Рефлектор развертываемой антенны, его трансформируемый каркас, механизм развертывания и механизм фиксации

Рефлектор развертываемой антенны, его трансформируемый каркас, механизм развертывания и механизм фиксации

Реферат

 

Изобретения относятся к области антенной техники и могут быть использованы в высокоточных складных антеннах большого диаметра с жесткой отражающей поверхностью, применяемых на связных спутниках и астрофизических космических аппаратах, снабженных радиотелескопами. В рефлекторе, содержащем трансформируемый каркас с поворотными балками, соединенные с механизмами фиксации, отражающую поверхность и механизм развертывания рефлектора новым является то, что основание снабжено установленным на его торце кольцевым силовым шпангоутом, причем в боковой стенке шпангоута выполнены радиальные прорези, а на ее наружной поверхности расположены узлы крепления поворотных балок. Каждая балка снабжена V-образным подкосом, состоящим из жестко соединенных друг с другом под тупым углом стержней, свободный конец одного из которых шарнирно закреплен на поворотной балке, а на свободном конце другого расположен фиксируемый элемент. Вершина подкоса шарнирно соединена с дополнительным стержнем, его другой конец шарнирно соединен с основанием. Механизм развертывания снабжен тягами, соединенными с поворотными балками, треугольными качалками и рычагами, каждый из которых шарнирно закреплен по периферии ведущего колеса. Тяги пропущены сквозь прорези шпангоута и соединены с ведущим колесом посредством качалок. Механизм фиксации содержит упор, шарообразную опору и подпружиненный стопор. Стопор выполнен в виде серповидного клина, внутренняя поверхность которого взаимодействует с тыльной стороной опоры. Упор механизма фиксации выполнен в виде полого усеченного конуса, ось которого размещена в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки. Это позволяет разработать антенну диаметром 10 - 14 м с предельными отклонениями отражающей поверхности теоретического профиля антенны в пределах 2 мм на боковых лепестках и 0,6 - 0,9 мм на центральном зеркале. 4 с. и 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретения относятся к области антенной техники и могут быть использованы в высокоточных складных антеннах большого диаметра с жесткой отражающей поверхностью, применяемых на связных спутниках и астрофизических космических аппаратах, снабженных радиотелескопами.

Известно устройство рефлектора развертываемой антенны по патенту США N 4899167 (НКИ 343-915, МПК H 01 Q 15/20). Рефлектор и его каркас содержат основание, выполненное в форме силового кольца, и силовой каркас боковых лепестков, развертываемый и фиксируемый в раскрытом положении с помощью тяги привода механизма развертывания рефлектора. В конструкцию рефлектора введены силовые стержни, совмещающие в себе функции привода. Как правило, подобное совмещение в одном устройстве двух или нескольких разнородных функций приводит к ухудшению основных показателей устройства. В данном случае вследствие ошибок привода, наличия большого числа шарнирных соединений размеростабильность трансформируемого каркаса невелика. Точность и надежность механизма фиксации, включающего несколько тяг и тросиков, также невелика. В целом рефлектор не обладает достаточной надежностью поддержания высокой точности поверхности в течение длительного космического полета.

Известен рефлектор развертываемой антенны (см. заявку ФРГ 3621578, МПК H 01 Q 15/20, 1988 г.), включающий отражающую поверхность, состоящую из жестких лепестков, связанных с основанием (центральной частью каркаса), механизм развертывания и фиксации. Недостатком этого технического решения является то, что консольное крепление лепестков на механизме развертывания и фиксации при отсутствии силовых элементов каркаса на лепестках не гарантирует сохранение требуемой точности в рабочем положении рефлектора. Из-за перекоса и смещения лепестков друг относительно друга при развертывании антенны в рабочее положение не гарантируется требуемая точность отражающей поверхности.

Известно устройство трансформируемого каркаса (см. "Использование солнечной энергии при космических исследованиях", сб. статей, М. "Мир", 1964, стр. 205-224), который включает основание, выполненное в форме центрального опорного кольца, и силовой набор лепестков, содержащий жесткий швеллер, идущий по краю лепестков для придания свободным краям зеркальной оболочки необходимой жесткости. Этот каркас не обладает высокой размеростабильностью при малой высоте швеллера, а при большой не может быть компактно сложен в транспортное положение.

