DE1960779C3

DE1960779C3 - Satellite with parts that can be rotated around the spin axis

Info

Publication number: DE1960779C3
Application number: DE19691960779
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Math. 7990 Friedrichshafen Kubier
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Filing date: 1969-12-04
Publication date: 1976-04-01

Description

6. Satellit nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- müssen. Das Resultat wäre ein für den Betrieb überdurch gekennzeichnet, daß als Entdrallvorrich- dimensioniertes Lager.6. Satellite according to claims 1 to 5, there must. The result would be an over-the-top for the company characterized in that as an Entdrallvorrich- dimensioned bearing.

tung ein elastisches Zwischenglied, z. B. eine Beim Antennenantrieb, bestehend aus Antriebs-device an elastic intermediate member, z. B. an antenna drive, consisting of drive

Drehfedcr (17), dient. 35 motor und der zugehörigen Regeleinrichtung, mußThe torsion spring (17) is used. 35 motor and the associated control device, must

noch beachtet werden, daß die Nenndrehzahl desit is important to note that the nominal speed of the

Motors gleich der Dralldrehzahl des Satelliten ist.Motor is equal to the spin speed of the satellite.

Diese bewegt sich etwa zwischen 50 und 150 Umdrehungen pro Minute. Ein Getriebe sollte vermiedenThis moves between 50 and 150 revolutions per minute. A gearbox should be avoided

Die Erfindung betrifft einen Satellit mit zwei inein- 40 werden. Außerdem muß der Motor durch einen Reander gelagerten, einem Drall unterworfenen und ge- gelkreis steuerbar sein, und wegen des niedrigen Umfcneinander um eine Drallachse verdrehbaren Tei- gebungsdruckes kommen nur kollektorlose Motoren ien, z. B. SatelHtenkörper und Antenne, und mit in Frage. Rotor und Stator des Motors müssen direkt einem eine bestimmte Relativgeschwindigkeit zwi- am entdrallten Teil des Satelliten angebracht wcrschen den beiden Satellitenteilen hervorrufenden 45 den, damit weitere Lager nicht erforderlich sind.
Schrittmotor. Am besten eignet sich hierzu ein Schrittmotor.The invention relates to a satellite with two in one 40 be. In addition, the motor must be controllable by means of a rotor mounted, subject to a swirl and a gel circuit. B. satellite body and antenna, and with in question. The rotor and stator of the motor must be attached directly to a certain relative speed between the untwisted part of the satellite and the two parts of the satellite, so that further bearings are not required.
Stepper motor. A stepper motor is best suited for this.

Eine solche Anordnung bei Satelliten dient z. B. Dieser führt einen von der Konstruktion her der dazu, bei einem im Raum befindlichen Satelliten, der Größe nach festgelegten Winkelschritt aus bei einem eine Eigendrehung besitzt, die mit einem Lager ver- ankommenden Impuls. Daher eignet er sich besonbundene Antenne auf einen Festpunkt (z. B. Erdmit- S» ders zur Ansteuerung durch einen Regler mit digitatelpunkt) festzuhalten. lern Signalfluß. Bei entsprechend kleinen Winkel-Such an arrangement in satellites is used, for. B. This leads one of the construction her in addition, in the case of a satellite in space, the size of a fixed angular step from in the case of a possesses a self-rotation, the momentum arriving with a bearing. Therefore he is suitable for special Antenna on a fixed point (e.g. earth rod for control by a controller with a digital point) to hold on. learn signal flow. With correspondingly small angular

