Системы ориентации и стабилизации

При хранении ЗИПа на борту КА при длительном функционировании возникает следующая проблема. Перед установкой блока из ЗИПа (взамен неисправного) устройство должно быть проверено, либо должна быть полная уверенность в его исправности. Проверка оборудования перед установкой на борт сопряжена с большими трудностями, так как требует большого количества контрольно-измерительной аппаратуры. Статистика показывает, что максимальный срок хранения технического устройства системы ориентации и стабилизации на один отказ, исходя из вероятности исправности прибора к концу хранения, равной 0,99, составляет 92—920 сут. Если исходить из максимального риска катастрофы, равного 4-10 , этот срок равен 2,22—22,2 сут. Аналогичные данные составляют для блоков других систем. Анализ этих цифр показывает, что даже для вероятности исправности блока к концу хранения, равной 0,99, максимальный срок хранения блоков в ЗИПе имеет величину того же порядка, как периодичность экспедиций на транспортном корабле снабжения и даже меньше ее. Такое положение приводит к потребности смены комплекта ЗИПа практически при каждой экспедиции, что явно нецелесообразно. Сложность усугубляется еще тем, что, как показывают результаты анализа [100], для обеспечения безопасности экипажа (0,999) и успешного осуществления полета (0,95) в течение одного года при массе оборудования КА 22709 кг масса запасного инструмента и оборудования составит 1278 кг. Таким образом, при каждой экспедиции может потребоваться транспортировка технических устройств на орбиту и обратно на Землю массой около одной тонны. [c.283]

Второе издание книги в отличие от указанных работ и первого издания [9] дополнено описанием конструктивных схем маховиков с переменным моментом инерции, гироскопических демпфирующих устройств, а также двумя главами, посвященныМ И системам стаби-.лизации угловой скорости собственного вращения и системам. ориентации и стабилизации космических аппаратов, стабилизированных вращением. [c.4]

СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ [c.1]

СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ [c.1]

В настоящее время происходит интенсивное освоение космического пространства, которое ведется по широкой программе, включающей полеты как по околоземным орбитам, так и по траекториям к другим планетам Солнечной системы. Для успешного проведения наз ных экспериментов необходимо ориентировать и стабилизировать космические аппараты (КА) в пространстве. Решение этой задачи возложено на систему ориентации и стабилизации, от технических и эксплуатационных характеристик которой во многом зависит успех проводимых научных экспериментов в космосе. В связи с этим возникает необходимость в простых, надежных, легких, работающих в течение длительного времени с минимальными затратами энергии системах ориентации и стабилизации КА. [c.3]

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ КА [c.4]

Существующие и разрабатываемые в настоящее время системы ориентации и стабилизации могут быть разделены на три основные группы пас- [c.5]

Комбинированные системы ориентации и стабилизации целесообразно использовать также для КА, состоящих из нескольких тел, каждое из которых должно ориентироваться с неодинаковой точностью в разных направлениях в течение всего полета. В этих случаях для частей аппарата, ориентируемых с низкой точностью в течение длительного времени, желательно применять пассивные системы, а для частей, ориентируемых с вы- [c.7]

Если от системы ориентации и стабилизации в течение только неболь- [c.7]

Одним из первых и основных вопросов при проектировании систем ориентации и стабилизации КА является выбор в соответствии с заданными техническими требованиями подвижных или неподвижных в инерциаль-ном пространстве опорных (базовых) систем координат, относительно которых измеряются угловые отклонения, угловые скорости и ускорения КА. С помощью системы ориентации и стабилизации выдерживаются в до- [c.10]

Выбор опорной системы координат во многом зависит от назначения КА и выполняемых им задач, от характера траектории, от выбранного принципа действия системы ориентации и стабилизации, от возможности упрощения ее уравнений движения и уменьшения влияния внешних возмущающих моментов и от других факторов. Рассмотрим некоторые основные из них с точки зрения возможности использования в качестве опорных систем координат при ориентации КА. [c.11]

Возмущающие моменты возникают в результате целого ряда факторов. Приведем основные источники возмущающих моментов 1) аэродинамическое сопротивление 2) магнитное поле 3) давление солнечных лучей 4) гравитационные поля Земли и небесных тел 5) движение масс внутри КА 6) неравномерное вращение опорной системы координат (эллиптичность орбиты) 7) температурные деформации элементов конструкции системы ориентации и стабилизации 8) неточности в изготовлении системы ориентации и стабилизации и др. [c.17]

С периселением на высоте 16,7 км и апоселением на высоте 83,3 км ( Аполлон-11 ). Последующее сложное маневрирование производится с помощью двигателей системы ориентации и стабилизации. [c.287]

