Магнитные моменты . Гравитационные моменты

В предлагаемой работе, содержащей одиннадцать глав и два приложения, изучаются эффекты вращательного движения искусственных космических объектов и рассмотрены некоторые смежные задачи. Глава 1 посвящена в основном анализу моментов сил, действующих на спутник. Рассмотрены гравитационные моменты как в центральном ньютоновском поле сил, так и, согласно 63], при отклонении поля от центрального. Моменты аэродинамических сил давления и трения выводятся при определенных упрощающих предположениях упрощения введены и при рассмотрении моментов от взаимодействия магнитного поля спутника с магнитным полем Земли предлагаются аппроксимирующие выражения для диссипативных моментов сил, вызываемых вихревыми токами в металлической оболочке спутника. Следуя [41], рассматриваются и аппроксимируются моменты сил светового давления. [c.11]

Обобщенными зарядами в этих полях выступают электрические 1И магнитные моменты вещества, пропорциональные объему, а не количествам отдельных составляющих. Поэтому дополнительные вклады во внутреннюю энергию не объединяются со слагаемыми ц-dn, как в случае гравитационных полей. В фундаментальное уравнение эти вклады входят в виде эле- [c.159]

Одной из центральных задач ядерной физики является выяснение природы ядерных сил. Ядерные силы невозможно отнести ни к одному из других известных видов сил. Они не могут быть силами электромагнитного происхождения электрическими потому, что проявляются не только между заряженными, но и между нейтральными частицами (например, между нейтроном и протоном в дейтоне) магнитными потому, что чисто магнитное взаимодействие между магнитными моментами нуклонов слишком мало. Силы, ответственные за р-распад, и гравитационные силы, также не могут быть причиной ядерно-го взаимодействия, так как и те и другие чрезвычайно слабы. Кроме того, силы тяготения являются дальнодействующими. [c.7]

Измерения ядерных спинов и магнитных моментов тесно связаны. между собой и поэтому будут рассмотрены совместно несмотря на то, что природа этих величин глубоко различна. Спин является, наряду с массой, важнейшей механической, т. е. инертной и гравитационной, характеристикой частицы, в то время как магнитный момент является характеристикой взаимодействия частицы с однородным внешним магнитным полем. [c.48]

Потенциальную энергию тоже часто удается разделить на две подобные части, из которых одна содержит только координаты, соответствующие поступательному движению, а другая — только угловые координаты. Так, например, гравитационная потенциальная энергия зависит только от вертикальной декартовой координаты центра тяжести ). Аналогично, если сила вызывается однородным полем В, действующим на диполь с магнитным моментом М, то потенциал пропорционален произведению M B, зависящему только от ориентации тела. Вообще почти все практически встречающиеся задачи допускают такое разложение. В этом случае рассматриваемая задача распадается на две, так как лагранжиан L — T—V разбивается при этом на две части, одна из которых содержит только поступательные координаты, а другая — только угловые. Эти две группы координат будут тогда полностью разделены, и задачи о поступательном и о вращательном движении можно решать независимо друг от друга. Поэтому важно получить выражения для кинетического момента и кинетической энергии тела, имеющего неподвижную точку. [c.164]

Переход фаз может произойти в процессе изменения температуры, концентрации или одного из внешних параметров всестороннего давления, механического напряжения, напряженностей электрического, магнитного и гравитационного полей и др., к-рые называются обобщенными силами. При этом, в зависимости от типа и состояния системы, происходит прерывный или непрерывный переход. В соответствии с этим Ф. и. разделяются на переходы 1-го и 2-го рода. Ф. п. 1-го рода характеризуются тем, что функции состояния (энергия системы, энтропия, объем, магнитный момент, электрич. поляризация и т. д.), т. е. обобщенные координаты, испытывают скачки. При Ф. п. 2-го рода функции состояния изменяются непрерывно, но испытывают скачки [c.391]

