Стабилизация вращением

Вал В радиусом т приводится во вращение вокруг горизонтальной оси гирей А массой т,, подвешенной к свободному концу троса, намотанного на вал масса вала его радиус инерции р. Для стабилизации вращения к валу прикладывается тормозящий момент, пропорциональный его угловой скорости М = кы. Найти угловую скорость со вала, предполагая, что в начальный момент она равна нулю массой троса пренебречь. [c.209]

Вращающийся КА, подобно всем небесным телам, приобретает стабилизирующие свойства, характерные для свободного гироскопа. Стабилизация вращением при определенном направлении оси вращения позволяет получить более равномерное освещение Солнцем, что создает оптимальные условия для работы солнечных батарей, а также более умеренный тепловой режим корпуса КА наличие искусственной гравитации исключает необходимость систем наддува в топливных баках двигательных установок. Кроме того, стабилизация углового положения КА вращением является наиболее экономичным с энергетической точки зрения способом стабилизации. И несмотря на неизбежное усложнение конструкции, а также необходимость проведения некоторых научных исследований и экспериментов вращающиеся орбитальные станции относятся к перспективным КА. [c.3]

Наиболее экономичным способом стабилизации углового положения КА является стабилизация вращением в заданном, ориентируемом положении и управление скоростью вращения. Настоящая книга посвящена вопросам аналитического анализа динамики КА, стабилизированного вращением, с учетом воздействия на него внешних факторов — аэродинамических сил, геомагнитного поля, особенностей конструкции, а также исследованию систем угловой стабилизации, ориентации и систем стабилизации угловой скорости собственного вращения. В книге представлены материалы по возможному использованию искусственных спутников Земли, стабилизированных вращением, и основные особенности деятельности экипажа в условиях искусственной гравитации. В предлагаемой книге предпринимается попытка [c.5]

На КА, использующих стабилизацию вращением, двигательная установка может быть расположена различным образом. [c.55]

Классическим способом стабилизации ИСЗ, который широко применялся на первых этапах исследования космического пространства, является стабилизация вращением. Как уже отмечалось, одной из серьезных проблем, связанных с использованием по- [c.110]

Некоторые отличия функционального порядка имела система стабилизации вращением спутника АЕ-В, который был запущен 25 мая 1966 г. с мыса Кеннеди [95]. Спутник имел массу 225 кг, его корпус (рис. 3.10) представлял собой герметизированный шар диаметром 88,9 м, изготовленный из нержавеющей стали. На орбите спутник стабилизировался вращением — раскручивался вместе с последней ступенью ракеты-носителя до 120 об/мин. Но эта скорость вращения была слишком велика для нормальной работы приборов, поэтому она снижалась до 30 об/мин с помощью [c.111]

Современные пилотируемые долговременные КА имеют форму корпуса, близкую к цилиндру, что регламентируется конфигурацией ракеты-носителя. Стабилизация вращением аппаратов такого типа на орбитах хранения, как правило, осуществляется относительно максимального момента инерции. [c.193]

Пассивная система стабилизации вращением [c.204]

Выполненный краткий анализ позволяет сделать вывод о том,, что пассивная система стабилизации вращением является нейтрально устойчивой. Любое возмущение вызывает нутационные колебания КА, а постоянно действующие возмущающие моменты приводят к систематическим уходам его главной оси относительна инерциального пространства. [c.209]

Пассивная система стабилизации вращением придает КА необходимые свойства устойчивости, но с течением времени era главная ось теряет первоначально заданную ориентацию. Для устранения этого недостатка систему ориентации необходима [c.209]

Стабилизация вращением выгодна также в тех случаях, когда последняя ступень ракеты-носителя, работающая на твердом топливе, сама стабилизирована вращением и передает его спутнику, являющемуся для нее полезной нагрузкой [4]. [c.43]

На ранней стадии развития космической техники использовали простейший способ стабилизации вращением аппарат закручивали относительно оси с максимальным моментом инерции и не >конт- [c.43]