Первым шагом в проектировании КА является решение вопроса о конструктивно-компоновочной схеме и распределении масс между целевой нагрузкой и служебными системами, основными из которых являются система энергопитания (СЭП), система ориентации и стабилизации (СОС) и система терморегулирования (СТР), а также конструкция как отдельная система. [c.3]

После выхода в космос аппарат создает вокруг себя облако газа из испаряющегося материала, рабочего тела системы ориентации и стабилизации, воздуха из пористых материалов теплозащиты и конструкции. Во время длительного пребывания аппарата в глубоком вакууме постоянно испаряются конструкционные материалы, покрытия и смазки. [c.131]

Энергетическая мощность, требуемая для обеспечения работы системы ориентации и стабилизации, системы терморегулирования и других служебных систем, зависит от энергетической мощности целевой аппаратуры (табл. 4,2) [c.167]

Массу системы ориентации и стабилизации представим в виде следующей функции массы ИСЗ [c.169]

Система ориентации и стабилизации........ 10 [c.174]

Система ориентации и стабилизации ( OQ осуществляет ориентацию аппарата во время полета и ориентацию относительно объекта исследования, а также стабилизацию (закреплению этого положения). Ориентация может быть постоянной или изменяющейся в процессе движения, может осуществляться не только конкретного аппарата в целом, но и отдельных его частей. [c.190]

Дмитрий Сергеевич Пельпор ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ [c.166]

Успех научно-исследовательских работ, проводимых в космическом, 1ространстве с помощью летательных аппаратов, во многом зависит от технических и эксплуатационных характеристик систем ориентации и стабилизации. Поэтому возникает необходимость в простых, надежных, точных, легких, работающих в течение длительного времени с минимальными затратами энергии системах ориентации и стабилизации КА. Правильный выбор систем ориентации и стабилизации позволяет успешно осуществлять проведение таких научных экспериментов, как возвращение на Землю спутника или космического корабля наблюдение за Солнцем и исследование явлений, происходящих на нем использование системы ретрансляционных спутников для целей глобальной радиосвязи и телевидения использование спутников для метеорологических и геодезических целей и других экспериментов в межпланетном пространстве. [c.4]

Пассивная система ориентации и стабилизации — это система, которая не требует на борту КА источника энергии для своей работы. Для создания управляющих моментов она использует физические свойства средьд, окружающей КА (гравитационное или магнитное поле, солнечное давление, аэродинамическое сопротивление), или свойство свободно вращающегося твердого тела сохранять неподвижной в инерциальном пространстве ось вращения. В пассивных системах не только ориентация, но и стабилизация КА, например демпфирование собственных колебаний, достигается без использования активных управляющих устройств. [c.6]

Выбор системы ориентации и стабилизации в основном определяется задачами, решаемыми в течение полета, и характеристиками КА. В процессе проектирования систем должен быть принят во внимание ряд важных факторов [50] 1) требования к точности ориентации и стабилизации 2) ограничения по массе, габаритным размерам и потребляемой мощности 3) требования по обеспечению надежности системы при выполнении своих функций и возможность дублирования элементов системы 4) простота конструкщш системы и срок активного существования 5) требова-Ш1Я к коррекции скорости полета и стабилизации КА в процессе маневров, которые могут привести к усложнению конструкции системы 6) конфигурация КА и общие технические требования к нему, которые могут оказать влияние на систему в отношении типа датчиков, их поля зрения, расположения двигателей и других элементов системы 7) требования к угловой скорости КА в процессе управления 8) число управляемых степеней свободы 9) требования к приращениям линейной скорости в период вывода КА на орбиту 10) взаимодействие системы ориентации и стабилизации с подсистемами КА, которое должно быть детально изучено в начальной стадии проектирования 11) требования к режимам работы системы 12) динамическая модель КА (упругость конструкцйи, моменты инерции, распределение массы КА, несовпадение строительных осей с главными центральными осями инерции и тд.). [c.8]

Между требованием высокой точности ориентации и стабилизации КА в пространстве и другими эксплуатационными характеристиками существуют некоторые противоречия. Высокая точность системы достигается за счет усложнения ее конструкций и аппаратуры (измерительных и исполнительных устройств), увеличения размеров и массы. Поэтому требовать от системы ориентации и стабилизации предельно допустимой точности нужно в крайне необходимых случаях. Среди прочих требований, предьявляе-мых к системам ориентации и стабилизации, важное значение имеют надежность и срок активного существования. Они определяются в основном [c.9]

