РАЗВЕРТЫВАЕМЫЙ РЕФЛЕКТОР Российский патент 1994 года по МПК H01Q15/16 

Изобретение относится к антенной технике и может быть использовано при создании развертывающихся зеркальных, рупорных антенн, а также в других аналогичных конструкциях.

Известна рупорная антенна, состоящая из эластичной металлизированной пленки, образующей грани рупора, и упругой металлической ленты круглого профиля, образующей ребра рупора. Один конец ленты жестко закреплен у основания рупора на волноводном фланце, другой подвижный конец намотан на катушку, которая снабжена проводковой вилкой, заканчивающейся металлическим кольцом. К кольцу жестко прикреплен стопорный кронштейн, связывающий катушку с расчековывающим устройством, расположенным на волноводном фланце.

Недостатком данного устройства является необходимость фиксации свернутых ребер в катушке, а также применения расчековывающих устройств, снижающих надежность работы. Кроме того, неуправляемость развертывания ленты с катушки приводит к большим динамическим нагрузкам при раскрытии.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Это достигается тем, что в развертываемом рефлекторе, содержащем ступицу и закрепленные на ней эластичную токопроводящую оболочку и радиальные штанги, выполненные из упругих профилированных лент, соединенных по кромкам, каждая радиальная штанга снабжена продольным фалом, закрепленным концами на ступице и на вершине этой штанги, а эластичная токопроводящая оболочка закреплена на продольных фалах при помощи поперечных фалов, ленты выполнены многослойными, с чередованием слоев, в которых наведена продольная кривизна, со слоями, в которых наведена поперечная кривизна, причем величина продольной кривизны слоев увеличивается при удалении от места закрепления на ступице, и внутренние полости штанг соединены с источником изменения давления.

На фиг. 1 изображен развертываемый рефлектор, общий вид; на фиг. 2 - то же, в транспортном положении; на фиг. 3 - радиальная штанга, профиль поперечного сечения; на фиг. 4 - узел I на фиг. 3.

Развертываемый рефлектор содержит эластичную токопроводящую оболочку 1, напряженный каркас, структурным элементом которого является радиальная штанга 2, выполненная из упругих профилированных лент 7,8, соединенных по кромкам. Штанга 2 закреплена на ступице 5 и выгнута в виде дуги продольным фалом 3, закрепленным концами на ступице 5 и на вершине штанги 2. Эластичная токопроводящая оболочка 1 закреплена на продольных фалах 3 при помощи поперечных фалов 6. Ленты 7, 8 выполнены многослойными с чередованием слоев 12, в которых наведена поперечная кривизна, со слоями 13, в которых наведена продольная кривизна. Внутренние полости штанг 2 через патрубок 4 и клапан 11 соединены с источником изменения давления. Один из продольных фалов 3 закреплен на ступице 5 через датчик натяжения 10.

Устройство работает следующим образом.

В транспортном положении давление во внутренних полостях штанг 2 и давление во внешнем пространстве равны. При этом за счет слоев 13, в которых наведена продольная кривизна, ленты 7, 8 свернуты в рулон 9. Для приведения развертываемого рефлектора в рабочее положение открывается клапан 11 и во внутренние полости штанг 2 от источника изменения давления через патрубки 4 начинает поступать рабочее тело, и давление растет по отношению к внешнему пространству. Под действием избыточного давления профиль поперечного сечения штанги 2 начинает изменяться в сторону увеличения поперечной кривизны лент 7,8. Рост поперечной кривизны лент 7,8 сопровождается уменьшением их продольной кривизны, и рабочее тело, формируя трубчатую конструкцию штанги 2, последовательно разворачивает рулон 9. Поскольку ленты 7, 8 выполнены многослойными, например, из склеенных полос из стали 36НХТЮ, в полосах до склеивания была наведена продольная и поперечная кривизна и полосы при склеивании чередовались по направлению наведенной кривизны, то ленты 7, 8 имеют два устойчивых состояния равновесия. При подавлении внешним воздействием поперечной кривизны в лентах 7, 8 под действием внутренних упругих сил формируется продольная кривизна и лента стремится свернуться в рулон - первое устойчивое состояние равновесия. Если внешним воздействием подавить продольную кривизну, то под действием внутренних упругих сил лента стремится сформировать поперечную кривизну - второе устойчивое состояние равновесия. Эти состояния равновесия устойчивы потому, что они характеризуются минимальным уровнем упругой энергии. Промежуточное состояние равновесия, когда отсутствует кривизна лент в обоих направлениях, неустойчиво, поскольку в этом состоянии неуравновешены оба типа слоев ленты и накопленная в слоях упругая энергия максимальна. Подбором количества слоев различных типов и величинами наведенной кривизны можно задавать величину внешнего воздействия, при котором лента будет переходить из одного устойчивого состояния равновесия в противоположное.