Известен механизм развертывания рефлектора (см. авт. свид. СССР 1795530 (МПК H 01 Q 15/14), который включает установленный на основании (центральной части каркаса) привод, связанный с ведущим зубчатым колесом, и тягу, соединенную с жестким лепестком рефлектора. Тяга связана с ведущим колесом через зубчатый сектор. Каждый лепесток рефлектора снабжен таким механизмом. Вследствие наличия в составе рефлектора большого числа этих механизмов общая надежность развертывания рефлектора невелика. Вероятность успешного развертывания рефлектора в космических условиях снижается и за счет возможной несинхронности работы отдельных механизмов, вследствие чего при развертывании отдельные лепестки могут столкнуться друг с другом.

Известно устройство механизма фиксации лепестков (см. "Использование солнечной энергии при космических исследованиях", сб. статей, М. "Мир", 1964, стр. 209-210), содержащий упоры, размещаемые на фиксируемых элементах. В процессе развертывания точно установленные упоры за счет их плотного смыкания системой тросов обеспечивает фиксацию фиксируемых элементов, однако надежность фиксации лепестка недостаточна. Известно устройство рефлектора развертываемой антенны (см. авт. свид. СССР 1795530, H 01 Q 15/14), выбранное в качестве прототипа для заявляемого технического решения "Рефлектор развертываемой антенны". Рефлектор включает трансформируемый каркас, отражающую поверхность, механизм развертывания и механизм фиксации. Трансформируемый каркас выполнен в виде основания (центральная часть каркаса) и закрепленных на нем поворотных балок (тяг), соединенных с механизмами фиксации балки в развернутом положении. Каждый из механизмов фиксации содержит фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующий с размещенными на основании упором (упорная пластина) и подпружиненным стопором. Стопор выполнен в виде подпружиненного шара, установленного с помощью кронштейна на основании. Отражающая поверхность включает центральное зеркало и жесткие боковые лепестки, каждое из которых закреплено на поворотной балке (тяге). Механизм развертывания рефлектора содержит установленный на основании привод и связанное с ним ведущее колесо (зубчатое колесо).

В сложенном положении жесткие лепестки расположены вдоль оси симметрии рефлектора над поверхностью центрального зеркала антенны. Под действием механизма развертывания лепестки переводятся в развернутое состояние и фиксируются в этом положении. Однако, вследствие недостаточной размеростабильности каркаса и недостаточной надежности фиксации лепестка в развернутом положении точность поверхности зеркала антенны не является достаточной для использования этого технического решения в антеннах большого диаметра (10 и более метров), предназначенных для работы в диапазонах 12 20 ГГц и выше. Кроме того, вследствие наличия в составе рефлектора большого числа механизмов развертывания общая надежность развертывания рефлектора невелика.

В качестве прототипа для технического решения "Трансформируемый каркас" выбран каркас по авт. свид. СССР 1795530 (МПК H 01 Q 15/14). Каркас этого рефлектора содержит основание (центральную часть каркаса) и закрепленные на нем поворотные балки, выполненные с возможностью фиксации относительно основания в развернутом положении. Поворотные балки по этому решению выполнены в форме тяг, соединенных с торцами боковых лепестков и установленных с возможностью поворота относительно основания и фиксации относительно него. Однако этот каркас не обладает достаточной размеростабильностью. Например при воздействии тепловых потоков консольно закрепленные на основании балки принимают дугообразную форму, вследствие этого искривляются и все соответствующие лепестки антенны, возникает большое отклонение конца лепестка от первоначального положения.

