Анализ применения технологии селективного лазерного сплавления для изготовления структурных конструкций наноспутников CubeSat

DOI: 10.34759/vst-2020-3-219-228

Авторы

Борщев Ю. П.^1*, Сысоев В. К.^1**, Юдин А. Д.^{1, 2***}

1. Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, ул. Ленинградская, 24, Химки, Московская область, 141400, Россия
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: BorshchevIUP@laspace.ru
**e-mail: SysoevVK@laspace.ru
***e-mail: yudin@lasapace.ru

Аннотация

Прогноз запусков наноспутников на ближайшую перспективу показывает устойчивый рост, поэтому разработка технологий увода исчерпавших ресурс КА с орбиты становится весьма актуальной и востребованной задачей. Оснащение наноспутников CubeSat устройством увода увеличивает стоимость запуска до 50%. В настоящее время проводятся исследования новых материалов для деталей корпусов и новых технологий для уменьшения трудоемкости и, следовательно, снижения стоимости изготовления подобных устройств. В данной статье рассмотрена технология изготовления корпуса модуля 1U CubeSat методом селективного лазерного сплавления (СЛС) и оценены затраты на его производство, отмечены преимущества и недостатки данной технологии по сравнению с механической обработкой и технологией получения композитной конструкции.

Ключевые слова:

космический мусор, околоземное космическое пространство, наноспутник CubeSat, аддитивные технологии, корпус космического аппарата

Библиографический список

1. Программы запусков CubeSat, https://www.cubesat.org/missions

2. Поставщики CubeSat, https://www.cubesat.org/new-index#anchor-buses

3. Комплект CubeSat Kit, http://www.cubesatkit.com

4. Запуски CubeSat, https://www.nanosats.eu

5. Усовик И.В., Дарнопых В.В., Малышев В.В. Методика оценки эволюции техногенного засорения низких околоземных орбит с учетом взаимных столкновений и активного удаления космического мусора // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 3. С. 54-62.

6. Requirements on Space Debris Mitigation for ESA projects. – ESA/ADMIN/IPOL. April 2008, Paris.

7. Process for Limiting Orbital Debris. – NASA Technical Standard NASA-STD-8719.14A. Dec. 8, 2011.

8. ГОСТ Р 52925-2008. Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства. – М.: Стандартинформ, 2008. – 8 с.

9. Нестерин И.М., Пичхадзе К.П., Сысоев В.К., Финченко В.С., Фирсюк С.О., Юдин А.Д. Предложение по созданию устройства для схода наноспутников CubeSat с низких околоземных орбит // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2017. № 3(37). С. 20–26.

10. Модульная структура CubeSat, https://www.cubesatshop.com/product/1-unit-cubesat-structure

11. Модульная структура CubeSat компании Pumpkin, http://www.pumpkininc.com/content/doc/forms/pricelist.pdf

12. Модульная структура CubeSat компании ISIS, https://www.isispace.nl/wp-content/uploads/2018/07/ISIS-1U-CubeSat-Brochure.pdf

13. Модульная структура CubeSat компании «Спутникс», https://sputnix.ru/ru/priboryi/pribory-cubesat

14. Модульная структура CubeSat компании AAC-Clyde, https://www.aac-clyde.space/assets/000/000/080/ZAPHOD_original.pdf

15. Ampatzoglou A., Baltopoulos A., Kotzakolios A., Kostopoulos V. Qualification of Composite Structure for CubeSat Picosatellites as a Demonstration for Small Satellite Elements // International Journal of Aeronautical Science & Aerospace Research (IJASAR). 2014. Vol. 1. No. 1, pp. 1-10. DOI: 10.9070/2470-4415-140001

16. Рябов А.А., Романов В.И., Маслов Е.Е., Стрелец Д.Ю., Корнев А.В., Иванов А.И. Сравнительный анализ импульсного деформирования элементов авиационных конструкций из алюминиевого сплава и композитного материала // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 152-161.

17. Назаров А.П. Разработка технологического процесса изготовления сложнопрофильных деталей из жаро прочного кобальтового сплава методом селективного лазерного сплавления: Дисс. ... кандидата технических наук. – М.: МГТУ «СТАНКИН», 2013. – 139 с.

18. Кондратенко В.С., Третьякова О.Н., Шевченко Г.Ю. Разработка средств управления лазерным технологическим оборудованием с различными кинемати- ческими схемами // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 121-131.

19. 3D-принтер SLM 280 HL, https://3d-m.ru/3d-printer-slm-280-hl

20. AlSi10Mg: алюминиевый сплав, https://can-touch.ru/materials/3d-printing-alsi10mg

21. Стоякина Е.А., Курбаткина Е.И., Симонов В.Н., Косолапов Д.В., Гололобов А.В. Механические свойства алюмоматричных композиционных материалов, упрочненных частицами SiC, в зависимости от матричного сплава (обзор) // Труды ВИАМ. 2018. № 2. DOI: 10.18577/2307-6046-2018-0-2-8-8