LGarde , также L'Garde или L · Garde , - американская компания в области аэрокосмических и оборонных технологий, основанная в 1971 году в округе Ориндж, Калифорния [1], и является основным подрядчиком космического корабля Sunjammer , самого большого в мире солнечного паруса . [2] Компания была пионером в создании тонкокожих многоцелевых надувных конструкций, используемых в различных военных и космических приложениях. [3] В разгар « холодной войны» L · Garde разработала и изготовила надувные мишени и системы-ловушки для военной защиты США, а также системы противодействия для Стратегической оборонной инициативы.(Звездные войны). [4] После «холодной войны» компания использовала разработанные ею технологии и производственные технологии для заключения контракта на проектирование и строительство экспериментальной надувной антенны [5] [6] и других тонкопленочных надувных космических конструкций с использованием ее уникального применения. технологии жестких труб. [7] необычное название компании является аббревиатурой образована инициалов партнеров - учредителей: Bill L Аркин, G ayle Bilyeu, LAN Hirasuna, R ич Walstrom, D на Дэвиса. Буква « E » происходит от латинского термина « et al » (и др.) Как подсказка другим партнерам и первоначальным сотрудникам компании. [1]
Тип | Приватная компания |
---|---|
Промышленность | Аэрокосмическая промышленность |
Основан | 1971 г. |
Учредители | Билл Ларкин, Гейл Билью, Алан Хирасуна, Рик Уолстром, Дон Дэвис |
Штаб-квартира | 15181 Woodlawn Ave, Тастин, CA 92780 |
Обслуживаемая площадь | по всему миру |
Продукты | Развертываемые антенны , космические двигательные установки , космические конструкции , цели противоракетной обороны и средства противодействия |
Веб-сайт | [1] |
История
Инженеры LGarde перенесли свой опыт с надувными конструкциями для использования в военных целях в космос примерно в 1992 году как средство контроля затрат на развертывание контрольно-измерительной аппаратуры на околоземной орбите и за ее пределами. [8] Они изучали опытно-конструкторские работы и уроки, извлеченные из проектов Министерства обороны США и НАСА, начиная с 1960-х годов. [9] Наблюдая за преимуществами и проблемами развертывания очень большой надувной антенны и других конструкций на околоземной орбите с использованием этой технологии, инженеры LGarde также наблюдали изменения в принципах конструкции, когда такие конструкции используются в условиях невесомости, и другие возникающие технические проблемы. для больших прецизионных конструкций, включая точность поверхности, анализ и электрические свойства. [8]
Первая надувная пространственная структура проекта LGarde было 207 проекта Spartan, также известный как эксперимент Надувная антенна , которая была запущена с Спейс Шаттл Индевор на миссии STS-77, 19 мая 1996 года [10] Целью этой миссии было раздувать 14-метровая антенна на трех 28-метровых стойках, построенная LGarde по контракту с JPL . Проект был разработан в рамках программы развития технологий НАСА In-STEP. [11]
Антенна, развернутая с помощью системы дистанционного манипулятора шаттла , была успешно надута и приобрела правильную окончательную форму. Согласно заключительному отчету миссии, миссия была успешной и собрала много информации о надувании больших конструкций в космосе. [12] Среди пунктов, которые доказал проект Spartan 207, была жизнеспособность надувных космических конструкций как концепции экономии. Надувная антенна весила всего около 132 фунтов (60 кг), и рабочая версия антенны может быть разработана менее чем за 10 миллионов долларов - существенная экономия по сравнению с существующими механически развертываемыми жесткими конструкциями, разработка и доставка которых может стоить до 200 миллионов долларов. космос. [11]
Инженеры LGarde расширили свою разработку надувных жестких структур с маломассивными структурами, достаточно прочными, чтобы поддерживать орбитальные большие солнечные батареи, а также гораздо меньшие наноспутники . [13] Среди множества параметров детального проектирования, которые они рассмотрели, были конструкция трубы (для материала, допускающего жесткость), альтернативные типы и конструкции балок (например, фермы), толщина материала, ламинаты и лучший способ решения проблемы потери устойчивости по Эйлеру . [13]
Проект, реализованный совместно с JPL в рамках программы NASA Gossamer Spacecraft в 1999 году, направлен на создание надувного отражателя для концентрации солнечной энергии для выработки электроэнергии в космосе, при этом он действует как антенна с большой апертурой и высоким коэффициентом усиления. [14] Одной из целей программы космических кораблей Gossamer было уменьшение массы и объемов размещения силовой антенны при сохранении сопоставимой отдачи от выработки электроэнергии. [14]