В общем виде схема пассивной стабилизации вращением приведена на рис. 2.7. При длительном времени работы величина и направление вектора кинетического момента, а следовательно, скорость вращений и ориентации оси собственного вращения КА значительно изменяются под действием различных возмущающих факторов. Для поддержания постоянной по величине скорости собственного вращения и изменения ориентации оси вращения используются системы управления с активными устройствами, которые треб)оот затрат энергии или рабочего тела. Следовательно, в целом систему стабилизации КА вращением следует отнести к комбинированным системам. [c.36]

Возникающие в каждом конкретном случае вопросы построения системы стабилизации вращением и ее основных элементов требуют своего индивидуального подхода и решения, хотя они и сводятся в основном к следующим задачам 1) регулирование скорости вращения 2) демпфирование нутационных колебаний 3) прогнозирование ухода оси вращения под действием возмущающих моментов 4) коррекция углового положения оси вращения. [c.36]

Рис. 2.7. Система стабилизации вращением

В случае когда ддя КА допускается достаточно большая угловая скорость вокруг одной из осей, а орбита достаточно высокая, тогда ориентацию оси вращения на Солнце можно осуществить с помощью пассивной системы. Эта система использует два пассивных принципа стабилизации вращение и световое давление солнечных лучей [38]. [c.133]

В докладе обсуждается пассивная стабилизация с помощью моментов, обусловленных давлением солнечного излучения и гравитационным полем, а также стабилизация вращением. Описываются принципы, положенные в основу разработки пассивных систем стабилизации в общих чертах рассматриваются некоторые современные методы анализа и примеры разработки таких систем. В ряде случаев приводятся характеристики существующих систем стабилизации. [c.179]

МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА СИСТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ ВРАЩЕНИЕМ [c.222]

В этой главе приводятся без доказательств критерии устойчивости в смысле Ляпунова различных режимов вращения относительно центра масс искусственных спутников планет и космических аппаратов, которые вытекают либо из строгого, либо и из линейного анализа уравнений движения. Описываются различные способы стабилизации вращения космических аппаратов. Даются только результаты исследования ограниченных задач динамики космического полета, полученные в предположении, что вращательное движение спутников не оказывает никакого влияния на их орбитальное движение. [c.777]

Для ИСЗ с ЖРД предпочтительной является трехосная стабилизация. В состав ИСЗ часто входит инерциальная система отсчета, которую можно использовать и при выведении. При трехосной стабилизации можно значительно раньше, чем при стабилизации вращением, развернуть антенны и солнечные батареи. [c.19]

Несмотря на то, что форма корпуса спутников Эксплорер изменялась в зависимости от назначения и представляла собой либо два усеченных конуса, сложенных большими основаниями (рис. 3.2, Эксплорер VII ), либо сфероид (рис. 3.3, Эксплорер VI ), либо восьмигранную призму, переходящую в усеченный конус (рис. 3.4, Эксплорер XII ), способ раскручивания спутников для создания стабилизации вращением был идентичен [59, 75, 84, 90, 101]. Как правило, он состоял из раскручивания последней ступени ракеты-носителя со спутником до угловой скорости 150 об/мин. После отделения скорость вращения спутника снижалась до 10 об/мин с помощью устройства, состоящего из грузиков на тросах. [c.103]

Однако наряду с идентификацией были и некоторые особенности. Так, для стабилизации вращением на орбите спутник Эксплорер XI (рис. 3.5) вместе с четвертой ступенью ракеты-носителя был раскручен относительно продольной оси (ось мини- [c.103]

Исследования, которые проводились с помощью спутников, имеющих на борту устройство для стабилизации скорости вращения, явились прямым продолжением проведенных работ аппаратами, раскручивание которых для стабилизации вращением выполнялось с помощью верньерных двигателей последней ступени ракеты-носителя. С помощью спутников этой категории исследовались верхние слои атмосферы (плотность, давление, молекулярный и атомарный кислород и водород, температура электронов и ионов, концентрация положительных ионов и электронов), ионосфера (регистрация и исследование энергетических частиц), магнитное поле Земли (исследования низкочастотных колебаний магнитного поля), рентгеновское и ультрафиолетовое излучение Солнца, электроны и протоны солнечного и галактического происхождения, воздействия радиации на биологические объекты и др. [c.108]

