Мачу Ю І, Гіммельман В Г Конструкторське бюро спеціального машинобудування (ВАТ «КБСМ») Лісовий пр, 64, м Санкт-Петербург, 194100, Росія Тел: +7 (812) 292-92-69, +7 (812) 295-36-19, e-mail: byro@mailwplusnet

Анотація – Проведено виміри температурних полів і термодеформацій елемента дзеркала – фасети, закріпленої на стенді (як і на антені) в 4 ” кутах

I                                       Введення

Аналіз некомпенсируемое температурних деформацій антен та їх вплив на функціональні характеристики радіокомплексу в процесі експлуатації дозволили виявити ряд елементів у дзеркальних системах з відбивають поверхнями нерегульованого профілю До таких елементів слід віднести щити (фасети) відбиває поверхні дзеркал, від точності виготовлення, монтажу і юстирування яких багато в чому залежать експлуатаційні властивості дзеркальних антен Збереження їх форми при експлуатації – одна з умов забезпечення проектних характеристик прецизійного інструменту Розробляються методики розрахунку [12] повинні бути підтверджені експериментом

II                               Основна частина

Експлуатація знаходяться на відкритому повітрі і схильних до дії сонячних променів антен призводить до нерівномірного нагрівання щитів, їх термодеформаціі, відхиленню відбиває поверхні від вихідного стану Розташовані в 4 ^ кутах настановні шпильки перешкоджають вільному температурному розширенню щита, викликаючи його «спучування», незважаючи на наявність ребер жорсткості

Такі експериментальні дослідження проведені на щиті розміром ~ 1,0 x1, 2 метра – елементі основного дзеркала діаметром 25 м антени СМ-108 Щит виготовлений з листового алюмінієвого сплаву товщиною 2 мм З тильного боку за допомогою заклепок він посилений силовим набором у вигляді швелерів і куточків з того ж матеріалу Щит закріплений на горизонтальному столі за допомогою сталевих шпильок Антени, радіокомплексів, працюють в діапазоні довгих хвиль зазвичай мали захисну, кульову забарвлення Для зниження рівня нагрівання і термодеформацій від сонячного випромінювання щит, як і антени короткохвильових діапазонів наступних розробок, мають білі покриття з меншою поглощательной здатністю до променів сонячного спектра А Так, у білої емалі АК-512 А = 0,27 У дослідницьких цілях для отримання максимальних температурних викривлень був передбачений варіант вимірювань щита, пофарбованого чорним лаком БТ-577 сА = 0,88

Реєстрація температур проведена хромель – копелевий термопарами, карбованого на тильній, необлучаемой сонцем поверхні в рівновіддаленою від ребер жорсткості точці, а також на середині і наприкінці ребра Одночасно вимірювалися метеопараметри: температура атмосферного повітря te, швидкість і напрям вітру, сонячна радіація Е Джерелом теплових спотворень є сонце При його відсутності температура тонкостінної високо теплопровідні конструкції приймає

температуру навколишнього повітря, від якої і пропонується робити відлік температур

Рис 1 Щит і датчики переміщень: 1 – щит,

2 – скляні трубки, 3 – датчики переміщень, 4 – силовий набір

Fig 1 Facet and the movements indicators: 1 – facet,

2 – glass tubes, 3 – indicator of the watch type,

4 – stiffener

Puc 2 Зміна в часі τ інтенсивності сонячної радіації Е, перевищення температури щита щодо температури повітря At і переміщення центру щита по нормалі до поверхні Ах а Біла емаль, б Чорний лак

Fig 2 Fluctuating of Solar radiation intensity Е, facet temperature At and movement of point along the normal to the Surface Ax τ – time Coverege: a – white, b – black

Переміщення точок поверхні, що відбиває щита по нормалі до поверхні вимірювалися індикаторами годинникового типу ИЧ-10 з ціною поділки

0, 01 мм Індикатори жорстко закріплювалися над контрольованими точками на скляних трубках Вимірювалися переміщення центральних, середніх і бічних точок щита щодо його кутів Схема вимірювань наведена на рис1 Стабільність положень контролювалася по збіжності показань індикаторів при однакових температурних умовах, для чого цикл вимірювань починався і закінчувався в години, коли сонячна радіація відсутня і конструкція перебувала при температурі атмосферного повітря Переміщення точок визначалося по різниці показань індикаторів у поточний і початковий моменти часу

Вимірювання температур і переміщень вироблялося одночасно спочатку при забарвленні щита білої, а потім – чорною емаллю, у зимовий і літній час Результати липневих вимірювань по інтенсивності сонячної радіації Е, перепаду температур між максимальним її значенням на щиті і атмосферним повітрям At і з переміщення центральної точки щита по нормалі до поверхні Δχ наведені на графіках рис2

III                                   Висновок

Аналіз результатів експериментальних досліджень показав, що навіть в разі ідеального збіги форми поверхні, що відбиває щита при виготовленні, монтажі, юстировке з розрахунковою (теоретичної) у процесі експлуатації спостерігається її спотворення, «хвилястість» Величина відхилення залежить від особливостей конструкції, оптичних характеристик лакофарбових покриттів, інтенсивності сонячного випромінювання, способу закріплення щита Переміщення центру щита по нормалі до поверхні становить 0,5-0,8 мм

IV                            Список літератури

[1] Воробйов А М, Гіммельман В Г, Мачу Ю І Теплообмін і температурний режим прецизійних антен при експлуатації Тр РНКТ-2 Т1 М Изд МЕІ1998

С125-128

[2] Андрєєв П П, Бондарєв А В, Гіммельман В Г, Мачу Ю І Температурні деформації елементів антени при впливі сонячного випромінювання Тр РНКТ-3 T6 М Изд МЕІ 2002 С227-229

REFLECTING SURFACE FORM DISTORTION OF THE MIRROR ELEMENT OF RADIO ANTENNA

Machujev Yu I, Gimmelman V G

Special Mechanical Engineering Design Office

(ВАТ «KBSM»)

Lesnoyav, 64, St-Petersburg, 194100, Russia Ph: +7 (812) 292-92-69, +7 (812) 295-36-19 e-mail: byro@mailwplusnet

Abstract – Measurements of temperature and movements of the facet center, the mirror antenna element excited by the sun, have been carried out

I                                         Introduction

Metal structure of mirror radio antennas becomes deformed under the influence of solar radiation The sun is a source of thermal distortions Deviation of the surface form from the designed one is undesirable, especially for short wave equipment The developed calculation methods (1, 2) shall be proved by an experiment

II                                        Main Part

Such experimental studies had been prepared and conducted at a specific element of the reflecting surface (facet) of the main mirror of a 25-meter antenna being analogous to the facet of the 70-meter mirror The facet has stiffening ribs, the structure made of aluminum alloy is fixed by steel pins at the angles and exposed to solar radiation Temperature was measured using thermal couples, intensity of solar radiation was measured using actinometer Points motion perpendicular to the surface was measured using watch type indicator The facet had white or black varnish and paint coat The results of summer measurements are presented in Figure 2

III                                       Conclusion

The analysis has demonstrated that even under ideal congruence of the reflecting surface form with the designed one, its distortion is observed in the process of operation under solar radiation

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р