В качестве прототипа для технического решения "Механизм развертывания рефлектора" выбран механизм развертывания, приведенный в патенте США 4899167 (НКИ 343-915, МПК H 01 Q 15/20, фиг. 3 и 3а), который включает установленный на основании рефлектора привод, связанное с ним и установленное вдоль оси симметрии рефлектора ведущее колесо и тяги, соединенные с поворотными балками рефлектора. В начальном положении тяги расположены в радиальном направлении по отношению к ведущему колесу, под действием привода ведущее колесо поворачивается и в конце развертывания тяги переводятся в положение, близкое к касательной к ведущему колесу. При этом происходит развертывание лепестков рефлектора. Однако при этой кинематической схеме механизма происходит ускоренное движение лепестка: минимальная скорость характерна для начала движения, а максимальная в конце развертывания, вследствие этого ухудшается точность развертывания. Кроме того, этот механизм нельзя использовать для развертывания рефлекторов с большим числом лепестков, так как в ограниченных габаритах нельзя расположить на ведущем колесе узлы соединения большого числа тяг и ведущего колеса, обеспечив при этом подход тяг к ведущему колесу по касательной.

В качестве прототипа для технического решения "Механизм фиксации" выбран механизм фиксации, приведенный в авт. свид. СССР 1795530 (МПК H 01 Q 15/14). Этот механизм фиксации содержит фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующий с размещенными на основании упором и подпружиненным стопором. Фиксируемым элементом в этом техническом решении является пластина с клиновидной заходной частью, на ней размещена шарообразная опора. На основании антенны размещены упоры, выполненные в виде пазов для шарообразных опор. На основании размещен и стопор, выполненный в виде подпружиненного шара, с помощью кронштейна установленного на основании. При работе фиксируемый элемент отжимает стопор, при этом шарообразная опора входит в ответные пазы упора. Лицевая сторона шарообразной опоры взаимодействует при этом с упором. Стопор фиксирует фиксируемый элемент в заданном положении. Однако неточности изготовления механизма фиксации могут не обеспечить стабильность положения при вхождении шарообразных опор в пазы упора. Подобные ошибки механизма могут также возникать вследствие температурных деформаций упорной пластины и элементов механизма, на которых установлены шаровые опоры. Кроме того, последовательное расположение упорной поверхности (паза), шарообразной опоры и пружины стопора обуславливает упругость всего механизма. Эти факторы приводят к недостаточной надежности механизма фиксации, его точности и жесткости.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением "Рефлектор развертываемой антенны", является разработка рефлектора развертываемой антенны, обеспечивающего минимальную вероятность отклонения контура зеркала рефлектора от теоретического обвода в условиях длительного космического полета, допускающего надежное трансформирование из сложенного положения в развернутое и фиксации в развернутом положении при минимальных габаритах в сложенном положении и минимальной массой конструкции.

Технической задачей, решаемой предлагаемым трансформируемым каркасом, является разработка размеростабильного в условиях длительного космического полета каркаса, отличающегося небольшими габаритами в сложенном положении и минимальной массой, допускающего надежное развертывание.

Технической задачей, решаемой предлагаемым механизмом развертывания рефлектора, является разработка механизма развертывания рефлектора с большим числом лепестков, обеспечивающего развертывание с большой точностью в условиях массово-габаритных ограничений.

Технической задачей, решаемой предлагаемым механизмом фиксации, является разработки механизма фиксации, обеспечивающего надежную фиксацию элементов конструкции.

Указанные задачи решаются следующим образом.

В известном рефлекторе развертываемой антенны, содержащем трансформируемый каркас, выполненный в виде основания и закрепленных на нем поворотных балок, соединенных с механизмами фиксации балки в развернутом положении, каждый из которых содержит фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующей с размещенными на основании упором и подпружиненным стопором, отражающую поверхность, включающую центральное зеркало и жесткие боковые лепестки, каждый из которых закреплен на поворотной балке, и механизм развертывания рефлектора, содержащий установленный на основании привод и соединенные с ним ведущее колесо, новым является то, что основание снабжено установленным на его торце кольцевым силовым шпангоутом, на котором соосно ему закреплено центральное зеркало, причем в боковой стенке шпангоута выполнены радиальные прорези, а на ее наружной поверхности расположены узлы крепления поворотных балок. Каждая балка при этом снабжена V-образным подкосом, состоящем из жестко соединенных друг с другом под тупым углом стержней, свободный конец одного из которых шарнирно закреплен на поворотной балке, а на свободном конце другого расположен фиксируемый элемент с шарообразной опорой, причем вершина подкоса шарнирно соединена с дополнительным стрежнем, другой конец которого шарнирно соединен с основанием через кольцевой шпангоут. Один из этих шарниров выполнен сферическим, а оси других параллельны оси поворота балки. Механизм развертывания снабжен тягами, соединенными с поворотными балками, треугольными качалками, плоскости которых параллельны плоскости ведущего колеса, и рычагами, каждый из которых шарнирно закреплен по периферии ведущего колеса. Его ведущее колесо размещено внутри основания и установлено на кольцевом шпангоуте соосно оси симметрии рефлектора, а тяги пропущены сквозь прорези шпангоута и соединены с ведущим колесом посредством качалок. У каждой качалки один конец закреплен с возможностью поворота на основании, другой шарнирно соединен с тягой, а третий шарнирно со свободным концом рычага. Упор механизма фиксации выполнен в виде полого усеченного конуса, ось которого размещена в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки.

