Магнитные системы стабилизации

МАГНИТНЫЕ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ [c.41]

Рассмотрим основные принципы этого способа разгрузки. Буде м считать, что на КА установлена линейная магнитная система стабилизации, включающая в себя магнитометры, вычислительное устройство и электрические катушки, размещенные по осям стабилизации. [c.63]

МАГНИТНЫЕ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ СОБСТВЕННОГО ВРАЩЕНИЯ [c.160]

Рис. 7.8. Блок-схема магнитной системы стабилизации угловой скорости

На рис. 7.8 представлена принципиальная схема одного из возможных вариантов магнитной системы стабилизации угловой скорости собственного вращения. [c.161]

В пассивных магнитных системах стабилизации демпфирование угловых колебаний спутника осуществляется главным образом за счет использования гистерезисного перемагничивания в стержнях из специальных магнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью. Их действие основано на том, что колебания спутника уменьшаются в результате потерь энергии на гистерезис. Потери энергии пропорциональны площади, расположенной внутри замкнутой гистерезисной кривой намагничивания В = f H) (рис. 2.5). Так как гистерезисная характеристика неоднозначна, то трудно записать аналитическое выражение для точной временной зависимости демпфированных колебаний. Наличие гистерезисного демпфирования в сочетании с демпфированием, обусловленным вихревыми токами, было подтверждено испытаниями на ряде искусственных спутниках Земли [64]. [c.33]

Пассивные гравитационно-магнитные системы стабилизации используют управляющие моменты, создаваемые гравитационным и магнитным полями. В этих системах чаще всего восстанавливающие моменты создаются гравитационным полем, а демпфирующие магнитным. Демпфирование осуществляется пассивными устройствами (магнитные демпферы или несколько ферромагнитных стержней, которые при взаимодействии с геомагнитным полем создают тормозящий момент за счет магнитных потерь на гистерезис, вихревые токи, вязкое трение в жидкости и т.п.). [c.49]

После того как спутник захвачен системой стабилизации и уже не может перевернуться, необходимо осуществить последний этап, связанный с демпфированием собственных колебаний (либраций) спутника относительно местной вертикали, появляющихся от начальных либраций и действующих возмущений. Этот последний этап демпфирование собственных колебаний - наиболее трудная задана, которую необходимо решать для получения требуемой точности при использовании пассивной гравитационно-магнитной системы стабилизации. [c.50]

Начиная с 1964 г., в пассивных гравитационно-магнитных системах стабилизации широкое применение получил еще один способ рассеяния энергии колебательного движения спутников, использующий магнитное поле Земли. Конструкция такой системы содержит жестко закрепленный на конце гравитационной штанги магнитный демпфер (рис. 2.18) [50]. В этом случае он одновременно служит в качестве массы, увеличивающей моменты инерции спутника. [c.51]

Рис 6.5. Блок-схема магнитной системы стабилизации с управляемыми МИО (пунктиром изображено влияние полей МИО на МД) [c.132]

Аппроксимация петель магнитного возврата. У любого магнита, прошедшего магнитную стабилизацию, рабочая точка, определяющая его магнитное состояние, находится на петле магнитного возврата. Поэтому знание наклона петли магнитного возврата и ее раствора существенно необходимо при проектировании любой магнитной системы. Раствор петель у всех современных магнитно-твердых материалов оказался значительным. При расчетах магнитных систем их можно не учитывать и заменять петли магнитного возврата средними линиями. Можно считать, что у всех магнитнотвердых материалов линии магнитного возврата достаточно хорошо аппроксимируются прямыми, параллельными касательной к кривой размагничивания В = / (Я) в точке с координатами В = Вг, Н = 0. [c.47]

Так как в автоматике и приборостроении обычно используются дифференциальные магнитные системы, состоящие из двух и более магнитов, то стабилизация или регулировка рабочего потока такой системы до номинального значения внешним размагничивающим полем может привести к снижению температурной стабильности системы в целом за счет существенного различия температурных коэффициентов отдельных ее частей. [c.237]

Коэффициенты линейного расширения геометрических размеров магнитных систем на два-три порядка меньше температурных коэффициентов магнитных параметров магнитно-твердого материала. Поэтому температурная погрешность магнитного потока в рабочем зазоре определяется в основном температурными отклонениями параметров магнитно-твердого материала и технологией изготовления магнитной системы (намагничиванием и стабилизацией). [c.237]