На КЛА для создания моментов, управляющих его движением вокруг центра масс, применяются малогабаритные жидкостно-реактивные двигатели, или реактивные сопла, выбрасывающие струи сжатого газа. Кроме того, для стабилизации используются моменты, образуемые гравитационным полем тяготения и магнитным полем Земли, а также моменты, создаваемые электромеханическим инерционным гироскопическим приводом и приводом с маховиками. [c.5]

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]

Восстанавливающий момент от гравитационного поля стремится совместить ось минимального момента инерции (продольную ось) спутника с местной вертикалью и тем самым сообщить ему в плоскости орбиты угловую скорость, равную орбитальной. Внешняя сфера, жестко закрепленная на конце штанги, колеблется вместе со спутником, а внутренняя сфера вместе с расположенным в ней стержневым магнитом взвешена в вязкой жидкости. Свободный постоянный магнит, отслеживая вектор напряженности магнитного поля Земли, перемещается относительно внешней сферы. За одно обращение спутника по орбите постоянный магнит совершает два полных оборота согласно изменению направления силовых [c.52]

Приведем без вывода формулы коэффициентов к/, sj необходимых для расчета для случаев воздействия гравитационных возмущений и возмущений, возникающих вследствие взаимодействия собственного магнитного момента спутника Вху направленного вдоль оси вращения, с магнитным полем Земли Я [c.107]

В приведенных выражениях i = / 1 - основание натуральных логарифмов /о 0, 0 - наклонение, эксцентриситет и долгота восходящего узла орбиты спутника соответственно со — угловое расстояние перигея орбиты от линии узлов р параметр орбиты jUp - гравитационная постоянная (для Земли) [Л — дипольный магнитный момент Земли. [c.108]

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]

Это движение можно разделить на два основных типа. Если кинетическая энергия вращения спутника мала по сравнению с работой внешних сил, то возможно движение либрационного типа, то есть колебания спутника около некоторого среднего положения в системе координат, связанной с каким-либо подвижным направлением (радиус-вектор орбиты, вектор магнитной напряженности земного магнитного поля и т. п.). Такое движение обусловливается ориентирующим действием моментов внешних сил. Движение Луны под влиянием гравитационных моментов Земли относится к указанному типу движения. [c.10]

В классической небесной механике теория движения небесных тел около центра масс развивалась применительно к конкретным телам (Луна, Земля) [94], что позволило сделать ряд упрощений, отсутствующих в общем случае при этом рассматривалось в основном влияние гравитационных моментов. Сложность задачи о вращательном движении искусственных космических объектов обусловливается произвольностью формы и распределения масс объекта, произвольностью начальных данных, многочисленностью факторов, влияющих на движение. Кроме гравитационных моментов следует учитывать еще аэродинамические и электромагнитные моменты, диссипативные эффекты, связанные с трением оболочки спутника об атмосферу и взаимодействием металлической оболочки с магнитным полем Земли влияние эволюции орбиты спутника, влияние моментов сил светового давления на космический объект, движущийся по межпланетной орбите, и т. д. Отметим также, [c.10]

Назовем возмущения линейными, если для них можно построить силовую функцию, линейно зависящую от направляющих косинусов вектора L с осями координат. К линейным возмущениям принадлежит основная часть аэродинамических возмущений (обусловленная синусоидальной зависимостью момента сил от угла атаки), возмущения от собственного магнитного поля спутника с постоянным магнитным моментом /, а также влияние регрессии орбиты. Гравитационные возмущения являются нелинейными. [c.312]

Наибольшее влияние на движение L оказывают в первую очередь моменты гравитационных сил и отчасти аэродинамические и магнитные моменты. Оказалось, что [c.330]

Сравнение наблюдаемого движения вектора кинетического момента с фактическим движением дается на рис. 84, 85. В первые дни (до 20-го дня после запуска — рис. 84) кроме гравитационных и магнитных моментов [c.346]

В задаче о движении спутника на геоцентрической экваториальной круговой орбите положения его относительного равновесия существуют и при более общих предположениях относительно действующих на спутник моментов. В работе В. М. Морозова [35] такие равновесные решения получены в случае одновременного действия гравитационных, аэродинамических и магнитных моментов. Они определяются из системы уравнений [c.782]

