ВЛИЯНИЕ РАЗБРОСА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЕПЛАСТИКА НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ ФОРМОСТАБИЛЬНОСТЬ ПАНЕЛИ ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ «МИЛЛИМЕТРОН» | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 25 > №4 / 2020 / Страницы: 509-521

ВЛИЯНИЕ РАЗБРОСА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК УГЛЕПЛАСТИКА НА ТЕМПЕРАТУРНУЮ ФОРМОСТАБИЛЬНОСТЬ ПАНЕЛИ ГЛАВНОГО ЗЕРКАЛА КОСМИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ «МИЛЛИМЕТРОН»

, , , ,

Аннотация:

Высокомодульный углепластик является одним из наиболее широко используемых материалов для изготовления прецизионных размеростабильных элементов конструкций космических телескопов. В частности, он применяется при создании панелей главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон». Для обеспечения уникальных характеристик телескопа обсерватории к точности отражающей поверхности панелей, а также к их температурной формостабильности в условиях работы при сверхнизких температурах (до 4,5 К) предъявляются очень высокие требования. Удовлетворить данные требования представляется возможным благодаря тому, что выбранный высокомодульный углепластик характеризуется сочетанием низкого коэффициента линейного термического расширения с высокой удельной жесткостью и низкой плотностью. Однако несмотря на уникальные физико-механические и теплофизические свойства материала, существует ряд факторов, связанных как с его природой, так и с технологическими особенностями, которые могут значительно ухудшить точность отражающей поверхности и температурную формостабильность панелей главного зеркала. Среди таких факторов особенно выделяется разброс физико-механических характеристик монослоя углепластика. В работе представлено исследование влияния разброса физико-механических характеристик монослоя углепластика на основные параметры температурной формостабильности панели главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон» (среднеквадратическое отклонение отражающей поверхности и фокусное расстояние), проведенное с помощью численного инженерного анализа методом конечных элементов. Приведено описание конструкции панели, представлены методы разработки и верификации ее математической модели, а также особенности обработки результатов расчета температурных деформаций. Результаты численного анализа позволяют утверждать, что созданная из углепластика конструкция панели главного зеркала космической обсерватории «Миллиметрон» обладает высокой температурной формостабильностью, а требования, предъявляемые к точности отражающей поверхности панелей в условиях эксплуатации, выполняются.

34