CS200286B1 - Akční člen stabilizačního a orientačního zařízení pro umělá kosmická těleea - Google Patents

Description

Vynález se týká akčního členu stabilizačního a orientačního zařízení pro umělá kosmická tělesa /dále jen UKT/, které na základě povelu ze země nebo povelu vlastního informačního systému pro stabilizaci a orientaci, provádí stabilizaci a orientaci UKT,

Stabilizací ae rozumí odstranění nežádoucích rotací kolem některé z os UKT, a orientací potom ustavení UKT do požadované polohy, obvykle vzhledem k některému přirozenému kosmickému tělesu, pootočením kolem jeho os. Nežádoucí rotace UKT vznikají vlivem rušivých momentů, jako například vzájemným působením póle vodičů UKT a zemského magnetického pole, tlakem slunečního záření apod.

Navržený akční člen by měl zejména sloužit pro přesnou orientaci a stabilizaci, jaká je na příklad nutná u družic sloužících jako astronomické observatoře.

Známé systémy pro orientaci a stabilizaci UKŤ, používají jako akění členy soustavu traaek napájených plynem z tlakové nádoby, méně častěji malé raketové motorky a pro přesnou stabilizaci a orientaci gyroskopy. UKT, sloužící jako družicové observatoře, používají pro přesnou stabilizaci a orientaci systém setrvačníků, obvykle pro každou osu dvou, velkého a malého, pro hrubé a jemné nasměrování a systém trysek. Rotace setrvačníků stabilizuje UKT a změnou rychlosti rotace setrvačníků se UKT pootáěí kolem dané osy. Protože točivý moment udělovaný UKT je úměrný úhlovému zrychlení setrvačníku, musí jeho úhlová rychlost /v průběhu stabilizace/ neustále vzrůstat. Maximální úhlová rychlost setrvačníku je omezena pev200 286

200 280 ností materiálu. Dosáhne-li setrvačník maximálně přípustnou úhlovou rychlost, potom musí zajištovat orientaci a stabilizaoi UKT systém trysek.

Výěe uvedené nedostatky, tzn. poměrná složitost celého systému a omezená činnost akčních setrvačníkových členů je odstraněna akčním členem pro orientaci a stabilizaci UKT podle vynálezu.

Jeho podstata spočívá v tom, že jeho hlavní součástí je Setrvačník, který má dutý věnec provedený jako nádrž na stlačený plyn. Na vnějěím obvoduvěnce setrvačníku je umístěna jedna nebo několik dvojic trysek uzpůsobených tak, aby mohly roztáčet setrvačník v obou smyslech. Trysky jsou napájeny stlačeným plynem z věnce setrvačníku a jsou opatřeny na pří vodu ventily. Setrvačňík je upevněn na hřídeli servomotoru uzpůsobeného pro roztáčeni a brzdění setrvačníku v obou smyslech otáčení. Setrvačník je společně se servomotorem uložen v rámu, který je pevně spojen s vlastním UKT.

Tím, že setrvačník, Jako akční člen je opatřen tryskami napájenými z jeho dutého věnce, rozšiřují se značně možnosti jeho použití a tím dochází k zjednodušení systému orientace a stabilizece UKT. K provedení přesné stabilizace a orientace kolem libovolné osy UKT stačí pouze jeden takto provedený setrvačník a není také třeba ještě další doplňující systém trysek.

Stejný točivý moment, kterým urychlujeme nebo zpožďujeme rotaci setrvačníku působí, ale v opačném smyslu na vlastní UKT. Kombinací točivého momentu servomotoru a trysek pro roztáčení a brzdění setrvačníku se dosáhne značného rozšíření možností působení takto provedeného setrvačníku na UKT. Tak například silné působení na UKT dosáhneme urychlováním setrvačníku servomotorem, za současného působení trysek, které působí proti roztáčení setrvačníku. Jedná se tedy o součet momentu působení trysek a servomotoru na UKT. Naopak sla bé působení na UKT, nutné pro jeho přesné ustavení, dosáhneme urychlováním setrvačníku servomotorem za současného působení trysek, které pomáhají rovněž roztáčet setrvačník. Jed ná se tedy o aorndál momentů působení servomotoru a trysek na UKT. Orientace je také samozřejmě možná /nepůsobí-li žádný rušivý moment/ bez činnosti trysek.

Nastane-li samovolná nežádoucí rotaoe UKT vlivem nějakého rušivého momentu,například ve smyslu rotace setrvačníku, není třeba zvyšovat otáčky setrvačníku, abychom tuto rotaci zastavili. Stačí při stálých otáčkách setrvačníku brzdit jeho rotaci tryskami za současná kompenzace brzdicího účinku trysek servomotorem. Servomotor působí v opačném smyslu na UKT tzn. brzdí nežádoucí rotaci, ^ento děj probíhá tak dlouho dokud není nežádoucí rotace odstraněna.

Nastane-li naopak samovovlná rotace v opačném smyslu než rotaoe setrvačníku, točivý moment trysek působí tak, že přirychluje rotaci setrvačníku. Servomotor při konstantních otáčkách setrvačníku kompenzuje zrychlující moment trysek brzděním a působí tak proti samovolné rotaci UKT.

To znamená, že jedním setrvačníkem můžeme vyvolat velmi ailné i velmi slabá interakce, nutné pro přesnou orientaci UKT, a také jím můžeme stabilizovat UKT, aniž zvyšujeme jeho otáčky.

200 280

Na připojeném obr. je proveden příklad provedení akčního členu podle vynálezu. Setrvačník má dutý věnec, na jehož obvodu jsou trysky 5.· Trysky 5. jsou napájeny stlačeným plynem z dutého věnce setrvačníku 5 a opatřeny na přívodu uzavíracími uzavíracími a regulačními ventily 6. Trysky 5 jsou provedeny tak, aby umožnily roztáčet setrvačník 2 v obou amyeleoh otáčení. Setrvačník 2 je upevněn na hřídeli servomotoru 2» který umožňuje plynule zrychlovat a brzdit setrvačník 2 v obou smyslech otáčení. Setrvačník 2 je společně se servomotorem 2 úložen v rámu 4, který je pevně spojen s UKT 1.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Akční člen stabilizačního a orientačního zařízení pro umělá kosmické tělesa, vyznačený tím, že sestává ze setrvačníku (2), který má dutý věnec provedený jako nádrž na stlačený plyn, opatřený na vnějším obvodě alespoň jednou dvojicí trysek (5) pro vypouštění stlačeného plynu, opatřenou na přívodu ventily (6), přičemž setrvačník (2) je upevněn na hřídeli servomotoru (3), uzpůsobeného pro roztáčení a brzdění setrvačníku (2) v obou smyslech a společně se servomotorem (3) uložen v rámu (4), který je pevně spojen s vlastním umělým kosmickým tělesem (1).