Юпитер оказался, как и можно было ожидать, чрезвычайно динамичной планетой, оказывающей большое влияние на огромную область космического пространства не только в гравитационном, но и в астрофизическом смысле. Гравитационное поле Юпитера совершенно симметрично. Масконов нет и следа. Магнитосфера Юпитера, если бы ее можно было наблюдать с Земли, имела бы на небе размеры Луны. Ее хвост простирается на 700 млн. км, что было обнаружено Пионером-10 , когда он пересекал орбиту Сатурна Магнитный момент планеты в 20 ООО раз больше, чему Земли. Магнитосфера имеет обратную полярность. Структура ее очень сложна. Ось внутренней области атмосферы (диполь), преобладающей на расстоянии от центра Юпитера до 20 его радиусов, наклонена на 9° к оси вращения планеты и смещена от ее центра. Неустойчивая внешняя область, простирающаяся в сторону Солнца примерно на 60 радиусов Юпитера, имеет дискообразную форму (этот тонкий диск приблизительно параллелен экватору). Магнитосфера то сжимается, то вспухает, расширяясь в сторону Солнца на 90 радиусов Юпитера. Поэтому каждый космический аппарат по нескольку раз пересекал границу магнитосферы. [c.424]

Усилия широкого круга исследователей направлены на изучение магнитных жидкостей — искусственной среды, созданной сравнительно недавно. Магнитная жидкость (МЖ) — это коллоидная суспензия взвешенных частиц твердого ферромагнетика в жидкости-носителе (вода, керосин, трансформаторное масло и др.). В зависимости от используемого ферромагнетика средний диаметр частиц колеблется от 0,3-10- до 10- м. Уникальная способность МЖ взаимодействовать с внешним магнитным полем открывает перспективы для создания принципиально новых технологий и устройств во многих отраслях народного хозяйства. В случае неоднородного распределения температуры имеющийся значительный собственный магнитный момент обеспечивает сильное пондеромоторное взаимодействие МЖ с градиентным магнитным полем. Иными словами, в неизотермической МЖ, находящейся в гравитационном и неоднородном магнитном полях, существует два механизма возбужде- [c.15]

Попробуем взглянуть на физические постоянные, приведенные в табл. 1, так ска 1ать, глазами Эйнштейна . Безразмерных констант в ней не так уж и много — это отношения масс, отношения различных магнитных моментов, постоянная тонкой структуры а. По МНС1ШЮ проф. И. Л. Розенталя, безразмерные величины mjm и где — усредненная масса нуклона, являются фундаментальными безразмерными величинами, опре-деляющи ш сложную структуру Вселенной [32]. Постоянная тонкой структуры а является количественной характеристикой одного из четырех фундаментальных взаимодействий, существующих в природе,— электромагнитного, и нам еще предстоит обсуждение ее фундаментального значения в физике. Пока отметим следующее. Помимо электромагнитного взаимодействия другими фундаментальными взаимодействиями являются гравитационное, сильное и слабое. Существование безразмерной константы электромагнитного взаимодействия а, = е I (ft ) я 1131 предполагает, очевидно, наличие аналогичных безразмерных констант, являющихся характеристиками остальных трех типов взаимодействий. Эти константы нам также еще предстоит обсудить, пока же вьшишем выражения для них и их числовые значешя [c.42]

Причины возникновения и существования электрического заряда — одна из крупнейших проблем современной теоретической физики. Высказываются предположепия о гравитационной обусловленности сущесхвования электрического заряда и его магнитного момента [62]. В этой работе доказывается, что само существование электрона и его магнитного момента вызвано гравитационным воздействием Метагалактики на материальную точку. Неучет этого взаимодействия приводит к некорректным оценкам масс Галактик. Этот же механизм обязан учитываться в теории взаимодействия электрона с электромагнитным полем. Намечаются связи между двумя важнейшими видами физических взаимодействий— гравитационным и электромагнитным. [c.107]

