АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» — ведущее предприятие космической промышленности России, российский разработчик и производитель спутников связи, телевещания, навигации и геодезии. Примерно 2/3 спутников, входящих в орбитальную группировку России, являются продукцией предприятия. Оно входит в госкорпорацию «Роскосмос», является дочерним предприятием АО «ОРКК».

По заказу АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» специалистами компании «МЦД» был проведен анализ уровня вибраций от акустического воздействия на рефлектор антенны методом конечных элементов в среде Ansys Workbench.

Акустическая нагрузка – одна из наиболее актуальных нагрузок при проектировании спутниковых систем. Этот вид нагрузки становится расчетным для конструкций с большими поверхностями, как в случае с большими антенными рефлекторами.

Компьютерное моделирование является важным инструментом при создании таких систем, так как экспериментальная отработка требует больших временных и материальных затрат. Одним из направлений компьютерного моделирования служит гармонический анализ, который позволяет убедиться в том, что конструкция способна выдерживать синусоидальные нагрузки при различных частотах.

В рамках данного исследования перед инженерами была поставлена задача выработки подхода для определения уровня вибраций рефлектора при приложении внешней акустической нагрузки на его поверхность.

Полный расчет состоял из двух этапов. В первом этапе, с целью получения собственных частот рефлектора проводился модальный анализ. Во втором этапе рассматривался отклик конструкции (график ускорение-частота) на приложение внешней акустической нагрузки.

Для демонстрации подхода к расчету был выбран типичный объект, для которого подтверждается стойкость к акустическому воздействию – рефлектор однозеркальной антенны космического аппарата.
Конструкция рефлектора включает углепластиковую раму и установленную на ней параболическую сэндвич-оболочку, формирующую отражающую поверхность. При испытаниях (и расчете) рефлектор был свободно подвешен в четырех точках.