Узлы крепления дополнительных стержней к основанию могут быть расположены по высоте основания между узлами крепления поворотных балок и узлами крепления к основанию упоров.

Кроме того, поворотные балки могут быть выполнены из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, каждое из которых по крайней мере в одной точке соединено с боковым лепестком.

Кроме того, в развернутом положении оси стержней подкосов, на которых размещены фиксируемые элементы, могут быть расположены в плоскости перпендикулярной оси симметрии антенны.

Заявляемые технические решения на трансформируемый каркас, механизм развертывания рефлектора и механизм фиксации представляют собой части заявляемого технического решения на рефлектор развертываемой антенны и могут быть использованы не только в нем, но и в составе других устройств или самостоятельно.

В известном трансформируемом каркасе, содержащем основание и закрепленные на нем поворотные балки, выполненные с возможностью фиксации относительно основания в развернутом положении, новым является то, что каждая балка снабжена V-образным подкосом, состоящим из жестко соединенных друг с другом под тупым углом стержней, свободный конец одного из которых шарнирно закреплен на поворотной балке, а свободный конец другого снабжен средством фиксации балки на основании. При этом вершина подкоса шарнирно соединена с дополнительным стержнем, другой конец которого шарнирно соединен с основанием. Один из этих шарниров выполнен сферическим, а оси других параллельны оси поворота балки.

Дополнительный стержень может быть выполнен с возможностью поворота его концов относительно друг друга вокруг его продольной оси, а шарнир крепления подкоса к поворотной балке при этом может быть выполнен сферическим.

Кроме того, основание каркаса может быть выполнено термостатированным.

В известном механизме развертывания рефлектора, содержащем установленный на основании рефлектора привод, связанное с ним и установленное вдоль оси симметрии рефлектора ведущее колесо и тяги, соединенные с поворотными балками рефлектора, новым является то, что он снабжен треугольными качалками, плоскости которых параллельны плоскости ведущего колеса, и рычагами, каждый из которых шарнирно закреплен по периферии ведущего колеса. Ведущее колесо помещено внутри основания, тяги поворотных балок соединены с ведущим колесом посредством качалок. У каждой качалки один конец закреплен с возможностью поворота на основании, другой шарнирно соединен с тягой, а третий шарнирно с свободным концом рычага.

Кроме того, привод может быть связан с ведущим колесом с помощью двух тросов, первые концы которых закреплены на ободе ведущего колеса по разные стороны от выходного вала привода, а вторые закреплены на выходном валу привода, при этом тросы намотаны на выходном валу привода в противоположных направлениях.

Механизм развертывания может быть снабжен установленной на основании концентрично ведущему колесу кольцевой опорой, на внутренней поверхности которой, обращенной к ведущему колесу, выполнены направляющие поверхности, а ведущее колесо снабжено расположенными на его ободе роликами, взаимодействующими с направляющими поверхностями кольцевой опоры.

В известном механизме фиксации, содержащем фиксируемый элемент с шарообразной опорой, взаимодействующий с размещенными на основании упором и подпружиненным стопором, новым является то, что упор выполнен в виде полого усеченного конуса, в боковой поверхности которого выполнены прорези. Стопор выполнен в виде зачекованного серповидного клина, установленного с возможностью поворота, заходящего в расчекованном состоянии в прорези опоры с возможностью охвата тыльной стороны опоры.