Если спутники серии 0S0 использовали систему ориентации и стабилизации вращением с исполнительными органами только в виде реактивных двигателей, то спутники ESRO, разрабатываемые Европейской организацией по исследованию космического пространства, имели на борту комбинированную систему, включающую в себя реактивные двигатели для регулирования скорости вращения и магнитную систему для ориентации оси вращения [64, 67, 78]. [c.116]

Рассмотрим поведение пассивной системы стабилизации вращением при импульсном, постоянном и гармоническом возмущающем воздействии. При воздействии на КА импульсного возмущения, которое физически ближе всего соответствует соударению аппарата с микрометеоритом, составляющие импульсных мо [c.205]

Стабилизация вращением, с одной стороны, позволяет существенно сократить аппаратурный состав систем ориентации, а с другой — накладывает на некоторые его элементы специфические требования. Так, полное управление орбитой КА, стабилизированного вращением, возможно только при наличии двух реактивных сопел, что позволяет широко использовать дублирование исполнительных органов системы ориентации. И наоборот, для оценки углового отклонения главной оси в инерциальной системе координат обычные трехстепенные гироскопы в кардановом подвесе нуждаются в дополнительной рамке. [c.251]

Вызвать прецессию оси вращения можно приложением MOMeir--та, перпендикулярного этой оси, например с помощью реактивных сопел. Аналогично можно создать ускорение, перпендикулярное оси вращения. При этом сопла необходимо включать только на некотором секторе каждого оборота, положение которого фиксируется относительно опорного направления. Направление прецесси1Е или ускорения можно изменять, меняя положение сектора работьЕ сопла. Такие принципы управления были использованы на нескольких спутниках Синком . Необходимость в расходе рабочего тела существенно снижает качество таких систем стабилизации вращением. [c.45]

Основным преимуществом стабилизации вращением является относительная простота конструктивного решения и вытекающие отсюда высокая степень надежности, низкая стоимость, а порой и возможность разработки систем в сжатые сроки. Поэтому не случайно, например, для первых ИСЗ серии Пионер , Эксплорер и их ракет-носителей, запущенных в США, была выбрана именно стабилизация вращением, что определялось в основном стремлением ускорить разработку системы. Хотя простота данных систем обычно достигается ценой уменьшения универсальности и связана с жестким выбором опорного направления, тем не менее стабилизация вращением является, несомненно, одним из наиболее часто применяемых методов пассивной ориентации КА. [c.35]

Метод стабилизации вращением может использоваться как в чистом виде, так и в комбинации с другими, пассивными или активными, методами управления, особенно для спутников с длительным сроком активного существования. В качестве примера последних можно указать спутники Реле , Синком [60], Телстар [70], а из советских - спутники Земли серии Прогноз , ориентированные в направлении на Солнце и предназна- [c.35]

Систему солнечной стабилизации можно значительно упростить, если использовать динамические и кинематические свойства вращающегося КА (см. разд. 5.4 и 5.5). Эту систему следует уже рассматривт как комбинацию двух пассивных систем системы солнечной стабилизации и системы, стабилизированной вращением. Комбинированная система обладает достоинствами обеих систем и лишена основного недостатка стабилизации вращением - ухода оси вращения КА от заданного направления. [c.48]

Основные преимущества пассивных систем стабилизации связаны с их простотой, что предопределяет низкую стоимость, высокую надежность, а порой и разработку системы в сжатые сроки. Например, для первых космических аппаратов и их ракет-носителей была выбрана относительно простая система стабилизации вращением, что определялось стремлением ускорить разработку системы и повысить вероятность успеха всей операции. Недавно начал проявляться интерес к пассивным гравитационным систёмам стабилизации в связи с их большой долговечностью. [c.179]

