Основы компоновки бортового оборудования космических аппаратов

Рассмотрены этапы проектирования космического аппарата и основные документы, необходимые для выполнения его компоновки. Изложены требования, предъявляемые к компоновке целевого оборудования, а также к аппаратуре системы управления движением и другим системам бортового оборудования. Даны критерии оценки качества выполненной компоновки и обширный иллюстративный материал по обеспечивающим системам бортового оборудования. Описаны элементы бортового оборудования и приведены нормативные документы, регламентирующие его компоновку.
Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, которые авторы читают в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Для студентов, обучающихся по специальности «Космические летательные аппараты и разгонные блоки».

Список литературы

1. Закон РФ от 20 августа 1993 г. № 5663-i «О космической деятельности» (с изменениями и дополнениями).
2. Основные положения основ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу от 19 апреля 2013 г. №пр-906.
3. ГОСТ Р 52017—2003. Аппараты космические, порядок подготовки и проведения космического эксперимента.
4. ГОСТ 2.102—2013 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов.
5. ГОСТ 2.118—73 ЕСКД. Техническое предложение.
6. ГОСТ 2.119—73 ЕСКД. Эскизный проект.
7. ГОСТ 2.002—72. Требования к моделям, макетам и темплетам, применяемым при проектировании.
8. ГОСТ 2.051—2006 ЕСКД. Электронные документы. Общие положения.
9. ГОСТ 2.004—88. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.
10. ГОСТ Р 52925—2008. Изделия космической техники. Общие требования к космическим средствам по ограничению техногенного засорения околоземного космического пространства.
11. ГОСТ Р 55996—2014. Системы космические. Требования к содержанию и построению разделов технического задания на разработку изделий космической техники научного и социально-экономического назначения.
12. ГОСТ Р 25645.167—2005. Космическая среда (естественная и искусственная).
13. ГОСТ Р 53802—2010. Системы и комплексы космические. Термины и определения.
14. ГОСТ РВ 20.39.304—98. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения.
15. ГОСТ 25645.101—83. Атмосфера Земли верхняя.
16. ГОСТ 2.052–2007 ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения. М.: Изд-во стандартов, 2005.
17. Авдуевский В.С., Успенский Г.Р. Космическая индустрия. М.: Машиностроение,1989. 568 с.
18. Акишин А.И. Работоспособность космического оборудования при воздействии собственной внешней атмосферы аппарата. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/school/s07/s07_03.pdf
19. Антовиль А.М. Теория механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1961. 256 с.
20. Астрофизические исследования на космической станции «Астрон» / под ред. А.А. Боярчука. М.: Физматлит, 1994. 416 с.
21. Беляев А.В., Зеленцов В.В., Щеглов Г.А. Средства выведения космических летательных аппаратов: учеб. пособие для курсового и дипломного проектирования. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 56 с.
22. Беляев Н.М., Беляк Н.Л., Уваров Е.И. Реактивные системы управления космическим летательным аппаратом. М.: Машиностроение, 1979. 384 с.
23. Береговой Г.Т., Яковлев А.И., Туманов А.В. и др. Моделирование систем полуавтоматического управления космическим кораблем. М.: Машиностроение, 1986. 178 с.
24. Витер В.В., Петровский В.Л., Кучейко А.Н. Космические аппараты радиолокационного наблюдения // Новости космонавтики. 2001. № 3. С. 42–43.
25. Вудсон У., Коновер Д. Справочник по инженерной психологии для инженеров и художников-конструкторов. М.: Мир, 1968. 517 с.
26. Гаврилов В.Н. Автоматизированная компоновка приборных отсеков летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988. 136 с.
27. Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. М.: ООО «Недра-бизнесцентр», 1999. 280 с.
28. Гладкий В.Ф. Динамика конструкции летательного аппарата. М.: Наука, 1969. 495.
29. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Наука. Гл. ред. Физматлит, 1988. 448 с.
30. Гришин В.Ю., Ракитин А.В., Костров В.В. Облик перспективного вычислительного комплекса космического базирования с гибкой архитектурой для обработки сигналов. URL: http://www.mivlgu.ru/conf/armand2013/klr-2013/pdf/KRL_S_8.pdf
31. Данилкин В.А. Собственная внешняя атмосфера космических аппаратов и ее влияние на параметры радиосигналов бортовых радиотехнических систем // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Том 15. № 1. С. 75–76.
