдаваемая АБ при разряде Вт сек-1 коэффициент интенсивности деградации БС запас мощности, учитывающий потери от воздействия космической среды коэффициент запаса, учитывающий термоциклирование коэффициент запаса, учитывающий неточность ориентации панелей суммарный коэффициент запаса по мощности Случай теневой стороны орбиты км высота суток - срок активного существования вт вт вт сек период обращения сек время пребывания на теневом участке орбиты сек время пребывания на освещенном участке орбиты сек длительность сеанса связи Вт мощность БС сек - 1 коэффициент интенсивности деградации БС запас мощности, учитывающий потери от воздействия космической среды коэффициент запаса, учитывающий термоциклирование коэффициент запаса, учитывающий неточность ориентации панелей суммарный коэффициент запаса по мощностиТепловая труба (Рис.2) - это герметичное испарительно-конденсационное теплопередающее устройство, в котором перенос теплоты осуществляется за счет парообразования и испарения жидкости, а перенос теплоносителя осуществляется за счет сил поверхностного натяжения.[1] При расчете основных характеристик ТТ рассматривается совокупность одновременно протекающих процессов двух типов: · термодинамический процесс переноса тепла; Описание процесса сводится к составлению уравнения теплового баланса перепадов температур на отдельных участках ТТ, сумма которых не должна превысить располагаемый температурный перепад между зоной испарения и конденсации. где - температурный напор; - перепад температур в стенке конденсатора; - перепад температур в фитиле конденсатора; - перепад температур в стенке испарителя; - перепад температур в фитиле испарителя. Для устойчивой работы ТТ требуется выполнение уравнения гидравлического баланса где - капиллярный напор; - потери давления в жидкой фазе; - потери давления в паровой фазе; - потери давления, вызванные действием массовых сил (в расчете =0 т.к. Расчет ведется в первом приближении, поэтому пренебрегаем «малыми» параметрами процесса: · Тепло от стенки к жидкости и от пара к стенке передается мгновенно;Получены следующие параметры ТТ: Qmax=100 Вт - максимальной теплопередающей способностью; 0.
План
Оглавление
Введение
1.Расчет конструктивно-силовой схемы КА
1.1. Определение нагрузок действующих на КА
1.2 Расчет корпуса на основе теории тонких оболочек
1.3 Расчет корпуса методом конечных элементов
1.3.1 Теория метода конечных элементов
1.3.2 Результаты расчета
1.4 Расчет панелей СБ
2 Расчет параметров СЭС
3 Расчет СОТР на основе тепловых труб
Заключение
Список литературы
1. Расчет конструктивно-силовой схемы КА
1.1. Определение нагрузок действующих на корпус КА