Дальнейшее развитие произошло в 2005 году, когда компания LGarde начала использовать методы повышения жесткости материала, которые обеспечивают долговечную форму отражателя без необходимости постоянного надувания. [15] Инженеры выбрали ламинат алюминий / пластик в качестве метода повышения жесткости, а не холодного упрочнения кевларового термопластичного эластомерного композита как средство достижения двух целей: 1) уменьшить пространство для хранения и тем самым увеличить потенциальный размер апертуры зеркальных отражателей и 2) устранение необходимости в «подпиточном» газе, необходимом для того, чтобы чисто надувные отражатели оставались надутыми в космосе. [15] Позже инженеры LGarde повысили уровень готовности надувной планарной опорной конструкции для системы паутинной антенны с дополнительным проектированием, анализом, тестированием и изготовлением жесткой опорной конструкции с раздувом для волноводной решетки. [16]
В начале 2002 года компания LGarde разрабатывала полиуретановые смолы для трехслойного композитного ламината, который можно было использовать при изготовлении жестких структур, пригодных для использования в космосе. [17] В документе, представленном в Американский институт аэронавтики и астронавтики ( AIAA ), инженеры обнаружили, что такие композиты могут использоваться для изготовления сверхлегких разворачиваемых жестких конструкций для космических приложений, и что полиуретан был выбран, потому что он может стать жестким при воздействии к низким температурам космоса. [17] Далее в документе отмечается, что в рамках программы NASA SSP ( Space Solar Power Truss) надувно-жесткая ферма длиной 24 фута с использованием полиуретановых композитов выдерживала сжимающую нагрузку в 556 фунтов, что на 10% выше расчетной прочности на сжатие при одновременном снижении масса сопоставимых механических конструкций в 4 раза [17]
Долгое время предполагалось, что солнечные паруса могут отражать фотоны, исходящие от Солнца, и преобразовывать часть энергии в тягу. Результирующая тяга, хоть и небольшая, но постоянная и действует в течение всего срока миссии без потребности в топливе. В 2003 году компания LGarde вместе с партнерами из JPL, Ball Aerospace и Langley Research Center под руководством НАСА разработала конфигурацию солнечного паруса, в которой использовались надувные компоненты жесткой стрелы для создания парусного корабля площадью 10 000 м 2 с реальной плотностью 14,1 г / м 2. 2 и потенциальное ускорение 0,58 мм / с 2 . [18] Вся конфигурация, выпущенная верхней ступенью, имеет массу 232,9 кг и требует всего 1,7 м 3 объема в бустере. [18] Дополнительный прогресс в проекте солнечного паруса произошел, когда инженеры LGarde улучшили системы координат «парусного корабля» и предложили стандарт для отчета о силовых характеристиках. [19]
Компания LGarde была выбрана НАСА для создания космического корабля Sunjammer , который в настоящее время является крупнейшим в мире солнечным парусом. [20] Планируемый к запуску в январе 2015 года, Sunjammer построен из Kapton и имеет площадь 38 квадратных метров (124 футов) с общей площадью поверхности более 1200 квадратных метров (13000 квадратных футов). [20] Ультратонкий «парусный» материал имеет толщину всего 5 мкм при небольшом весе около 32 кг (70 фунтов). [21] После того, как в пространстве, большая площадь поверхности солнечного паруса позволит ей достичь тяги около 0,01 N . [22] Чтобы контролировать свою ориентацию, с помощью этой скорости и направления, Sunjammer будет использовать карданные лопасти (каждая из которых представляет собой небольшой солнечный парус), расположенные на концах каждой из его 4 стрел, полностью устраняя необходимость в стандартном топливе. [22] 17 октября 2014 года НАСА закрыло проект Sunjammer, вложив в него четыре года и более 21 миллиона долларов. [23]
Рекомендации
- ^ a b "Веб-сайт LGarde" . LGarde, Inc. Архивировано из оригинала 2 -го сентября 2013 года . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ Дэвид, Леонард (31 января 2013 г.). «НАСА запустит самый большой в мире солнечный парус в 2014 году» . Space.com . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ Такахаши, декан (9 мая 1990 г.). "Пробные шары: L'Garde планирует" космическое искусство "для Игр доброй воли" . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ Кристиан, Сьюзен; Кристина Ли (24 января 1992 г.). «Военные подрядчики OC уязвимы, но полны надежд» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ «Главный технолог НАСА посетит Tustin's L'Garde Inc в четверг» . Новости НАСА. 9 марта 2012 . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ Кон, Мередит (22 мая 1996 г.). "Технологии на подъеме: надувная антенна фирмы Тастин проходит ключевое испытание на орбите" . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ Lichodziejewski, D; G Телятина; Р. Хелмс; Р. Фриланд; М. Круер. "Надувные жесткие солнечные батареи для малых спутников" (PDF) . Центр оборонной технической информации . Министерство обороны . Проверено 21 августа 2013 года .
