Просмотр сведений о научной статье
Обложка номера
![№2 2023](journal/archive/44/cover.jpg)
Заголовок
Оценка методов снижения виброактивности электронасосного агрегата космических аппаратовАвторы
О.В. Широбоков, С.А. Матвеев, Н.С. Слободзян, А.В. ГорбуновОрганизация
Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д. Ф. Устиноваг. Санкт-Петербург, Российская Федерация
Аннотация
В статье характеризуется космический аппарат как средство выполнения различных задач, в том числе с применением прецизионного оборудования. Делается акцент на вибрации как на одном из воздействующих факторов и на необходимости низкого уровня вибрации на борту космического аппарата. Среди источников вибрации выделяется электронасосный агрегат систем терморегулирования и ставится актуальная задача по достижению низкой виброактивности при разработке нового образца для перспективных космических аппаратов. Обозначается комплексный подход к решению поставленной задачи с рассмотрением электронасосного агрегата как системы и выделением нескольких направлений для достижения среднеквадратичного значения виброускорения 0,01g и ниже. Подробно описываются возможные методы снижения виброактивности по каждому из направлений и реализованные решения в разработанном образце. Описывается несколько вариантов исполнения электронасосного агрегата для экспериментального определения уровня вибрации в виде среднеквадратичного значения виброускорения в диапазоне частот 5–1000 Гц. По результатам эксперимента оценивается вклад в снижение виброактивности по нескольким направлениям. Сделан вывод о том, что только комплексный подход позволяет достичь очень низкой виброактивности при разработке электронасосного агрегата.Ключевые слова
электронасосный агрегат, система терморегулирования, космический аппарат, комплексный подход, снижение виброактивностиСписок литературы
[1] Телепнев П. П., Кузнецов Д. А. Методы виброзащиты прецизионных космических аппаратов. Химки : АО «НПО Лавочкина», 2019. 263 с.
[2] ГОСТ Р 53802-2010: Системы и комплексы космические. Термины и определения. Королев : ФГУП ЦНИИмаш, 2010. 27 с.
[3] Коротков Е. Б., Широбоков О. В., Матвеев С. А., Юдина З. А. Обзор электронасосных агрегатов систем терморегулирования космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2021. Т. 5. № 4. С. 198–207.
[4] Двирный В. В., Двирный Г. В., Хныкин А. В., Голованова В. В., Крушенко Г. Г. Обеспечение длительного ресурса малорасходных нагнетателей // Исследования наукограда. 2014. № 3. С. 12–20.
[5] Liu W., Znang Y., Li Z., Dong W. Control performance simulation and tests for microgravity active vibration isolation system onboard the Tianzhou-1 cargo spacecraft // Astrodynamics. 2018. № 2 (4). pp. 339–360.
[6] Saggin B., Scaccabarozzi D., Comolli L. Long-term vibration monitoring onboard mars express mission // Journal of Spacecraft and Rockets. 2014. vol. 51. no. 51. pp. 1664–1672. doi: 10.2514/1.A32752.
[7] Жуков Ю. А., Коротков Е. Б., Матвеев С. А., Слободзян Н. С., Широбоков О. В. Виброзащита прецизионного оборудования космических аппаратов от внутренних источников возмущений // Космические аппараты и технологии. 2021. Т. 5. № 4. С. 217–226. doi: 10.26732/j.st.2021.4.05.
[8] Вибрации в технике : справочник. Т. 6. Защита от вибрации и ударов. М. : Машиностроение, 1981. 456 с.
[9] Матвеев С. А., Широбоков О. В., Слободзян Н. С., Горбунов А. В. Конструктивные и программно-алгоритмические методы снижения уровня вибрации электронасосного агрегата космического аппарата // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021. № 27. С. 34–36. doi: 10.26160/2474-5901-2021-27-34-36.
[10] Brennen C. E. Hydrodynamics of pumps. Cambridge University Press, 2011. 301 p.
[11] Горбунов А. В., Матвеев С. А., Тестоедов Н. А., Леканов А. В., Порпылев В. Г. Герметичный многоступенчатый центробежный электронасос. Пат. № 2791265 Российская Федерация, 2023. Бюл. № 7.
