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俄罗斯采用复合材料研制出大尺寸精密天线反射器
2019/06/04

  来自俄科学院西伯利亚分院网站的报道,该分院计算技术研究所与国立西伯利亚科技大学(克拉斯诺亚尔斯克市)及俄罗斯“卫星信息系统”股份公司的联合科研团队共同完成了陆基大尺寸天线反射器及天基可转换大尺寸精密天线反射器的结构设计,研发出发射器的制造工艺,采用复合材料制备出反射器的样机,所研发大尺寸精密天线反射器的工频在42.5 – 44.5及18.2 - 21.2GHz频率范围,具有重量轻、几何结构稳定、抗温变、高刚性的特点,可用于轨道航天器及地面接收站。相关成果发布在“西伯利亚科学”报上。

  在该联合项目研发中,计算技术研究所承担天线反射器承重结构设计及大尺寸精密天线反射器的结构设计、强度校核任务。由于此类天线反射器应同时具备重量轻、刚度高、抗温变及结构稳定的特性,在研发过程中需解决变形力学、空气动力学、热传导学等领域的一系列技术难题,科研人员根据反射器运输、展开和使用条件对所采用的复合材料进行了极限状态、力学强度、材料变形和破坏的校核和试验及反射器结构可靠性的研究,在此基础上形成了反射器结构性能校核试验规程。采用该规程以及本所的多尺度数据模型确定了结构不均匀件及反射器复合材料结构变形的特征,研究了结构极限状态的特点,并采用计算机仿真进行了反射器结构的优化处理。

  大尺寸反射器结构强度校核的最佳技术方案按照两层级方式进行,初层级的草图设计是采用简化的数学模型对有限指标进行校核,以评价所构建结构的可行性及性能,之后的第二层级技术设计对结构方案进行全指标校核,并根据行业标准形成零件图,由此最终制定符合结构稳定性、强度、寿命、可靠性等技术指标要求的若干设计方案,从中选取最优方案。

  计算技术所本项目完成的成果是建立了天线承重结构优化以及大尺寸精密反射器设计校核的基础,形成了天基和陆基复合材料天线的设计图纸,并确定了结构质保技术要求。

  此项科研工作得到了俄联邦科学和高等教育部专项资金的支持。

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