Несмотря на достигнутые значительные успехи в области проек-
тирования раскрывающихся (трансформируемых) крупногабаритных
космических конструкций, важной остается задача обеспечения плав-
ного и надежного раскрытия крупногабаритных конструкций, прежде
всего, ферменного типа, состоящих из десятков, сотен и даже тысяч
взаимосвязанных элементов, при гарантированном обеспечении их по-
следующего функционирования.
В настоящее время в литературе широко представлены исследо-
вания, посвященные моделированию динамики раскрытия солнечных
батарей космических аппаратов различных кинематических схем. Од-
нако они, как правило, не относятся к конструкциям ферменного типа.
На основании изложенного можно констатировать, что при очевидных
запросах практики в выполненных ранее исследованиях почти нет све-
дений о методах анализа динамики раскрытия конструкций фермен-
ного типа и оценки их работоспособности на этапе создания, включая
проектирование, изготовление, экспериментальную отработку, а также
моделирование различных нештатных ситуаций.
Рассматриваемые конструкции образованы двумя поясами, соеди-
ненными между собой диагональными стержнями. Пояса выполнены
из складывающихся стержней. Один из поясов связан со штангой,
которая закреплена на космическом аппарате (КА). Пояс, связанный
со штангой, будем называть верхним поясом, а другой пояс — ниж-
ним. Узловые шарнирные соединения верхнего пояса располагаются
на образующей поверхности, которая может быть плоской или осесим-
метричной. Сам же верхний пояс может не иметь какую-либо симме-
трию [1]. Базовая ячейка верхнего и нижнего поясов — треугольник,
образованный тремя складывающимися стержнями, а базовая ячейка
рассматриваемых ферменных конструкций — тетраэдр, образованный
тремя диагональными и тремя складывающимися стержнями. На базе
конструкции элементарной ячейки в форме тетраэдра можно постро-
ить ферменные модули разнообразных пространственных форм (сфе-
рические, цилиндрические, параболические и другие поверхности) с
различными очертаниями внешнего контура. Габаритные размеры со-
здаваемой ферменной конструкции определяются конкретными тре-
бованиями решаемой технической задачи.
Складывающиеся стержни выполнены из двух равных трубчатых
элементов, соединенных шарниром с пружинами. При складывании
ферменной конструкции трубчатые элементы складывающихся стерж-
ней верхнего и нижнего поясов поворачиваются в шарнирах узловых
соединений и шарнирах, соединяющих их, убираются внутрь кон-
струкции и располагаются между диагональными стержнями (рис. 1).
Диагональные стержни поворачиваются в своих шарнирах узловых
соединений и сближаются, занимая при укладке параллельное поло-
жение. Радиоотражающая поверхность, закрепленная на складываю-
щихся стержнях, при складывании убирается внутрь каркаса. Габарит-
ные размеры укладки по высоте определяются длиной диагональных
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 2 99