Es sind Anordnungen an Satelliten bekanntgewor- schritten und schneller Impulsfolge arbeitet er wie den, die ein Einrichten von bestimmten Teilen eines ein Synchronmotor. Der große Nachteil bei der Verim Raum befindlichen Satelliten ermöglichen. Eine Wendung eines solchen Schrittmotors ist darin zu se-Drallstabilisierung ist eine einfache und zugleich 55 hen, daß dieser eine schlechte Anlaufcharakteristik zuverlässige Methode zur Fixierung der Drallachse aufweist. Dadurch kann durch den Antriebsmotor eines Satelliten oder einer Sonde im Raum. Die Ver- das zum Start der Relativbewegung erforderliche Anwendung einer Richtstrahlantenne od. dgl. an Bord fahrmoment nicht immer aufgebracht werden,
eines solchen künstlichen Himmelskörpers bringt je- Ausgehend von diesen Forderungen, die an ein doch gewisse Probleme mit sich. Der Richtstrahl soll 60 modernes Nachrichtensateliitensystem gestellt werden stets auf einen bestimmten Punkt, z. B. Erdmittel- müssen, lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, punkt, gerichtet sein, und dies bedeutet, daß dieser den Schrittmotor beim Anlaufen zu unterstützen.
Richtsträhl eine von der Dralldrehzahl abweichende Die Lösung der gestellten Aufgabe wird dadurch Bewegung vollführen muß. Die Entdrallung kann erreicht, daß der Schrittmotor beim Anlaufen durch prinzipiell auf zwei Arten erfolgen. Es wird die elek- 65 eine am drehbaren Bauteil angeordnete Entdrallvortronische oder mechanische Anordnung verwendet. richtung unterstützt wird. Durch diese Maßnahme, Bitte elektronisch entdrallte Antenne besitzt keine d· h. Verwendung eines Schrittmotors in Kombinabewegten Teile, sondern benutzt Phasenschieber zur tion mit einer Vorrichtung zur Entdrallung des Satel-Arrangements on satellites are known and a faster pulse train works like the one that sets up certain parts of a synchronous motor. The major disadvantage of having satellites in space. A twist of such a stepper motor is to be se-twist stabilization is a simple and at the same time 55 hen that this has a poor starting characteristic, reliable method for fixing the twist axis. This allows the drive motor of a satellite or a probe in space. The use of a directional antenna or the like required to start the relative movement on board the flight torque is not always applied,
Such an artificial celestial body brings with it certain problems. The directional beam should always be placed on a certain point, e.g. B. Erdmittel- must, the invention was based on the object, point, be directed, and this means that this support the stepper motor when starting.
Richtsträhl a deviating from the twist speed. The solution of the task will have to perform movement. The de-twisting can be achieved in that the stepper motor is basically carried out in two ways when it starts up. The electronic or mechanical arrangement arranged on the rotatable component is used. direction is supported. As a result of this measure, please electronically untwisted antenna has no d · h. Use of a stepper motor in combined moving parts, but uses phase shifter for tion with a device for de-twisting the satellite

litensystems, wird der Nachteil der schlechten An- Die Fig.4 bis7 zeigen weitere Möglichkeiten, denlit system, the disadvantage of the poor quality of the

laufcharakteristik dieses Motors wirksam vermieden. Drallstopp herbeizuführen. In den F ι g. 4 und 5 wirdrunning characteristics of this engine effectively avoided. Bring about a twist stop. In the F ι g. 4 and 5 will

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind an Stelle der Seiltrommel 7 eine Drehfeder 17 ver-Further features within the scope of the invention are a torsion spring 17 instead of the cable drum 7.

in den Unteranspriichen gekennzeichnet. wendet. Diese Drehfeder 17 stützt sich an der Veran-marked in the subclaims. turns. This torsion spring 17 is supported on the veran-

An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfin- 5 kerung 18, die am Satellitenkörper 1 befestigt ist, ab.On the basis of an exemplary embodiment, the invention 18, which is attached to the satellite body 1, starts.

dun« näher erläutert. Es zeigt Das andere Ende der Drehfeder 17 ist mit derdun «explained in more detail. It shows the other end of the torsion spring 17 is with the

Fiel einen Satelliten mit ausgefahrener Richtan- Welle 8 fest verbunden. Nachdem bei Montage derFell a satellite with Richtan shaft 8 firmly attached. After the assembly of the