32. Дементьев Г.П., Захаров А.Г., Казаров Ю.К. Физико-технические основы создания и применения космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1987. 264 с.
33. Добряков А.А. Методы интеллектуализации САПР. М.: Наука, 1992. 289 с.
34. Добряков А.А., Петрикевич Б.Б., Сычев М.П. Особенности использования ЭВМ при поисковом конструировании: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 256 с.
35. Елисеев А.С. Техника космических полетов. М.: Машиностроение, 1983. 311 с.
36. Ефанов В.В., Горовцов В.В., Котомин А.А., Душенок С.А. Детонационные устройства и системы разделения универсального космического разгонного блока «Фрегат» // Полет. 2009. № 2. С. 8–14.
37. Ефанов В.В., Тимофеев В.И. Новые пиромеханические системы и устройства разделения конструкций прецизионных космических аппаратов // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». 2003. № 2. С. 44–48.
38. Ефремов Г.А., Туманов А.В., Хромушкин А.В. Особенности компоновки систем управления орбитальной станции. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993. 76 с.
39. Ефремов Г.А., Туманов А.В., Зеленцов В.В. Особенности компоновки чувствительных и гироскопических приборов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1993. 54 с.
40. Захаров Ю.А. Проектирование межорбитальных космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1984. 176 с.
41. Ильинский В.С. Вопросы изоляции вибрации и ударов. М.: Советское радио, 1960. 159 с.
42. Инженерный справочник по космической технике / под ред. А.В. Солодова. М.: Воениздат, 1977. 430 с.
43. Итоги науки и техники. Серия «Ракетостроение и космическая техника». Том 9. М.: Винити, 1985. 288 с.
44. Сals-технологии. URL: http://www.cals.ru
45. КА Спот-4. URL: http://spot4.cnes.fr/spot4_gb/index.htm
46. Каракотин И.Н., Кудинов А.С. Определение параметров собственной атмосферы в отсеках космических аппаратов. Научно-технические разработки КБ «Салют». М.: Машиностроение, 2011. 397 с.
47. Каргин Н.Т., Волоцуев В.В. Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники. Ч. 1. Конструирование изделий ракетно-космической техники: электронное учебное пособие. Самара: Самарский гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королева, 2012.
48. Каргу Л.И. Системы угловой стабилизации космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1973. 173 с.
49. Каргин Н.Т., Волоцуев В.В. Конструирование изделий ракетно-космической техники [электронный ресурс] : электрон. дан. М.; Самара: Минобрнауки России: Самарский гос. аэрокосм. ун-т им. С.П. Королева (Национальный исследовательский университет), 2012. 1 эл. Опт. Диск (cd-rom).
50. Конструкция и проектирование космических летательных аппаратов. Учебник для средних учебных заведений / Н.И. Паничкин, Ю.В. Слепушкин, В.П. Шинкин, Н.А. Яцынин. М.: Машиностроение, 1986. 344 с.
51. Колесников К.С., Козлов В.И., Кокушкин В.В. Динамика разделения космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1977. 224 с.
52. Компоненты cubesat. URL: www.clyde-space.com
53. Конструирование автоматических КА / под ред. Д.И. Козлова. М.: Машиностроение,1996. 448 с.
54. Космические аппараты и специальное оборудование для космического производства. URL: http://www.k2x2.info/nauchnaja_literatura_prochee/kosmicheskaja_tehnologija_i_proizvodstvo/p4.php
55. Космонавтика: энциклопедия / под ред. В.П. Глушко; редколлегия: В.П. Бармин, К.Д. Бушуев, В.С. Верещагин и др. М.: Советская энциклопедия, 1985. 528 с.
56. Крахин О.И., Фатьянов С.А. Механизмы развертывания складных космических антенн на основе сплавов с памятью // III Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» ИРЭ РАН, 26‒30 октября 2009 г. С. 744‒748.
57. Кулешова Н. Гцеренин И.Д., Шейхет А.И. Орбитальная астрофизическая обсерватория «Гранат»: проблемы управления // Земля и Вселенная. 1994. № 2. URL: http://epizodsspace.no-ip.org/bibl/ziv/1994/02/ granat.html
58. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). Спб.: Питер, 2004. 560 с.
59. Литий-ионные аккумуляторы космического назначения, основные направления работ и полученные результаты / C.Д. Лихоносов, В.А. Попов, В.П. Кулыга, Ю.В. Каллут, А.В. Пачуев // Атомная энергетика. 2014. № 32. С. 39–46.