В последнее время для управления ориентацией и скоростью вращения спутников на околоземных орбитах все более широкое применение получают активные магнитные системы, использующие магнитное поле Земли. Можно выделить следующие особенности этих систем. Основными функциями активных магнитных систем является стабилизация или коррекция углового положения спутника и его скорости собственного вращения. Вместе с этим они способны выполнять и второстепенные функции уменьшение начальной чрезмерно большой скорости закрутки предварительное успокоение переориентацию спутника из одного заданного положения в другое сканирование небесной сферы компенсацию магнитных возмущающих моментов стабилизацию по силовым линиям магнитного поля Земли демпфирование либраций и т. д. [c.124]

Особенностью магнитных систем управления спутников, стабилизированных собственным вращением, является то, что работают они не непрерывно, а с некоторой скважностью, которая определяется не только временем накопления достаточной ошибки от возмущений, но и физическими свойствами магнитного поля Земли. Иногда система включается один раз за виток, иногда намного реже, причем в одних случаях работа происходит на определенных участках орбиты, где выполняются условия оптимального управления, а в других — на любом участке или на протяжении всего витка (или нескольких витков), если выполнение этих условий не требуется. Проведенные исследования [30] показали, что для каждой орбиты и всех фаз полета спутника с активной магнитной системой существуют четыре точки переключения. Условия переключения проверяются с помощью сигналов датчика напряженности магнитного поля Земли и солнечных датчиков. При этом соответственно переключается и магнитный диполь ориентации оси закрутки, и диполь стабилизации скорости собственного вращения спутника. Прерывистость работы активных магнитных систем ориентации положения спутника и его скорости закрутки обусловливается самой природой стабилизации собственным вращением, для которой характерна высокая устойчивость к воздействию как внешних, так и внутренних возмущающих моментов. [c.125]

Цель гравитационно-магнитной стабилизации спутника 1963 22А состояла в обеспечении постоянной направленности антенны к центру Земли в пределах 20° относительно местной вертикали. Эта цель была достигнута, так как система пришла в рабочее состояние в течение 10 сут. и обеспечила точность ориентации 10°. Для контроля работы системы стабилизации были использованы трехкомпонентные магнитометры и солнечные датчики, установленные на спутнике [21 ]. [c.51]

Рис. 2.18. Гравитационная система стабилизации с магнитным демпфером а - принципиальная схема б - функциональная блок-схема

Почти любые природные явления, приводящие при движении объекта к возникновению моментов, можно использовать при разработке системы стабилизации. Наибольшее применение нашли системы с гравитационным стабилизирующим моментом помимо этого, для пассивной стабилизации космических аппаратов используются моменты, возникающие вследствие взаимодействия с магнитным полем, с атмосферой, а также возникающие в результате давления солнечного излучения. [c.180]

Результаты летных испытаний. Основные результаты практического использования гравитационных систем стабилизации получены от спутников серии Транзит [51] и летных испытаний магнитных шаровых демпферов [7] (рис. 23 и 24). И хотя эти полеты были весьма успешными, ограниченные цели и малые размеры этих спутников потребовали минимума приборного оборудования. По результатам этих полетов были оценены качественные характеристики систем стабилизации однако в будущем для получения более точных количественных оценок необходимы дополнительные данные от спутников с более сложными системами стабилизации. В последние пять лет интенсивно испытывались системы с гироскопическим стабилизирующим моментом, причем оборудование таких систем было более высокого качества. Данных о работе гравитационных систем стабилизации в этих полетах не имеется в силу специфических особенностей этих полетов, однако в ближайшем будущем необходимая информация будет, по-види--мому, опубликована, [c.212]

Рис, 24. Результаты летных испытаний системы стабилизации с магнитной подвеской демпфера [7]. [c.216]

В последнее время в инерционных машинах с осевой силой до 250 кН находит применение силовой электромагнитный привод (рис. 5.2). Привод отличается высокими динамическими характеристиками и возможностью регулирования осевой силы в широких пределах. Зависимость силы от воздушного зазора сведена практически к нулю специальной системой стабилизации магнитного потока [11]. Применение электромагнитного привода для сварки трением позволило существенно упростить конструкцию инерционной машины за счет использования подвижной части его магнитопровода в качестве основной маховой массы и исключить узел восприятия осевой силы — упорный подшипник. [c.232]

Проектирование и изготовление электромагнита установки М , агрегатов питания обмоток электромагнита с системой стабилизации магнитного потока, а также вакуумной камеры и резонансной линии возложить на ОКБ при заводе Электросила и заводы Электросила и № 496 Министерства электропромышленности. [c.300]