_tcnnCi' Drehfeder 17 eine Vorspannung erteilt wurde, bleibt _tcnnCi 'torsion spring 17 was given a bias, remains

Fi" ⁹ Anordnung eines Drallstoppmechanismus diese bis zum Start des Schrittmotors festgehalten,Fi " ⁹ arrangement of a twist stop mechanism this held until the start of the stepping motor,

am Antennenteil in Draufsicht, io Erfolgt der Start des Schrittmotors, so wird un glei-on the antenna part in plan view, io If the stepper motor starts, uneven

Fig 3 weitere Ausbildung des Drallstoppmecha- chen Augenblick auch die Drehfeder 17 entspanntFIG. 3 shows another embodiment of the twist stop mechanism, and the torsion spring 17 is also relaxed

j und das Anlaufmoment des Schrittmotors unter-j and the starting torque of the stepper motor

jsmus.jsmus.

F i g. 4 und 5 Anordnung einer Drehfeder als stützt.
Drehmomenterzeuger in An- bzw. Draufsicht, In den F i g. 6 und 7 ist eine ander Variante autge-F i g. 4 and 5 arrangement of a torsion spring as supports.
Torque generator in perspective and plan view, In the F i g. 6 and 7 is a different variant.

Fig 6 und 7 Anordnung von Steuerdüsen als 15 führt, um eine Relativgeschwindigkeit zwischen ba-Drehmomenterzeugcr in An- bzw. Draufsicht, tellitenkörper 1 und Antenne 2 herbeifuhren zu kon-6 and 7 arrangement of control nozzles as 15 leads in order to bring about a relative speed between the ba- torque generators in plan view and plan view, satellite body 1 and antenna 2.

F i g. 8 Lagerung des Antriebsmotors. nen. An der Welle 8 sind in entgegengesetzter Rich-F i g. 8 Storage of the drive motor. nen. On the shaft 8 are in the opposite direction

Wie aus Fi g. 1 und 2 ersichtlich, besteht der Satel- tung weisend Arme 19 angeordnet, an deren bnden lit aus dem SalcIIitenkörpcr 1, einer Richtantenne 2, Steuerdüsen 20 befestigt sind. Die Wirkungsweise der dem Antennenarm 3 und dem zugehörigen Lager 4, 20 Steuerdüsen ist bekannt, so daß eine weitere Erlautein dem eine Welle 8 in Verlängerung des Antennen- rung nicht notwendig ist.As shown in Fig. 1 and 2, there is the saddle pointing arms 19 arranged at their ends lit from the SalcIIitenkkörpercr 1, a directional antenna 2, control nozzles 20 are attached. How the the antenna arm 3 and the associated bearing 4, 20 control nozzles is known, so that a further explanation a shaft 8 in extension of the antenna is not necessary.

armes3 gelagert ist. An der WeIIeS ist eine Seil- Fig. S zeigt vergrößert dargestellt im Schnitt diearmes3 is stored. On the wave is a rope Fig. S shows enlarged in section the

trommel 5 befestigt, wobei an symmetrisch angeord- Anordnung des Schrittmotors 14 im Satellitenkorneten Anlenkpunkten6 Seile7 angebracht sind, an perl. Im Lagergehäuse9 sind Kugellager 10 anderen Enden Massenkörper 15 befestigt sind. Die 25 geordnet, und je am Ende des Lagergehauses y ad-Seile7 der Massenkörper 15 sind um die Seiltrom- dichtelemente 11. Durch Schrauben 16 ist das Lagermel 5 gewickelt. Im ausgefahrenen Zustand nehmen gehäuse 9 ,mit dem Satellitenkorper 1 verbunden, die Seile 7 eine gestreckte Lage ein. Zwischen den beiden Kugellagern 10 ist eine Aus-Drum 5 attached, with symmetrically angeord- arrangement of the stepping motor 14 in the satellite beads Articulation points6 ropes7 are attached to pearl. In the bearing housing 9 are ball bearings 10 others Ends mass body 15 are attached. The 25 ordered, and each at the end of the warehouse y ad-ropes7 the mass body 15 are around the cable drum sealing elements 11. The bearing bracket is secured by screws 16 5 wrapped. In the extended state take housing 9, connected to the satellite body 1, the ropes 7 a stretched position. Between the two ball bearings 10 there is an

