Разработка беспроводной системы управления формой крупногабаритных трансформируемых наземных и космических конструкций с применением прецизионных приводов

Мероприятие 1.2, очередь 08, Лот №1

Тема проекта: Разработка беспроводной системы управления формой крупногабаритных трансформируемых наземных и космических конструкций с применением прецизионных приводов

Сроки проведения работ: 2017-2019 гг

Соглашение № 14.574.21.0165 от «26» сентября 2017 г. на период 2017 - 2020 гг.
ПНИ осуществляется при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации

Общий объем бюджетного финансирования: 45 млн. руб.

Уникальный идентификатор ПНИ: RFMEFI57417X0165

Цели и задачи проекта: Разработка технологии беспроводной передачи энергии и информации для прецизионных микромеханических приводов, позволяющих создавать крупногабаритные трансформируемые конструкции космического базирования с высоким качеством формообразующей поверхности повышающие эффективность космических систем связи и навигации для обеспечения связанности территории Российской Федерации и обеспечивает коммерческую привлекательность на внешних рынках широкополосных услуг связи.

Ожидаемые результаты проекта:

  • Будут разработаны малогабаритные легкие энергосберегающие электромеханические исполнительные устройства, обеспечивающие необходимые линейные перемещения управляющих шнуров для управления формой крупногабаритных трансформируемых механических конструкций космического и наземного базирования
  • Будут разработаны промежуточные накопители энергии полевого или космического исполнения с длительным хранением запасенной энергии.
  • Будет создана беспроводная система управления формой крупногабаритных космических и наземных конструкций.

Перспективы практического использования:

  1. Создание активной системы поддержания формы конструкции при парировании основных возмущающих воздействий и/или ликвидации их последствий с минимальными энергозатратами.
  2. Успешное решение задачи поддержания заданной формы сетеполотна может привести:
    •    к качественному улучшению параметров рефлектора при передаче и приеме сигнала.
    •    для наземных конструкций – и к радикальному снижению массы вследствие исключения пассивной жесткости за счет большого количества вспомогательных конструкций, применяемых для обеспечения необходимой жесткости и сопротивления деформациям.

Индустриальный партнер: Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева

Проект поддержан технологической платформой: «Национальная информационная спутниковая система»

Проект поддержан предприятиями промышленности: АО «Сибирские приборы и системы»


BSUF KTK 1

Научно-исследовательская часть при БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, коллективом НИЛ РИУС (Научно-исследовательская лаборатория Радиоэлектронных Информационных Управляющих Систем) и ОКБ (Опытное Конструкторское Бюро) в 2018 году провела работу по созданию макетного образца беспроводной системы управления формой крупногабаритных трансформируемых конструкций. Перечень проведенных работ:

  1. Разработана циклограмма работы, структура, состав и алгоритм функционирования БСУФ КТК;
  2. Проведены патентные исследования в области беспроводных систем управления в соответствии с ГОСТ 15.011-96;
  3. Исследованы вопросы износа электромеханических передач с повышенным передаточным отношением, предназначенных для работы:
    а) в условиях вакуума;
    б) в условиях вакуума и расширенного диапазона температур.
  4. Исследованы возможности достижения необходимой плотности энергии лазерного луча для выбора оптимальных способов последующего фотоэлектрического преобразования энергии лазерного луча при беспроводной передаче:
    а) в нормальных условиях;
    б) в вакууме и в условиях космического пространства.
  5. Исследованы вопросы применения и разработки электромеханических и микромеханических устройств в составе исполнительных устройств, предназначенных для работы:
    а) в условиях вакуума;
    б) в условиях вакуума и расширенного диапазона температур.
  6. Разработана конструкции макетного образца БСУФ КТК;
  7. Изготовлен макетный образец БСУФ КТК;
  8. Изготовлено стендовое оборудование для проведения ЛОИ макетного образца БСУФ КТК;
  9. Проведено математическое моделирование КТК и СУФ КТК, проведен анализ результатов математического моделирования;
  10. Доработана математическая модель СУФ КТК до математической модели БСУФ КТК;
  11. Проведено математическое моделирование БСУФ КТК, проведен анализ результатов математического моделирования, уточнены математические модели БСУФ КТК;
  12. Разработана конструкции стендового оборудования для проведения ЛОИ макетного образца БСУФ КТК;
  13. Проведены ЛОИ макетного образца БСУФ КТК и осуществлен анализ их результатов для изготовления экспериментальных образцов;
  14. Разработана конструкция макетного образца БСУФ КТК в части выбора промежуточных накопителей энергии для электромеханических исполнительных устройств и исполнительных электромеханических устройств БСУФ КТК;
  15. Разработано программно-методическое обеспечение ЛОИ макетного образца БСУФ КТК;
  16. Разработан и изготовлен измерительно- испытательный стенд (рабочее место) для исследования и испытаний макетного и экспериментального образцов БСУФ КТК;
  17. Разработаны требования на БСУФ КТК;
  18. Разработаны технические решения БСУФ КТК для макетирования;
  19. Разработан фрагмента КТК (фасеты) космического или наземного базирования;
  20. Изготовлен и предоставлен Получателю субсидии фрагмента КТК (фасеты) для испытаний.

BSUF KTK 2


Общий итог работ

Макетный образец функционирует исправно, реализована передача энергии и информации через лазер на актуаторы, управляющие формой сетеполотна антенны. Реализован алгоритм поиска актуатора в пространстве и наведения лазерного луча на фотопреобразователь актуатора. Настроен прием и обработка полученной актуатором информации и ее преобразование в управляющий сигнал для исполнительного устройства корректировки формы.


Основные цели на 2019 год

  • Отладка и оптимизация разработанных алгоритмов
  • Минимизация массогабаритных характеристик актуаторов
  • Применение лазера с высокой оптической мощностью
  • Создание более мощного фотопреобразователя
  • Реализация системы накопления и хранения энергии
  • Проведение мероприятий с целью популяризации результатов работы
  • Публикация в международных журналах
  • Патентование разработанных алгоритмов и полезных моделей