В табл. 1.7 приведены технические данные отечественных машин портального, портально-консольного и шарнирного типов с цифровой, фотоэлектронной, линейной и магнитной системами управления. В машинах портального и портально-консольного типов обеспечиваются автоматическая стабилизация расстояния между резаками и разрезаемым листом, дистанционное управление технологическим процессом. Машину обслуживает один оператор. [c.12]

Примером подобной системы управления может явиться система стабилизации скорости движения магнитной ленты с записанной программой в системах управления, построенных на основе сравнения двух сигналов по частоте (см. фиг. 109 и текст к ней). В программирующем устройстве подобной системы стабилизация скорости движения программирующей ленты осуществляется с помощью фотоэлектрического моделирующего устройства, состоящего из фотоэлемента 9, синхронизирующего диска 10 и источника света 11 (фиг. 114). Сигналы с ленты считываются головкой 5, селектором каналов 4 и счетчиками импульсов 1—3. [c.274]

Для исключения влияния на выходной сигнал датчика колебаний напряжения сети и температуры в схеме датчика имеется блок стабилизации 7. Все элементы схемы с целью исключения влияния помех на ее работу выполнены в одной микросхеме, конструктивно связанной с магнитом и магнитной системой. [c.141]

Известна магнитная система стабилизации угловой скорости 27], блок-схема которой приведена на рис. 2.15. Векторные магнитометры 1 измеряют напряженность магнитного поля по осям СХЖ и 0Y связанной системы координат (осью вращения обычно выбирается ось 0Z). Сигналы с магнитометров поступают в усилителш 2 и далее к электромагнитам 3 и 4. Магнитометры должны включить электромагниты в те моменты времени, когда вектор магнитного поля Земли будет перпендикулярен вектору магнитного поля электромагнитов. Для замедления или разгона спутника необходимо соответствующим образом изменять полярность выходных сигналов усилителей. [c.45]

Медленное затухание скорости собственного вращения, вызываемое в основном влиянием магнитного поля Земли, компенсировалось на спутниках различными способами. Например, на некоторых спутниках для стабилизации угловой скорости применялась активная система с газореактивными соплами, установленными на внешней цилиндрической поверхности корпуса [61]. В лаборатории прикладной физики имени Джона Гопкинса разработана для ряда спутников магнитная система стабилизации угловой скорости [61]. [c.37]

На экспериментальных спутниках GGSE с гравитационной магнитной системой стабилизации мако1мальное отклонение от местной вертикали не превышало 15° [47]. Все эти спутники имели одну гравитационную штангу с магнитным демпфером на конце. Только один спутник имел демпфер, работающий на вязкой жидкости, остальные использовали демпферы, работающие на вихревых токах. Геодезические спутники Земли GEOS тоже имели магнитный демпфер на вихревых токах. У них полное отклонение от вертикали не превышало 5° [85]. [c.54]

Здесь — значение индукции на кривой размагничивания в точке отхода А магнитной системы т — степень размагничивания постоянного магнита при стабилизации внещним [c.228]

Так спутник ESRO-II (рис. 3.13), имевший массу 74 кг, на орбите должен был стабилизироваться вращением. Последняя ступень ракеты-носителя вместе со спутником для стабилизации должна была раскручиваться до 170 об/мин. После отделения спутника от ракеты-носителя скорость его вращения должна снижаться с помощью системы грузиков на тросах до 15—40 об/мин. Регулирование скорости вращения должно было осуществляться с помощью управляющего реактивного сопла, работающего на сжатом азоте и включаемого по команде с Земли. С помощью магнитной системы спутник должен ориентироваться таким образом, чтобы ось вращения была перпендикулярна направлению на Солнце с погрешностью не более +10°. [c.116]

Принимая во внимание, что, как правило, при проведении космических исследований не требуется крайне высокая точность или крайне быстрая переориентация спутника, все требования к активной магнитной системе могут выполняться с помощью однокатушечного исполнительного органа. При этом, как уже отмечалось, дипольный момент, управляющий угловым положением оси вращения, располагается параллельно этой оси, а дипольный момент стабилизации скорости вращения — перпендикулярно оси собственного вращения. Таким образом, магнитная система управления спутников, стабилизированных собственным [c.125]

Реализация такого метода стабилизации с помощью магнитной системы управления угловой скоростью вращения КА, имеющего гипотетические моменты инерции / =1,63 10 кгм 1,53х X10 кгм J =0,147 10 кгм относительно связанной системы координат Oxyz, на высотах ft=200—400 км представляет определенный интерес с точки зрения анализа динамики тяжелого КА на различных этапах функционирования системы управления. [c.193]

