Разработка композитной силовой конструкции космического аппарата с ядерной энергетической установкой

Одной из основных задач космической отрасли является увеличение относительной массы ПГ, доставляемого КА на целевую орбиту около заданного космического тела. Среди методов решения задачи – применение более эффективных ДУ и снижение массы элементов КА. Вне атмосферы наибольшего удельного импульса достигают ЭРД, однако им требуется бортовой источник электроэнергии высокой мощности. Во внешней области Солнечной системы самым высоким значением удельной электрической мощности [Вт(э)/кг] обладают ЯЭУ. Таким образом, наибольшей весовой эффективности в этих условиях достигают КА с ЭРДУ, питающейся от бортовой ЯЭУ. Поэтому снижение массы силовой конструкции КА с ЯЭУ является актуальной задачей. Объектом исследования является силовая конструкция КА с ЯЭУ, а предметами исследования – ее прочность, жесткость и устойчивость. Аналогом выбрана силовая конструкция КА NEP KBOO (с. 27). Цель работы – снижение массы элементов силовой конструкции КА с ЯЭУ за счет использования КМ с высокими удельными механическими характеристиками и применения методов параметрической оптимизации. Впервые разработаны параметризованные механические модели композитных сетчатых элементов силовой конструкции, учитывающие анизотропию свойств материала и слоистую структуру ребер, универсально пригодные для определения их напряженно-деформированного состояния и форм потери устойчивости. Описываемые композитные сетчатые элементы состоят из спиральных и кольцевых ребер, а также 2 силовых шпангоутов на торцах, производятся методом намотки однонаправленного препрега на оправку конической или цилиндрической формы. Параметризация выполнена в среде Workbench программного комплекса ANSYS версии 2019R1. Разработана методика проектного расчета силовой конструкции КА с ЯЭУ, включающей в себя композитные сетчатые элементы, с учетом нагрузок, действующих на нее на активном участке траектории РН. Показано значительное снижение проектной массы элементов конструкции за счет использования КМ с высокими удельными механическими характеристиками и применения методов параметрической оптимизации.

Космические исследования
Дипломы

Вуз: Московский государственный технический университет имени НЭ Баумана (МГТУ им. НЭ Баумана)

ID: 60ecf4b8e4dde50001ea73bb
UUID: 9b5b3630-c5ac-0139-3e2f-0242ac180005
Язык: Русский
Опубликовано: около 3 лет назад
Просмотры: 48

11.06

Ярослав Чегиринский

Московский государственный технический университет имени НЭ Баумана (МГТУ им. НЭ Баумана)


1

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 4,9 МБ


Поделиться работой
Current View

Рецензии:

  Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Для лиц старше 18 лет