Тыльная сторона опоры может быть выполнена в виде цилиндра, ось которой параллельна оси поворота стопора.

Поверхность серповидного клина, взаимодействующая с опорой, может быть выполнена в виде цилиндрической поверхности, в качестве направляющей которой использована логарифмическая спираль.

Кроме того, серповидный клин может быть выполнен в виде вилки с двумя изогнутыми зубьями.

Совокупность сформулированных признаков позволяет создать рефлектор развертываемой антенны, обеспечивающий минимальную вероятность отклонения контура зеркала рефлектора от теоретического обвода в условиях длительного космического полета, допускающего надежное трансформирование из сложенного положения в развернутое и фиксацию в развернутом положении при минимальных габаритах в сложенном положении и минимальной массе конструкции.

Надежное раскрытие рефлектора обеспечивается характером выполнения подвижных соединений, обеспечивающих трансформацию рефлектора из сложенного положения в развернутое и последующую фиксацию его в развернутом положении. Шарнирное закрепление на основании и в вершине подкоса дополнительного стержня, в сочетании с шарнирным закреплением V-образного подкоса на поворотной балке вместе с условием параллельности этих шарниров оси поворота радиальной балки обеспечивает возможность трансформирования каркаса, а выполнение одного из этих шарниров сферическим обеспечивает парирование каркасом в процессе развертывания неточностей изготовления. Использование для развертывания каркаса ведущего колеса, расположенного внутри основания вдоль оси симметрии рефлектора, и соединено с ним через рычаги и качалки поворотных балок, обеспечивает синхронность развертывания лепестков. Кроме того, наилучшие условия надежной фиксации каркаса на основании после развертывания, обеспечиваются при использовании конусной формы упора с осью, размещенной в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки. Эти особенности рефлектора обеспечивают надежное его раскрытие.

Поворотная балка бокового лепестка в сочетании с V-образным подкосом, один конец которого выполнен с возможностью фиксации на основании, и дополнительным стержнем образует размеростабильный силовой набор. В случае неравномерного теплового нагрева поверхности зеркала большая жесткость полученного каркаса в направлении параллельном оси симметрии антенны обуславливает минимальные температурные деформации каркаса и зеркала. Этот эффект усиливается за счет разнесения по высоте основания узла крепления поворотной балки, узла фиксации на основании V-образного подкоса и узла крепления дополнительного подкоса.

При решении задачи создания рефлектора с минимальными отклонениями отражающей поверхности от теоретического профиля рефлектора существенную роль играют и конструктивные особенности механизма фиксации. Вне зависимости от случайных отклонений в процессе раскрытия из-за неточности механизма развертывания и из-за температурных деформаций все лепестки и их каркасы гарантированно подтянутся на свои места. Это достигается за счет затягивания шарообразных опор в упоры основания серповидными клиньями механизма фиксации.

Особенности выполнения основных составных частей трансформируемого каркаса, механизма развертывания и механизма фиксации и их взаимоположения обеспечивают минимальные габариты и минимальную массу рефлектора. Включение в конструкцию основания кольцевого силового шпангоута с размещением на его наружных поверхностях узлов крепления поворотных балок и дополнительных стержней в сочетании с установкой на его внутренней поверхности ведущего колеса механизма развертывания обеспечивает восприятие статических и динамических нагрузок от каркаса при выделении антенны на орбиту искусственного спутника Земли (ОИСЗ) и в процессе раскрытия каркаса с минимальными затратами массы конструкции, а также необходимую жесткость и размеростабильность раскрытого рефлектора на ОИСЗ. При этом выполняется и условие минимизации габаритов рефлектора.

Наиболее целесообразно так выбирать размеры основных формообразующих элементов рефлектора, чтобы оси колен V-образных подкосов, на которых расположены опоры, в развернутом положении располагались в плоскости, перпендикулярной оси симметрии рефлектора: в этом случае выполняются требования по минимальной массе рефлектора и требования минимальных его габаритов в сложенном положении.

Выполнение поворотных балок из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, каждое из которых по крайней мере в одной точке соединено с боковым лепестком, обеспечивает при минимальных затратах массы большую точность отражающей поверхности. Для сравнительно простых в изготовлении прямолинейных колен удается реализовать наиболее высокие параметры по отклонениям отражающей поверхности от теоретического профиля.