60. Малоземов В.В. Тепловой режим космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1980.
61. Малышев Г.В., Блейх Х.С., Зернов В.И. Проектирование автоматических космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1982. 152 с.
62. Машбиц Л.М. Зоны обслуживания систем спутниковой связи. М.: Радио и связь, 1982. 108 с.
63. Микрин Е.А. Бортовые комплексы управления космических аппаратов: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. 246.
64. Михайлов В.Ф., Брагин И.В., Брагин И.С. Спутниковая аппаратура дистанционного зондирования Земли. М.: Вузовская книга, 2008. 340 с.
65. Мюррей Д. Solidworks. М.: «Лори», 2001. 450 с.
66. Неронский Л.Б., Михайлов В.Ф., Брагин И.В. Микроволновая аппаратура дистанционного зондирования поверхности Земли и атмосферы. Ч. 2. Радиолокаторы с синтезированной апертурой антенны: учеб. пособие. Спб: ГУАП, 1999. 220 с.
67. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2000. 360 с.
68. Описание миссии ISO. URL: http://iso.esac.esa.int/mission_ overview.html
69. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы): учебник для технических вузов / В.П. Мишин, В.К. Безвербый, Б.М. Панкратов и др.; под ред. В.П. Мишина. М.: Машиностроение, 1985. 360 с.
70. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике: учебник для авиационных специальностей вузов / под ред. В.С. Авдуевского, В.К. Кошкина. М.: Машиностроение, 1992. 528 с.
71. Основы расчета импульсов сил, действующих на конструкцию ЛА при разделении удлиненными кумулятивными зарядами / В.В. Ефанов, Е.Н. Кузин, К.М. Пичхадзе, В.П. Челышев // Общероссийский научно-технический журнал полет. 2004. № 2. С. 3–10.
72. Петров К.П. Аэродинамика транспортных систем. М.: Издательская группа URS.S, 2000. 368 с.
73. Проектирование гироскопических приборов. Т. 1 / под ред. Д.С. Пельпора. М.: Выс. шк., 1977. 216 с.
74. Полежаев П.Н., Полуэктов В.П. Космическая обсерватория «Гамма» // Земля и Вселенная. 1991. № 3.
75. Поляченко В.А., Туманов А.В. Управляемый «Алмаз» // Авиация и космонавтика. 1993. № 8. С. 41–43.
76. Потемкин А. Трехмерное твердотельное моделирование. М.: Компьютерпресс, 2002. 296 с.
77. Рабочие чертежи корабля «Буран». URL: http://www.buran.ru/htm/cherch.htm
78. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования / В.С. Верба, Л.Б. Неронский, И.Г. Лсипов, В.Э. Турук; под ред. В.С. Вербы. М.: Радиосвязь, 2010. 680 с.
79. Расчет и проектирование систем разделения ступеней ракет / К.С. Колесников, В.В. Кокушкин, С.В. Борзых, Н.В. Панкин. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 376 с.
80. Сверхлегкие солнечные батареи на базе бескаркасных пленочных конструкций, формируемых центробежными силами, для широкого класса космических аппаратов. URL: http://www.icsti.su/base/base2/tec/0059.shtml
81. Симоньянц Р.П. Компоновка функциональных узлов КЛА. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1983. 52 с.
82. Синявский В.В. Научно-технический задел по ядерному электро-ракетному межорбитальному буксиру «Геркулес» // Космическая техника и технологии. 2013. № 3. С. 25–45.
83. Система управления разгонным блоком: учебное пособие / В.Н. Андреев, Р.И. Бенк, А.Г. Бровкин; под ред. А.С. Сырова. М.: Изд-во МАИ Принт, 2010. 272 с.
84. Солнечные батареи скрестили с радиоизлучателями. URL: http://www.membrana.ru/particle/9206
85. Cолнечные и аккумуляторные батареи для космических аппаратов. URL: http://www.federalspace.ru/2011/
86. Сонин Е.К. Радиоэлектронное оборудование космических аппаратов. М.: Энергия, 1972. 93 с.
87. Спутники связи: учеб. пособие / В.В. Филатов, В.Д. Евтифеев, Л.Н. Лебедева, В.И. Халиманович. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосм. У-т, 2005. 120 с.
88. Таленс Я.Ф. Работа конструктора. Ленинград: Маш. Ленингр. Отд-ние, 1987. 255 с.