[12] Боровиков М. А., Доманов В. И., Доманов А. В. Оперативная диагностика вентильного двигателя на автономном объекте // Тезисы докладов науч.-прак. конф. «Электротехника и энергетика Поволжья на рубеже тысячелетий», Чебоксары. 2001. С. 35–37.
[13] Боровиков М. А., Доманов В. И., Доманов А. В. Вопросы построения автомобильного вентильного электропривода с микроконтроллерной системой управления // Вестник УлГТУ. 2000. № 1. С. 66–70.
[14] Юдина З. А., Синиченко М. И., Ладыгин А. П., Синьковский Ф. К., Усманов Д. Б. Причины возникновения вибрации в агрегате электронасосном космического аппарата и способы ее снижения // Космические аппараты и технологии. 2021. Т. 5. № 2. С. 63–76. doi: 10.26732/j.st.2021.2.01.
[15] Чернавский С. А. Подшипники скольжения. М. : Машгиз, 1963. 243 с.
[16] Introduction to pump rotordynamics [Электронный ресурс]. URL: https://www.sto.nato.int/publications/STO%20Educational%20Notes/RTO-EN-AVT-143/EN-AVT-143-09.pdf (дата обращения: 15.03.2023).
[17] Морковин А. В., Плотников А. Д., Борисенко Т. Б. Теплоносители для тепловых труб и наружных гидравлических контуров систем терморегулирования автоматических и пилотируемых космических аппаратов // Космическая техника и технологии. 2015. № 3. С. 89–99.
[18] Шмарин Я. А. Повышение эффективности электропривода объемного гидронасоса многоколесной автотранспортной платформы : дис. канд. техн. наук: 05.09.03. Челябинск, 2017. 150 с.
[19] Матвеев С. А., Тестоедов Н. А., Слободзян Н. С., Гончаров В. О., Киселев А. А., Баленко Н. А. Отказоустойчивая система управления электронасосным агрегатом космического назначения // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2021. № 2. С. 37–44.
[20] Томасов В. С., Ловлин С. Ю., Егоров А. В. Алгоритмы компенсации пульсаций момента прецизионного электропривода на базе синхронной машины с постоянными магнитами // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 2 (84). С. 77–83.
[21] Kim I., Nakazawa N., Kim S., Park Ch., Yu Ch. Compensation of torque ripple in high performance BLDC motor drives // Control Engineering Practice. 2010. vol. 18. issue 10. pp. 1166–1172. doi: 10.1016/j.conengprac.2010.06.003.
[22] Nakao N., Tobari K., Sugino T., Ito Yo., Mishima M., Maeda D. Torque ripple suppression control for PMSMs using feedforward compensation and online parameter estimation // IEEJ Journal of Industry Applications. 2021. vol. 141. no. 1. pp. 18–27. doi: 10.1541/ieejjia.20003337.
[23] В Самарском университете им. Королева прошли испытания устройств виброзащиты для ракеты-носителя «Союз-5» [Электронный ресурс]. URL: https://ssau.ru/news/18746-v-samarskom-universitete-im-korolevaproshli-ispytaniya-ustroystv-vibrozashchity-dlya-rakety-nositelya-soyuz-5 (дата обращения: 13.03.2023).
[24] Участие в миссии ExoMars 2016 [Электронный ресурс]. URL: http://onil1.ru/news/48-exomars2016.html (дата обращения: 13.03.2023).
Дополнительные сведения
Работа выполнена в рамках НИОКТР комплексного проекта «Создание высокотехнологичного импортозамещающего производства высокоресурсных элементов систем исполнительной автоматики транспортной и авиационно-космической техники, обеспечивающей освоение и использование Мирового Океана, Арктики и Антарктики» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (соглашение № 075-11-2019-077 от 13.12.2019) в соответствии с постановлением Правительства РФ от 09.04.2010 № 218.
Цитирование данной статьи
Широбоков О.В., Матвеев С.А., Слободзян Н.С., Горбунов А.В. Оценка методов снижения виброактивности электронасосного агрегата космических аппаратов // Космические аппараты и технологии. 2023. Т. 7. № 2. С. 107-115. doi: 10.26732/j.st.2023.2.03
Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.