Для управления развертыванием рулона 9 наведенная продольная кривизна слоев 13 увеличивается при удалении от места закрепления на ступице 5, это обеспечивает последовательность перехода лент 7, 8 по длине, начиная от места закрепления на ступице 5, из состояния равновесия с продольной кривизной в состояние равновесия с поперечной кривизной.

Поскольку в транспортном положении эластичная токопроводящая оболочка 1 с фалами 3,6 уложена между витками рулонов 9, то при последовательном разворачивании рулонов 9 оболочка 1 и фалы 3, 6 также последовательно раскладываются, начиная от ступицы 5 вдоль формирующихся радиальных штанг 2. В процессе разворачивания рулона 9 формирующая штанга 2 натягивает продольный фал 3, так как штанга 2 закреплена на ступице 5 под углом по отношению к факельной оси рефлектора то штанга 2 упруго выгибается в виде дуги. Когда продольный фал 3 натянулся на расчетную величину, закончилось формирование штанг 2 и эластичная токопроводящая оболочка 1 расположена и натянута посредством поперечных фалов 6, датчик натяжения 10 дает команду источнику изменения давления, который может быть выполнен в виде компрессора и вакуумного насоса с распределительной аппаратурой, на снижение давления во внутренних полостях штанг 2. После того, как произошло выравнивание давления во внутренней полости штыря 2 по отношению к внешнему пространству, рефлектор готов к работе.

Сворачивание рефлектора осуществляется в обратной последовательности. Подается команда на открытие клапана 11 и на снижение давления во внутренних полостях штанг 2. После того, как разрежение во внутренних полостях штанг 2 достигло расчетной величины, начинается последовательный переход лент 7, 8 в устойчивое состояние с продольной кривизной, при этом штыри 2, начиная с вершины, сворачиваются в рулон 9. Формирующийся рулон 9 приближается к ступице 5, а эластичная токопроводящая поверхность 1 с фалами 3, 6 укладывается между его витками. С окончанием свертывания рулонов 9 подается команда на выравнивание давления во внутренних полостях штанг 2 по отношению к внешней среде. С выравниванием давления рефлектор готов к транспортировке.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность и упростить конструкцию развертываемого рефлектора.

Использование: при создании развертываемых зеркальных, рупорных антенн. Сущность изобретения: радиальные ребра 2 рефлектора выполнены из двух упругих профилей, соединенных по кромкам. Профили выполнены многослойными с чередованием слоев с продольной и поперечной кривизной. Продольная кривизна слоев возрастает к незакрепленному концу ребра. Полости ребер 2 через патрубок 4 соединены с источником изменения давления. Эластичная токопроводящая оболочка 1 закреплена на ступице 5 и на продольных фалах 3 посредством поперечных фалов 6. 4 ил.

РАЗВЕРТЫВАЕМЫЙ РЕФЛЕКТОР, содержащий ступицу и закрепленные на ней одним концом радиальные ребра и эластичную токопроводящую оболочку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, каждое радиальное ребро выполнено из двух упругих профилей, соединенных по кромкам, причем упругие профили выполнены многослойными с чередованием слоев с продольной и поперечной кривизной, величина продольной кривизны слоев наведена возрастающей к незакрепленному концу радиального ребра, к которому прикреплена продольная фала, другим своим концом закрепленная на ступице, эластичная токопроводящая оболочка закреплена на продольных фалах посредством поперечных фал, а полость радиальных ребер соединена с источником изменения давления.