В июне 1963 г. был запущен спутник США 1963 22А с гравитационной системой стабилизации [40]. На этом спутнике для демпфирования колебаний были применены сверхслабая пружина, которая крепилась к концу длинной мачты (рис. 2.13), и магнитные стержни. Гравитационная сила, действуя на массу, заставляла пружину совершать возвратно-поступательное движение и тем самым рассеивать энергию колебаний на гистерезис. Такой способ демпфирования был предложен и подробно исследован Р. Р. Ньютоном в работе [47]. [c.39]

Пассивная магнитная стабилизация представляет особый интерес для исследовательских спутников, предназначенных для изучения явлений, связанных с геомагнитным полем. Пассивная магнитная система была установлена на спутнике Ацур [29 [c.41]

В качестве примера рассмотрим пассивную магнитную систему стабилизации, которая была установлена на спутниках ФРГ [32,64]. Магнитная система управления положением спутника состоит из двух сильных постоянных магнитов и м нитопроницаемых решеток из демпфирующих стержней, расположенных в экваториальной плоскости спутника, перпен- [c.33]

Поскольку орбита спутника близка к полярной, то над магнитными полюсами Земли направление местного мщ нитного поля совпадает с местной вертикалью. И если в это время сторона спутника, на которой отсутствует штанга, направлена к Земле, то такие условия наиболее благоприятны для перехода системы в режим гравитационной стабилизации. Установившаяся угловая скорость спутника 1,5 об/орб меньше 0,62 X 10 " рад/с (скорость, необходимая для захвата спутника гравитационной системой стабилизации) и практически достаточна для безопасного выдвижения гравитационной штанги. При этом угловая скорость спутника относительно центра масс уменьшилась во столько раз, во сколько увеличился момент инерции спутника после вьщвижения штанги по сравнению с моментом инерции до выдвижения. [c.49]

МОЩЬЮ чрезвычайно слабой медно-бериллиевой спиральной пружины. Пружина покрывалась слоем кадмия, который имеет достаточно большой механический гистерезис, что позволяет ей рассеивать энергию в период увеличения амплитуды отклонения массы-наконечника относительно спутника. При максимальном растяжении пружины масса отклоняется от конца штанги на расстояние около 12 м, Штанга длиной 24,5 м предназначена для увеличения гравитационных моментов и относительных перемеш,ений при наличии колебаний спутника. Эта система демпфирует колебания по оси тангажа вследствие ускорения Кориолиса, воз-никаюш,его из-за орбитальной угловой скорости враш,ения относительно оси тангажа. Однако по оси крена процесс демпфирования с помош,ью этой системы носит нелинейный характер и становится относительно нечувствительным к колебаниям с амплитудой ниже 10°. Поэтому в этой системе дополнительно используются стержни с магнитным гистерезисом, которые демпфируют колебания с малыми амплитудами путем взаимодействия с магнитным полем Земли. Более подробные сведения об этой системе стабилизации приведены в работе [52] на рис. 10 показан вид на спутники в полете. [c.197]

Магнитная система демпфирования. Для демпфирования угловых колебаний спутника необходимо выбрать некоторое опорное положение, относительно которого следует измерять колебания. В качестве таких опорных положений можно выбрать направления в инерциальном пространстве, как это предлагалось в двух предыдущих типах систем стабилизации. Для этой цели можно использовать также магнитное поле, если магнит системы стабилизации поместить в вязкую среду. Достаточно мощный магнит способен с большой точностью сохранять заданное положение в магнитном поле, что позволяет демпфировать колебания спутника относительно магнита. Задача в этом случае заключается в выборе такого направления в магнитном поле, которое бы не совпадало с желаемой ориентацией спутника тогда вариации магнитного поля можно отнести к возмущениям, действующим на спутник со стороны окружающей среды. Следует учесть, что существует определенное соотношение между допустимой величиной возмущения и требуемой степенью демпфирования. Системы такого типа были созданы фирмами Локхид и Дженерал Электрик и испытывались в полете. Аналитические методы синтеза, использованные фирмой Дженерал Электрик , а также результаты летных испытаний системы изложены в работах [7, 43, 50, 53]. Авторы этих работ применили номограмму Делпа [16], расширив ее для учета параметров магнитных систем демпфирования (рис. 16 и 17). Демпфирующее устройство, в котором вместо вязкой среды используются вихревые токи, описано в работах [50, 83]. [c.205]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...