Минимальная масса конструкции рефлектора и каркаса развертываемого рефлектора, его размеростабильность достигается за счет наличия в составе конструкции дополнительного стержня, соединенного с основанием и подкосом, разнесения по высоте основания узлов крепления поворотной балки, стержня и узлов фиксации на основании подкосов в указанной последовательности за счет выполнения шарнира крепления V-образного подкоса к поворотной балке сферическим. В этом случае реализуется ферменная конструкция, которая оптимальным образом воспринимает продольные нагрузки, воздействующие на нее, например при выведении антенны в сложенном положении на орбиту, а в раскрытом положении обладает большой жесткостью и размеростабильностью. Для обеспечения размерной стабильности ферменной конструкции достаточно, чтобы стержни, составляющие ее стабильно сохраняли только один параметр-длину, поэтому для элементов фермы удается подобрать материалы в наибольшей степени соответствующие решаемой задаче.

Совокупность сформулированных признаков позволяет разработать трансформируемый размеростабильный в условиях длительного космического полета каркас, отличающийся минимальными габаритами в сложенном положении и небольшой массой, допускающего надежное развертывание.

Поворотная балка с V-образным подкосом, один конец которого выполнен с возможностью фиксации на основании, и дополнительным стержнем образует размеростабильный силовой набор. В случае неравномерного теплового нагрева большая жесткость полученного каркаса в направлении параллельном плоскости подкоса обуславливает минимальные температурные деформации каркаса.

Надежное раскрытие каркаса обеспечивается и характером выполнения подвижных соединений, обеспечивающих трансформацию каркаса из сложенного положения в развернутое и последующую фиксацию его в развернутом положении. Шарнирное закрепление на основании и в вершине подкоса дополнительного стержня, в сочетании с шарнирным закреплением V-образного подкоса на поворотной балке вместе с условием параллельности этих шарниров оси поворота поворотной балки обеспечивает возможность трансформирования каркаса, а выполнение одного из этих шарниров сферическим обеспечивает парирование каркасом в процессе развертывания неточностей его изготовления. Этот эффект усиливается при выполнении дополнительного стержня с возможностью поворота его концов друг относительно друга вокруг его продольной оси, а шарнира крепления подкоса к поворотной балке сферическим.

Важную роль в обеспечении размеростабильности каркаса выполняет и термостабилизация основания: это дает возможность значительно снизить требования к материалам, из которых выполнено основание, и использовать, традиционные для космической техники алюминиевые сплавы.

Совокупность сформулированных признаков позволят разработать механизм развертывания рефлектора с большим числом лепестков, обеспечивающего развертывание с большой точностью в условиях массово-габаритных ограничений.

Соединение тяг механизма развертывания с ведущим колесом посредством шарнирно соединенных друг с другом рычагов и качалок позволяет реализовать кинематическую схему, оптимальную для использования в космических условиях. Включение в нее треугольной качалки дает возможность расположить тяги максимально близко по касательной к ведущему колесу с целью полного использования момента вращения на ведущем колесе. Реализация этой кинематической схемы обеспечивает также возможность размещения тяги относительно ведущего колеса под углами, близкими к 90 градусам, в течение всего периода движения ведущего колеса. Это дает возможность создать механизм, способный развертывать большое число лепестков, так как тяги лепестков свободно стыкуются через небольшого размера качалки и рычаги с ведущим колесом при небольших габаритах и массе основных элементов. Несмотря на достаточно большой диаметр ведущего колеса, масса его сравнительно невелика, так как оно может быть выполнено в виде полого кольца небольшого поперечного сечения. Механизм удобно размещается по периферии внутренней поверхности основания, занимает небольшой объем при надежной жесткости и прочности имеет небольшую массу. Закрепление одного из концов треугольной качалки с возможностью поворота на основании придает механизму дополнительную жесткость. Это повышает точность механизма.

Особенности соединения привода с ведущим колесом с помощью двух тросов и установки ведущего колеса в кольцевой опоре внутри основания также снижает габариты и массу механизма.