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, sparung im Gehäuse 9 vorgesehen in dem der Stator wie in Fig.3 gezeigt, in mehreren Ebenen Massen- 30 12 des Schrittmotors 14 liegt. Auf der Welle8 ist in kömer 15 anzuordnen, um eine Dosierung des An- der gleichen Ebene, in der im Gehäuse? der Stator laufmoments zu erreichen. Hierzu kann es notwendig 12 liegt, der Anker 13 befestigt. Durch diese Anordsein daß z. B. am Anfang nur die Massenkörper 15 nung ergibt sich eine einfache Befestigung aes der oberen Ebene ausgefahren werden und die in der Schrittmotors 14, wobei zur Entdrallung der Anunteren Ebene angeordneten Massenkörper 15 später 35 tenne 2 über die Welle 8 keinerlei getnebliche Mittel zum Einsatz gelangen. vorhanden sind.Of course, there is also the possibility of saving in the housing 9 in which the stator is provided As shown in Figure 3, mass 30 12 of the stepping motor 14 is located in several planes. On the Welle8 is in kömer 15 to be arranged in order to dose the other at the same level as in the housing? the stator to achieve running torque. For this, it may be necessary to lie 12, the anchor 13 is attached. By being in this order that z. B. at the beginning only the mass body 15 voltage results in a simple attachment aes the upper level are extended and those in the stepper motor 14, whereby for untwisting the lower Mass body 15 arranged in a plane, later 35, do not have any tangible means via the shaft 8 come into use. available.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

<< ι '■■■% ι '■■■% ²²

Control of the radiation direction of the antenna. at

Claims; : With the mechanically untwisted antenna, the rotary

j- hung the entire directional antenna from just one

* 1. Satellite with two nested, appropriately controlled motors supplies mine The antenna, which is subject to twist and 5 chanically untwisted against each other, has however compared to the parts that can be rotated around a twisted axis, e.g. Sa- electronically controlled certain advantages. There are satellite body and antenna, and with one a higher alignment accuracy possible, furthermore certain Relative speed between both performance failures and beyond Satellite-sharing stepping motor, lower weight.

^ characterized in that the xo To a mechanically untwisted antenna, stepper motors (jL4) are placed on start-up by an am but special requirements. Underneath, foldable component | j8 or 2) arranged Ent-, Jen F ^ uriktionst moisture under room conditions, twist device is supported. ' ^J dh "with a' very low ambient pressure,

2. Satellite according to claim I ^ thereby marked- ^ temperature fluctuations as a result of changing sonar, that the de-twisting device about 15 exposure and weightlessness. Besides that Mass bodies' "arranged in between elements must adhere to the presence of cosmic rays.

. (15) due to the centrifugal force, the twist must be taken into account and the required alignment works. accuracy of the directional beam. Further

3. Satellite according to claims 1 and 2. there are maintenance-free, low power consumption duich characterized that the mass body (15) 20 and light weight further conditions of Entan flexible intermediate links, e.g. B. ropes (7) whirling system. There are also a number of them solidifies and in the direction of twist on the satellite part of problems with the storage of the two satellites (satellite bodies 1) are wound up. parts on. Apart from the prevailing

4. Satellite according to claims 1 to 3, ge the difficulties of lubricating the bearing characterized by several, independently of one another, »5 the demand is made, with sufficient bearing dimensions freely movable masses known per se and as low a weight as possible, body (15). It would be conceivable to use the antenna of a twist-stable

5. Satellite according to Claims 1 to 4, satellites already being launched into space characterized in that the mass body (15) impart the desired relative movement. this centrically symmetrical in several planes, however, has the disadvantage that it is ontric when fired are arranged. forces are absorbed by the bearing