ВЕРОЯТНОСТЬ термодинамическая характеризуется чис-ло 1 способов, которыми может быть реализовано данное состояние системы ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ [—воздействие тел или частиц друг на друга, приводящее к изменению их движения ближнего порядка — взаимодействие между соседними частицами, составляющими вещество гравитационное — взаимодействие между любыми телами, выражающееся в их взаимном притяжении с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними дальнего порядка — взаимодействие между далекими частицами, составляющими вещество звеньями полимерной молекулы при случайном сближении их в процессе теплового движения) обменное — специфическое взаимное влияние одинаковых частиц, входящих в состав квантовой системы, связанное со свойствами симметрии волновой функции системы относительно перестановки координат частиц, а также приводящих к согласованному движению частиц и изменению энергии системы пондемоторное токов — механическое взаимодействие электрических токов посредством создаваемых ими магнитных полей снин-орбитальное — взаимодействие частиц, входящих в состав квантовой системы, зависящее от велггчины и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов импульса, а также приводящих к тонкой структуре уровней энергии системы сннн-решеточ-ное — взаимодействие орбитального магнитного момента атома с кристаллическим полем спин-спиновое — взаимодействие частиц, входящих в состав квантовой системы, обусловленное наличием у частиц собственных магнитных моментов, а также приводящих к сверхтонкой структуре уровней энергии системы электромагнитное — взаимодействие частиц, обладающих электрическим зарядом или магнитным моментом, осуществляемое посредством электромагнитного поля] [c.226]

Развитие физики атома, атомного ядра и элементарных частиц потребовало введения ряда новых Ф. ф. к. Ридбер-га постоянной для бесконечной массы атомного ядра R , определяющей атомные спектры танкой структуры по-сто.чнной а, характеризующей эффекты квантовой электродинамики и тонкую структуру атомных спектров магнитных моментов электрона и протона и р константы Ферми Ср и угла ВайнберГа 0w, характеризующих эффекты слабого взаимодействия, массы промежуточных Z -и W-бозонов mz и являющихся переносчиками слабого взаимодействия, и т. д. Развитие физики сильных взаимодействий на основе кварковой модели составных адронов и квантовой хромодинамики, несомненно, приведёт к новым Ф. ф. к. С др. стороны, имеется тенденция к построению единой теории всех фундам. взаимодействий (эл.-магн., слабого, сильного и гравитационного, см. Великое объединение), что позволило бы уменьшить число независимых Ф. ф. к. Так, уже создана единая теория электрослабых взаимодействий (т. н. стандартная модель Вайнберга—Салама — 1лэшоу), в результате чего константа Ферми Ср перестаёт быть независимой и выражается через константы /г, а, 9w и mw [c.381]

Из данного решения следует, что постоянно действующие моменты также вызывают незатухающие нутационные колебания с амплитудами, прямо пропорциональными величинам этих моментов. В такой же зависимости находятся и систематически возрастающие пропорционально времени уходы главной оси КА относительно первоначального положения. К категории постоянно действующих моментов можно отнести моменты, обусловленные гравитационными, магнитными, светодинамическими и другими силами. При этом интервал времени, в течение которого моменты остаются постоянными , должен быть заранее определен. [c.207]

Точность гравитационной стабилизации во многом зависит от возмущающих воздействий. Установлено, что основными возмущающими моментами являются магнитные моменты, моменты от сил давления солнечного излучения и аэродинамические моменты. Магнитные моменты доминируют на высотах ниже 1850 км. Давление солнечного излучения более всего влияет на спутники, движущиеся по синхронным орбитам. Аэродинамическими моментами можно пренеб1)ечь на высотах более 900 км. Так, для спутника 1963 22А аэродинамический момент на высоте 740 км отклонит его от вертикали на 1°, а на высоте 555 км — уже на 10°. [c.40]

Пассивные системы, у которых восстанавливающие и демпфирующие моменты создаются только с помощью гравитационного поля, будем называть гравитационными системами еслц же, кроме того, используется магнитное поле, то - гравитационно-магнитными системами. Демпфирование собственных колебаний пассивной СГС относительно устойчивого положения происходит за счет рассеяния механической энергии в устройстве, соединяющем основное тело и стабилизатор, при их относительном движении. СреДи полностью пассивных гравитационных систем угловой ориентации спутников широко известны системы типа Вертистат , которые предназначались в основном для спутников связи и обзора земной поверхности [21,33,58,80]. [c.26]