Совокупность сформулированных признаков позволяет создать механизм фиксации, отличающийся надежным креплением элементов и небольшими габаритами.

Это достигается за счет выполнения шарообразной опоры с лицевой стороной, контактирующей с конусным упором, а тыльной стороной со стопором, выполненным в виде зачекованного серповидного клина. Подпружиненный серповидный клин, в расчекованном состоянии заходя в прорези упора, надежно прижимает за счет сил трения опору к упору, выбирая при этом неточности срабатывания при подаче фиксируемого элемента во внутреннюю полость опоры и неточности, обусловленные тепловыми деформациями. Кроме того, создается необходимая, достаточно высокая жесткость соединяемых элементов. Выполнение упора в форме конуса обеспечивает надежный захват опоры фиксируемого элемента в процессе его пространственного движения, что в сочетании с наличием прорезей в его боковой поверхности для доступа стопора к опоре обеспечивает небольшие габариты устройства.

Тыльную сторону опоры наиболее целесообразно выполнять в форме цилиндрической поверхности, ось которой параллельна оси поворота стопора, что дает наилучшие условия для заклинивания взаимодействующих поверхностей.

Внутреннюю поверхность серповидного клина, взаимодействующую с тыльной стороной опоры, целесообразно выполнять в форме цилиндрической поверхности, в качестве направляющей которой использована логарифмическая спираль. В этом случае для процесса заклинивания характерна стабильность зажимного усилия.

Фиксация соединяемых элементов происходит особенно надежно при выполнении серповидного клина в виде вилки с двумя зубьями.

Сущность предлагаемых технических решений иллюстрируется следующими чертежами: фиг. 1 изометрическое изображение рефлектора в сложенном положении; фиг. 2 рефлектор в развернутом положении; фиг. 3 взаимное положение основных частей рефлектора в сложенном и развернутом положении; фиг. 4 продольный разрез рефлектора и механизма развертывания; фиг. 5 сечение верхнего торца основания (механизм развертывания не показан); фиг. 6 сечение нижнего торца основания; фиг. 7 изометрическое изображение трансформируемого каркаса в разложенном положении; фиг. 8 узел крепления поворотной балки; фиг. 9 дополнительный стержень с поперечным разрезом; фиг. 10 механизм развертывания, вид сверху; фиг. 11 узел крепления качалки к ведущему колесу, фиг. 12 узел крепления ведущего колеса к кольцевой опоре, фиг. 13 схема механизма фиксации; фиг. 14 15 стопор; фиг. 16 опора и фиксируемый элемент.

Предлагаемый рефлектор развертываемой антенны устроен следующим образом.

Рефлектор содержит трансформируемый каркас, отражающую поверхность, механизм фиксации каждого лепестка и механизм развертывания.

Отражающая поверхность содержит центральное зеркало 1 и боковые лепестки 2.

Трансформируемый каркас содержит основание 3, поворотные балки 4, V-образные подкосы 5 и дополнительные стержни 6. Основание 3, может быть выполнено в виде цилиндра. Основание снабжено кольцевым силовым шпангоутом 7, установленным на торце основания. В боковой стенке шпангоута выполнены радиальные прорези 8.

Поворотные балки 4 установлены на наружной поверхности силового кольцевого шпангоута 7 с возможностью поворота относительно основания (поз. 9-ось поворота балки относительно основания) и фиксации относительно него в развернутом положении. В развернутом положении поворотные балки размещены относительно кольцевого шпангоута по радиальному направлению: их продольные оси расположены в плоскостях, проходящих через ось кольцевого шпангоута и ось симметрии рефлектора. Положение оси поворота 9 балки относительно основания определяется особенностями требуемого пространственного поворота бокового лепестка из сложенного положения в развернутое. Так при переводе бокового лепестка из сложенного положения над центральным зеркалом при диаметре рефлектора 10 14 м с цилиндрическим основанием диаметром от одного до трех метров при наличии 27 боковых лепестков рефлектора, эту ось удобно разместить следующим образом: расстояние от оси симметрии рефлектора до узла вращения балки 1200 1500 мм, проекция оси поворота на плоскость, перпендикулярную оси симметрии рефлектора, направлена под углом 75 80 градусов к проекции оси балки, а в плоскости, проходящей через ось балки и ось симметрии рефлектора, угол между проекцией оси поворота на эту плоскость и осью симметрии рефлектора лежит в диапазоне 30 40 градусов.