- ^ а б Томас, М. (декабрь 1992 г.). «Надувные космические конструкции, переопределяющие концепции аэрокосмического дизайна, предотвращают расходы на полет на воздушном шаре». Возможности . 11 (4).
- ^ Кассапакис, С; М. Томас (26 сентября 1995 г.). «Обзор развития технологий надувных конструкций». AIAA 1995 Конференция по космическим программам и технологиям . AIAA 95-3738.
- ^ "Отчет НАСА, Миссия космического челнока STS-77" . НАСА . Проверено 30 декабря 2013 года .
- ^ а б "Пресс-кит НАСА, Миссия STS-77" . НАСА . Проверено 30 декабря 2013 года .
- ^ «Отчет о миссии, Спартанский проект - Эксперимент с надувной антенной (Sp207 / IAE)». Центр космических полетов имени Годдарда НАСА . 14 февраля 1997 г.
- ^ а б Дербес, Б. (1999). «Тематические исследования в надувных жестких конструктивных концепциях для космической энергетики». 37-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам . AIAA-99-1089.
- ^ а б Lichodziejewski, D .; К. Кассапакис (1999). «Технология надувных силовых антенн». 37-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам . AIAA 99-1074.
- ^ а б Redell, FH; Дж. Клебер; D Lichodziejewski; Г. Грещик (2005). «Надувно-жесткие солнечные концентраторы для космической энергетики». Сборник технических статей для AIAA, ASME, ASCE, AHS, ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference . 2 .
- ^ Риделл, ФХ; Д. Лиходзеевский; Дж. Клебер; Г. Грещик (18 апреля 2005 г.). «Испытание развернутой надувом жесткой опорной конструкции суб-Tg для планарной мембранной волноводной антенны». Сборник технических статей для AIAA, ASME, ASCE, AHS, ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference . AIAA-2005-1880.
- ^ а б в Guidanean, K; Д. Лиходзеевский (2002). «Надувная жесткая ферменная конструкция на основе новых полиуретановых композитов Sub-Tg». Материалы 43-й конференции AIAA SDM . AIAA-02-1593.
- ^ а б Lichodziejewski, D; Б. Дербес; Дж. Уэст; Р. Райнерт; К. Белвин; Р. Паппа (20 июля 2003 г.). «Создание эффективного солнечного паруса к TRL 6». 39-я совместная конференция и выставка AIAA / ASME / SAE / ASEE по двигательным установкам . AIAA 2003-4659.
- ^ Дербес, Б .; D Lichodziejewski; Дж. Эллис; Д. Ширес (8 февраля 2004 г.). «Системы координат и формат для сообщений о движущих силах». Совещание механиков космических полетов AAS / AIAA . AAS 04-100.
- ^ а б Уолл, Майк (13 июня 2013 г.). «Самый большой в мире солнечный парус будет запущен в ноябре 2014 года» . Space.com . TechMediaNetwork . Проверено 14 июня 2013 года .
- ^ Дэвид, Леонард (31 января 2013 г.). «Самый большой в мире солнечный парус будет запущен в ноябре 2014 года» . Space.com . TechMediaNetwork . Проверено 15 июня 2013 года .
- ^ а б Брук, Боэн, изд. (16 декабря 2011 г.). «Демонстрация солнечного паруса (проект Sunjammer)» . Демонстрационные миссии технологий . НАСА . Проверено 15 июня 2013 года .
- ^ Леоне, Дэн (17 октября 2014 г.). «Миссия NASA Nixes Sunjammer, интеграция цитирует, риск расписания» . Космические новости. НАСА . Проверено 18 ноября 2014 года .