89. Телескоп Сhandra. URL: http://chandra.harvard.edu
90. Технология 3D-печати в задаче моделирования раскрытия большого космического зеркала / В.И. Буякас, М.Ю. Архипов, М.В. Белов, С.В. Матвеев. М.: ООО «Иклит». URL: http://lab18.ipu.ru/projects/conf2010/2/38.htm
91. Технология 3D-печати в задаче моделирования раскрытия большого космического зеркала. URL: Ab18.ipu.ru/projects/conf2010/2/38.htm
92. Технология сборки и испытаний космических аппаратов: учебник для высших технических учебных заведений / И.Т. Беляков, И.А. Зернов, Е.Г. Антонов и др.; под общей ред. И.Т. Белякова, И.А. Зернова. М.: Машиностроение, 1990. 352 с.
93. Технология глобальной спутниковой навигации: какие бывают системы, параметры и функции. URL: http://habrahabr.ru/company/promwad/blog/202722/
94. Трикотажные металлические сетеполотна для отражающей поверхности трансформируемых наземных и космических антенн. URL: http://rustm.net/catalog/article/1101/html.html
95. Туманов А.В., Зеленцов В.В., Суханов Э.Д. Особенности проектирования унифицированных систем управления движением космических аппаратов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 108 с.
96. Федоров П.В., Пермяков В.Д. Космическое фотографирование. М.: Недра, 1978. 352 с.
97. Яковлев А.И. Моделирование и оптимизация адаптивно-игровых систем. М.: Изд-во МАИ, 1997. 266 с.
98. Burdick H.F. A precision six-meter deployable boom for the marinervenus-mercury '73 magnetometer experiment. Proc. 9th aerospace mechanisms symposium. October 17–18, 1974.
99. Сontainment structure for radially deployable devices // M. Casebolt Рatent Us 5773108. 1998.
100. Costabile V., Lumaca F., Marsili P., Noni G., Portelli C. New antenna deployment, pointing and supporting mechanism // Proc. of 30th aerospace mechanisms symposium. May 15‒17, 1996. Pp. 65‒75.
101. David G. Gilmore spacecraft thermal control handbook: fundamental technologies. Aiaa. 2002. 836 p.
102. Ishikawa H., Meguro A. Relationship between the difficulty index and the evaluation accuracy of ground deployment testing // Proc. of 36th aerospace mechanisms symposium NASA Cleveland. Ohio. May 15‒17, 2002. Pр. 353‒366.
103. Isostatic support structure or fixed or re-orientable large size antenna reflectors us 20080198093.
104. Ishikawa H., Meguro A. Relationship between the difficulty index and the evaluation accuracy of ground deployment testing // Рroc. оf 36th aerospace mechanisms symposium. Мay 15–17, 2002. Рр. 353–366.
105. Isis. URL: http://www.isispace.nl
106. Geos-20m cable boom mechanism by Schmidt G.K., Suttner K.S. Proc. 11 th Aerospace mechanisms symposium. April 28–29, 1977.
107. Gomspace. URL: http://gomspace.com/
108. Литиевые элементы питания. URL: http://www.time1.ru/elementypitania.html
109. Jones S.R. Topex high-gain antenna system deployment actuator mechanism // Proc. of 25th aerospace mechanisms. May 8‒10, 1991. Pp. 285‒302.
110. Jones S.R. Topex high-gain antenna system deployment actuator mechanism // Рroc. оf 25th aerospace mechanisms symposium. Мay 8–10, 1991. Рр. 285–302.
111. Koryo niura design and operation of deployable truss structure / Proc. 18th aerospace mechanisms symposium proceeding of a symposium. May 2–4, 1984.
112. Klinker D.H., Shuey K., Clair D.R.St. MSAT boom joint testing and load absorber design // Рroc. оf 28th aerospace mechanisms symposium. Мay 18–20, 1994. Рр. 285–302.
113. Macnaughton J.D., Weyman H.N., Groskopfs E. The bi-stem — a new technique in unfurlable structures. Рroc. of the 2nd aerospace mechanisms symposium. Мay 4–5, 1967.
114. Nagesh G., Ravindran S., Bhat N.C. Latch-up anomaly study for reflector deployment of insat-2e satellite // Proc. of 37th aerospace mechanisms symposium. May 19‒21, 2004. Pp. 87‒96.
