Расчет антенны, предназначенной для радиотелескопа, страница 11

По устройству механизма развертывания антенны делят на группы:

1.  механические – элементы конструкции соединены в единую механическую схему; развертывание производится за счет энергии пружин или деформированных упругих элементов конструкции изменением их взаимного углового положения;

2.  вращающиеся – раскрытие осуществляется за счет центробежных сил, возникающих при вращении антенны вокруг фокальной оси;

3.  пневматические – раскрытие за счет создания избыточного давления во внутренних полостях конструкций;

4.  пиротехнические – развертывание в результате взрыва небольшого заряда или группы зарядов;

5.  комбинированные – раскрытие за счет комбинации действий перечисленных механизмов развертывания.

По способу укладки зеркала в транспортируемое положение антенны классифицируются на группы:

1.   надувные:

а)   трубчатые;

б)   однополостные;

2.   механические:

а)   зонтичные с ребрами:

–   жесткими;

–   гибкими;

–   складными;

б)   кольцевые;

в)   сборные;

г)   секторные;

д)   ферменные.

Исходя из литературных источников [8], выбираю зонтичную конструкцию антенны с жесткими ребрами и пневматическим механизмом развертывания. Складные антенны зонтичного типа сочетают в себе простоту и легкость конструкции, сравнительно невысокую стоимость с приемлемыми электродинамическими характеристиками. Эти антенны из-за сравнительно большой жесткости каркаса зеркала наиболее устойчивы к ветровым нагрузкам, и поэтому применяются как в космических, так и в наземных подвижных радиотехнических станциях.

Складное зеркало содержит жесткие ребра с заданным (т.е. параболическим) профилем, расположенные радиально относительно центральной ступицы и шарнирно соединенные с ней. Эти ребра образуют каркас, поддерживающий поверхность главного зеркала, выполненную из металлической сетки или металлизированной ткани. При свертывании ребра складываются к оси симметрии зеркала.

Выбор материала отражающей поверхности складного зеркала оказывает существенное влияние на радиотехнические и конструктивные параметры антенны. Материал отражающей поверхности должен быть гибким и эластичным, обеспечивать многократность свертывания и развертывания без изменения своих характеристик, иметь минимальные массу, разрушаемость при местных механических повреждениях и обратную выпуклость при натяжении, необходимую прочность при использовании растягивающих усилий, обеспечивать работоспособность при неблагоприятных воздействиях, иметь минимальное лобовое сопротивление и возможно больший коэффициент отражения электромагнитных волн.

Из материалов, разработанных для механических конструкций, наиболее полно предъявляемым требованиям удовлетворяют трикотажные сетеполотна. Металлизированные тканевые материалы по сравнению с ними имеют большую массу и меньшую эластичность, обладают большим «матрацным эффектом» при натяжении на ребра параболической формы и большой жесткостью. Металлические трикотажные основовязальные сетеполотна отличаются высокой эластичностью, гибкостью, малой сминаемостью, минимальной разрушаемостью петельной структуры при местных повреждениях. Эти свойства обусловлены как структурой трикотажных переплетений, так и характеристиками металлических нитей, образующих сетеполотно.

Сетеполотна из металлической хромоникелевой проволоки диаметром 0,05 мм по механическим свойствам лучше всех исследованных материалов.

Чертеж механизма крепления ребер (шарнирный) представлен в Приложении 3. Ребра 1 зеркала шарнирно прикреплены к ступице 2. В нижней части ступицы имеется кольцевой подвижный толкатель 3, связанный жесткими тягами 4 с каждым ребром. Толкатель приводится в движение гидравлическим механизмом и, выдвигаясь, поворачивает ребра. Толкатель представляет собой втулку, движущуюся вдоль направляющих канавок. Толкатель перемещается под воздействием поршня, который в сою очередь продвигается под действием избыточного давления, создаваемого гидравлическим механизмом.