Стабилизация вращением является, несомненно, наиболее часто применяемым методом пассивной стабилизации спутников. Например, на спутниках серий Пионер и Эксплорер использовались системы пассивной стабилизации вращением. Метод обеспечивает стабилизацию движения относительно двух осей инерциальной системы координат, является весьма простым и надежным, а при большой угловой скорости вращения может успешно противодействовать влиянию возмущений. В некоторых случаях вращение спутника можно использовать для улучшения условий работы полезной нагрузки. Например, вращение спутника Тайрос использовалось для обзора поверхности Земли при фотосъемках ее поверхности. Кроме того, центростремительное ускорение, которое испытывают периферийные части вращающегося космического аппарата, создает искусственную силу тяжести, необходимую для пилотируемых космических кораблей прежде всего, а также полезную с точки зрения конвективного охлаждения, регулирования уровня жидкостей на спутнике и обеспечения выполнения других, менее известных технических требований. [c.217]

Вращение является не только простым способом надежной стабилизации спутника, но оно может использоваться также для сглаживания колебаний или усреднения возмущающего момента, если необходимо выдержать очень точно заданную ориентацию. Подобным же образом стабилизацию вращением можно использовать как дополнение к активным системам стабилизации для закрепления необходимой ориентации, как это сделано на спутниках ) Реле , Син-ком [85, 86], Эли Бёрд [56], Телестар [88], 050 [15] и АЕ-В [51]. [c.218]

Обсуждаются принципы пассивного управления ориентацией, к которому относятся управление с помощью гравитационного градиента, использование моментов от давления солнечного света и стабилизация вращением. Даются краткий обзор применяемых методов, новейших достижений в области анализа и примеры современных разработок в этой области. Там, где это возможно, приводятся практические летные характеристики систем. Илл. 29. Библ. 94 назв. [c.238]

Стабилизация вращением. Для обеспечения неизменной ориентации" некоторой оси спутника в инерционном пространстве часто применяется система стабилизации, использующая гироскопические свойства вращающихся тел. Так, например, известно, что стационарное вращение спутника вокруг осей, соответствующих минимальному и максимальному моментам инерции, устойчиво. При наличии диссипативных моментов устойчивым остается лишь стационарное вращение вокруг оси, сбответ- твующей максимальному моменту инерции спутника. Внешние моменты, обусловленные гравитационным и магнитным полями Земли, сопротивлением атмосферы, световым давлением, приводят к нарушению ориентации стабилизированного вращением спутника. Для сохранения неизменной ориентации спутника на достаточно большом интервале времени влияние внешних моментов необходимо компенсировать с помощью специального активного устройства, которое включается, если отклонение оси вращения спутника от заданного направления превысит допустимую величину. [c.301]

В системах стабилизации вращением могут быть также использованы стационарные решения для осесимметричного спутника на круговой орбите, полученные Г. И. Дубошиным (1959—1960) и В. Т. Кондурарем (1959). Этим решениям соответствуют вращения спутника с постоянной угловой скоростью вокруг оси симметрии, сохраняющей неизменным свое положение в орбитальной системе координат. Возможны случаи, когда ось симметрии перпендикулярна к [c.302]

Станок состоит из следующих основных узлов станина 1 коробчатого типа стола 2 — коробчатая отливка с ребрами жесткости тормозного устройства, предохраняющего сход стола со станины при несрабатывании электросистемы реверсирования и аварийного останова портала 6, состоящего из двух стоек, связанных перекладиной траверсы (поперечины) 3 с двумя верхними суппортами 4 бокового суппорта 9 коробки скоростей 10, входящей в привод стола (привод стола осуществляется от электродвигателя постоянного тока, регулируемого по системе генератор—двигатель стабилизация вращения осуществляется электромашинным усилителем коробка скоростей работает в двух диапазонах — скоростном и силовсм) привода подачи 7, осуществляемого от отдельного фланцевого реверсивного электродвигателя, передающего движение через коробку подач системы смазки от смазочной станции электрооборудования, включающего 12 электрических двигателей постоянного и переменного тока подвески 5 пульта управления. [c.486]

Стабилизация вращением применяется для межорбитальных буксиров (за исключением буксира Ш8, где использована трехосная стабилизация). Стабилизацию вращением проще реализовать, чем трехосную стабилизацию. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...