Центральное зеркало 1 отражающей поверхности соосно закреплено на силовом кольцевом шпангоуте 7. Боковые лепестки 2 отражающей поверхности закреплены на поворотных балках 4. При этом, как показано на фиг. 3, поворотные балки могут быть выполнены из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, каждое из которых по крайней мере в одной точке соединено с боковым лепестком.

V-образный подкос (фиг. 7) состоит из двух жестко соединенных под тупым углом стержней 10 и 11. Свободный конец стержня 11 шарнирно закреплен на поворотной балке с помощью шарнира 12, на свободном конце другого стержня 10 размещен фиксируемый элемент 13 механизма фиксации.

К вершине V-образного подкоса шарнирно присоединен дополнительный стержень 6 (поз. 14 ось шарнира соединения дополнительного стержня к вершине V-образного подкоса), другой его конец шарнирно закреплен на наружной поверхности силового кольцевого шпангоута 7 основания (поз. 15 ось шарнира крепления дополнительного стержня к основанию).

Один из шарниров 12, 14 или 15 выполнен сферическим. Оси двух других шарниров расположены параллельно оси поворота 9 балки. На фиг. 7 показано выполнение сферическим шарнира крепления V-образного подкоса к поворотной балке, а оси шарниров соединения дополнительного стержня к подкосу и основанию параллельны оси поворота балки.

Механизм развертывания рефлектора содержит привод 16, ведущее колесо 17, тяги 18, рычаги 19, треугольные качалки 20. Привод, в качестве которого наиболее целесообразно использовать электродвигатель, установлен на основании рефлектора. Ведущее колесо 17 механизма установлено соосно оси симметрии рефлектора, помещено внутри основания и соединено с кольцевым силовым шпангоутом. Ведущее колесо может быть установлено с помощью установочных элементов 21, 22, 23 и кольцевой силовой опоры 24. Ведущее колесо соединено с приводом с помощью передачи, в качестве которой может быть использована зубчатая передача или рассматриваемая ниже передача с использованием системы тросов 25, 26. Тяги 18 соединены с поворотными балками 4 рефлектора и пропущены сквозь прорези 8 шпангоута. По периферии ведущего колеса с помощью шарниров 27 закреплены рычаги. Треугольные качалки 20 закреплены на основании, их плоскости параллельны плоскости ведущего колеса. На фиг. 11 показан вариант закрепления качалки на основании через кольцевую опору 24. У каждой качалки один конец закреплен с помощью шарнира 28 с возможностью поворота на основании, другой с помощью шарнира 29 соединен с тягой, а третий с помощью шарнира 30 со свободным концом рычага.

Рефлектор снабжен однотипными механизмами фиксации балки в развернутом положении, число которых равно числу используемых поворотных балок.

Каждый механизм фиксации содержит фиксируемый элемент 13 с шарообразной опорой 31, размещенный на основании упор 32, взаимодействующий с опорой 31 и подпружиненный стопор 33. Упор выполнен в виде полого усеченного конуса, ось 34 которого размещена в плоскости, перпендикулярной оси поворота балки 9. Стопор выполнен подпружиненным, например, с помощью растянутой пружины 35, один конец которой закреплен на основании 3, а другой связан со стопором 33. Во взведенном состоянии пружина растянута, а стопор зафиксирован с помощью чеки 36 на основании 3. Фиксируемый элемент 13 с шарообразной опорой размещен на свободном конце V-образного подкоса 5.

Узлы крепления к основанию поворотных балок, дополнительных стержней и упоров удобно размещать по высоте основания так, что узлы крепления дополнительных стержней к основанию располагались по строительной высоте основания между узлами крепления балок и упоров.

Целесообразно выполнять балки из прямолинейных колен, жестко соединенных под углом друг к другу, при этом каждое из них, по крайней мере, в одной точке соединено с боковым лепестком, как показано на фиг. 3.

Наиболее целесообразно выбирать размеры конструктивных элементов рефлектора так, чтобы в развернутом положени