Управление в космическом пространстве существенно отличается от управления в земных условиях. Во-первых, условия, существующие в космосе, отличаются от земных наличием невесомости, интенсивной радиации, разрежения, близкого к абсолютному вакууму, и, следовательно, почти полным отсутствием естественного демпфирования. Эти факторы усложняют конструкщ1ю элементов системы ориентации и стабилизации и делают чрезвычайно трудоемкими и дорогостоящими их моделирование в лабораторных условиях. Во-вторых, в космическом пространстве возмущающие моменты, действующие на летательный аппарат, очень малы и поэтому обычно нет необходимости в больших по величине восстанавливающих моментах, создаваемых системой ориентации и стабилизации. Однако небольшие возмущающие моменты в условиях почти полного вакуума и отсутствия естественного демпфирования оказывают существенное влияние на движение КА, особенно пассивных систем ориентации и стабилизации, у которых управляющие моменты малы по величине. По этой причине приобретают особо важное значение вопросы динамйки систем ориентации и стабилизации. [c.10]

Будем рассматривать КА как твердое тело, которое под действием приложенных к нему сил совершает вращательно-поступательное движение, а именно, центр масс КА перемещается по нецодвижной в инерциаль-ном пространстве траектории и одновременно с э гим совершает вращательные движения относительно центра масс КА. Движение центра масс при исследовании вопросов ориентации и стабилизации не учитываем, так как траектория считается заданной. Управление вращательным движением КА осуществляется с помощью системы ориентации и стабилизации. [c.13]

Управляющий Момент Му системы ориентации и стабилизации имеет две составляющие Му — М + Мд. Первой составляющей является восстанавливающий момент Мв, второй — демпфирующий Мд. Эти моменты создаются с помощью специальных устройств. Способы создания управляющих и демпфирующих моментов будут рассмотрены в дальнейшем при анализе конкретных систем ориентащ1и и стабилизации. [c.15]

В тех случаях, когда угловым положением КА управляет активная система ориентащш и стабилизации, создаются управляющие моменты, которые на несколько порядков превышают значения составляющих вектора гравитационного момента. Поэтому при работающей активной системе ориентации и стабилизации, например газореактивной, незначительные гравитационные моменты не принимаются во внимание при оценке возмущений. Однако в условиях космического пространства, где нет какой-либо естественной демпфирующей среды, даже такие небольшие возмущающие моменты, как гравитационные, при отсутствии управляющих моментов приводят к достаточно большим угловым отклонениям КА от заданного положения ориентации. [c.20]

Реактивные мрменты, возникающие от вращения масс внутри спутника, можно использовать в системе ориентации и стабилизации в качестве управляющих [1,17,36,46]. [c.20]

Возмущение от неточностей в изготовлении системы ориентации и стабилизации. Ошибки системы стабилизации в значительной степени определяются погрешностями изготовления системы. Появление погрешностей изготовления вызывается следующими обстоятельствами 1) ошибкой в определении центра масс 2) ошибкой в определении направлений главных динамических осей 3) ошибкой в отсчете нуля моментов восстанавливающих сил. Эти ошибки имеют случайный характер. Иногда большие осложнения возникают в связи с появлением возмущающего момента от травления (утечки рабочего тела) газореактивной системой по причине ее неисправности. [c.23]

Газореактивные системы используются на пассивно стабилизированных КА, так как пассивные системы ориентации и стабилизации имеют малые управляющие моменты и при больших возмещениях не могут предотвратить вращения КА. Для быстрого уменьшения больших начальных возмущений по угловой скорости и угловому отклонению, появившихся в момент отделения аппарата, и для придания ему заданной ориентации применяется активная система предварительного успокоения, управляющие моменты которой создаются газовыми реактивными соплами. [c.60]

В работе [38] рассматриваются некоторые пассивные системы ориентации и стабилизации вращающихся и невращающихся СП. Предложена простая система для ориентации СП под любьи углом к Солнцу. Она состоит из СП, соединшного штангой с телом КА (рис. 5.3). Для создания восстанавливающего момента в данном случае используется неидеальное отражение солнечных лучей от поверхности СП и смещение центра масс системы от плоскости СП ири помощи штанги. Изменением угла а можно изменять угол ориентации СП [c.128]

РДТТ небольшой тяги находят применение в качестве тормозных двигателей космических аппаратов. Необычные РДТТ весьма малой тяги используются в системах ориентации и стабилизации. Их топливо не сгорает, а представляет собой легко возгоняющееся (сублимирующееся) под действием электрического импульса твердое вещество (микроракетные сублимационные двигатели) [1.8]. [c.38]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...