115. Nason I., Creedon M. Johansen N. Cubesat p-pod deployer requirements. 2002. URL: http://www.oh1sa.net/data/satellite/cubesat/p-pod-mk1/ppod_mk1_icd.pdf
116. Nagesh G., Ravindran S., Bhat N.C. Latch-up anomaly study for reflector deployment of insat-2e satellite // Рroc. оf 37th aerospace mechanisms symposium. Мay 19–21, 2004. Рр. 87–96.
117. New antenna deployment, pionting and supporting mechanism // V. Costabile, F. Lumaca, P. Marsili, G.Noni, C.Portelli. Рroc. оf 30th aerospace mechanisms symposium. Мay 15–17, 1996. Рр. 65–75.
118. Olson M.C., Briggs L.W., Pentecost J.B. Reliability breakthrough: positioning mechanism with an antenna deployment/electrical and mechanical redundancy // Proc. of 13th aerospace mechanisms symposium. April 26, 27, 1979. Pр. 137‒150.
119. Cube Sat Kit. URL:http://www.cubesatkit.com/
120. Revision 13, Cubesat design specification. URL: http://gwww.cubesat.org/images/developers/cds_rev13_final.pdf
121. Stewart A.C., Jason H. Hair intricacies of using kevlar cord and thermal knives in a deployable release system: issues and solutions // Proc. of 36th aerospace mechanisms symposium. May 15‒17, 2002. Pр. 243‒256.
122. Solar cell array design n77- 14 193 handbook, volume 1 (jet propulsion lab.) 496 p hc a21/mf a01 cscl 22b – unclas 63/18 58973.
123. Spacecraft power technologies / A.K. Hyder, R.L. Wiley, G. Halpert, D.J. Flood, S. Sabripour. Imperial college press, 2003. 470 p.
124. ГОСТ 19.201—78. Техническое задание, требования к содержанию и оформлению.
125. Принципы, касающиеся дистанционного зондирования Земли из космического пространства. Приняты резолюцией 41/65 Генеральной Ассамблеи ООН от 3 декабря 1986 года. URL: http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/earth_remote_sensing.shtml
126. Соглашение о создании Международной системы и организации космической связи «интерспутник». URL: http://docs.cntd.ru/document/1901803
127. Гобчанский О. Проблемы создания бортовых вычислительных комплексов малых космических аппаратов // Современные технологии автоматизации. 2001. № 4. С. 28–34.
128. Ильин И.С. Выбор номинальной орбиты КА «Миллиметрон» из семейства периодических орбит в окрестности точки либрации L2 системы Солнце — Земля. URL: http://www.kiam1.rssi.ru/pubs/prep_2013_046.pdf
129. Космические системы связи: учебное пособие / В.Ф. Михайлов, В.И. Мошкин, И.В. Брагин: ГУАП, 2006. 174 с.
130. Островский В.Г., Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Черашев Д.В. Космическая техника и технологии ГУАП, № 2/2013. С. 42–53.
131. ФИАН им. П.Н. Лебедева. Сайт миссия «миллиметрон» URL http://millimetron.ru/index.php/ru/
132. ADELE: Articulation De Deploiement & Lames D'enroulement Eric BLANC*Рroc. of a symposium sponsored by the national aeronautics and space administration. Мay 13–15, 1992.
133. James Webb Space Telescope: large deployable cryogenic telescope in space / Lightsey P.A., Atkinson C., Clampin M., Feinberg L.D. // Optical Engineering. 2012. Vol. 51(1). P. 19. URL: http://opticalengineering. spiedigitallibrary.org/oe_51_1_011003.pdf
134. Klinker D.H., Shuey K., D.R. St. Clair MSAT boom joint testing and load absorber design // Proc. of 28th aerospace mechanisms symposium NASA Cleveland. Ohio. May 18‒20, 1994. Pp. 285‒302.
135. Matthew D. Lallo Experience with the Hubble Space Telescope: 20 years of an archetype // Optical Engineering. 2012. Vol. 51(1). URL: http://www.stsci.edu/institute/org/telescopes/Reports/LalloOE2012.pdf
136. Mcguire J.R., Yura J.A. Advances in the analysis and design of constant-torque springs // Proc. of 30 th aerospace mechanisms symposium proceedings of a symposium. Мay 15–17, 1996.
137. Robert M. Warden Low-Cost Tubular Antenna Deployer For Wisp-2 / Proc. 29 th aerospace mechanisms symposium. May 17–19, 1995.
138. WMAP Mission Overview. URL: http://map.gsfc.nasa.gov/mission/