При действии на КА внешних возмущающих моментов, обусловленных гравитационным и магнитным полями Земли, сопротивлением атмосферы и световым давлением, вектор кинетического момента, совершая нутационное движение, совершает одновременно длиннопериодическое (прецессионное) движение, медленно перемещаясь в пространстве. Под действием внешних возмущающих моментов ось вращения КА отклоняется от заданного направления, поэтому возникает необходимость периодически проводить коррекцию углового положения оси вращения с помощью какой-либо активной системы управления, например, газореактивной или магнитной. [c.37]

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]

Суликашвили Р. С., Стационарные движения спутника-гиростата под действием гравитационного, аэродинамического и магнитного моментов. Сообщения АН ГрузССР, 71, № 3, 561—564 (1973). [c.204]

Рис. 6. Моменты сил, действующих на спутник Земли, в зависимости от высоты Н орбиты — гравитационный момент Ма — аэродинамический момент — момент магнитных сил Мс — момент сил светового давления — момент от воздействия микрометеоритов.

Результаты расчета представлены на рис. 6. Мы видим, что до высот над поверхностью Земли 200—300 км преобладают аэродинамические моменты, на высотах, больших 500 км, преобладают гравитационные моменты. Магнитные моменты везде сравнимы с гравитацион ными. Следует отметить, что величина магнитного момента может быть гораздо больше (на два-три порядка) при наличии на спутнике сильных постоянных магнитов, сильных токовых систем и т. п. Моменты сил светового давления на один-два порядка меньше гравитационных на рассмотренном диапазоне высот (до 3000 км), однако уже при Л>700 км эти моменты сравнимы с аэродинамическими или их превосходят. Оказывается, что [c.56]

Рассматриваются моменты аэродинамические, гравитационные и магнитные в той форме, в какой они написаны в главе 1 и исследованы в главах 6—9. При этом, рассматривается только вековая часть этих моментов, то есть момецты, осредненные по двум периодам [c.343]

Гинзбург и Цытович рассмотрели также аналог переходного рассеяния—превращение гравитационных волн в электромагнитные волны, происходящие уже в вакууме при наличии заряда или вообще какого-либо внешнего источника электромагнитного поля [73.30, 75.24]. В частности был рассчитан коэффициент трансформации на заряде и на магнитном моменте. Позже эти же авторы исследовали еще одну возможность переходного излучения и переходного рассеяния—превращение волн одного типа в волны другого типа вследствие нелинейности вакуума при наличии сильных электромагнитных полей [78.7]. [c.23]

Стабилизация и либрационное движение спутника под действием моментов сил негравитационной природы. Аэродинамические силы могут либо возмуш,ать гравитационную стабилизацию либо способствовать ей. Принципиальный интерес представляет и чисто аэродинамическая стабилизация по вектору скорости центра масс спутника. Моменты сил светового давления могут стабилизировать спутник относительно направления на Солнце, а моменты магнитных сил — относительно вектора магнитной напряженности магнитного поля Земли. Представляет также интерес вопрос о магнитных возмуш,ениях гравитационной стабилизации, о совместном влиянии моментов сил светового давления и гравитационных и т. д. Исследованием либрационного движения под действием моментов сил негравитационной природы занимались О. В. Гурко и Л. И. Слабкий (1963), А. А. Карымов (1962, 1964), В. А. Сарычев (1964), В. В. Белецкий (1965), А. А. Хентов (1967) и др. [c.291]

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]

Оценки показывают, что до высот полета спутника порядка (0,5 0,3) 10 км гравитационный, магнитный и аэродинамические моменты сил должны учитываться одновременно, так как они сравнимы по величине. На более низких орбитах и при входе в атмосферу основное значение приобрета-ют аэродинамические силы. На больших высотах основное значение имеют гравитационные- моменты. [c.781]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...