JP6827264B2 - 宇宙航行機に用いられる電気推進システム - Google Patents
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Description
2 宇宙航行機
3 第1重心点(供用開始時点(BoL)などにおける重心点)
4 第2重心点(寿命到達時点(EoL)などにおける重心点)
5 合力
10 第1スラスタ
11 第1推力ベクトル
20 第2スラスタ
20’ 故障した第2スラスタ
21 第2推力ベクトル
30 スラスタ・リアライメント機構
31 第1プレート
31d 第1プレートの機体辺縁側端部
31p 第1プレートの機体中心側端部
32 第2プレート
32d 第2プレートの機体辺縁側端部
32p 第2プレートの機体中心側端部
33 ジョイント
34 第1スプリング
35 第2スプリング
36 第1機体側縁側ジョイント
37 第2機体側縁側ジョイント
38 磁石
39 ベース・プレート
Claims (15)
- 供用期間中の第1時点では第1重心点(3)に重心が位置し、供用期間中の第2時点では前記第1重心点(3)と異なる第2重心点(4)に重心が位置する宇宙航行機に用いられる電気推進システムであって、スラスタ・リアライメント機構(30)と、該スラスタ・リアライメント機構(30)に結合された複数基のスラスタ(10、20)とを備え、該複数基のスラスタ(10、20)の各々が個々の推力ベクトル(11、21)を有する電気推進システムにおいて、
前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、第1ポジションにおいては前記複数基のスラスタ(10、20)の個々の推力ベクトル(11、21)が前記第1重心点(3)を通るようにし、第2ポジションにおいては前記複数基のスラスタ(10、20)の個々の推力ベクトル(11、21)が前記第2重心点(4)を通るように構成されており、
前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記複数基のスラスタ(10、20)の全てが無故障である場合には前記第1ポジションを維持するように構成されており、
前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記複数基のスラスタ(10、20)のうちのいずれかが故障した場合、及び/または、時間的な所定条件が満足された場合には、前記複数基のスラスタ(10、20)にリアライメントを施して前記第2ポジションへ移行するように構成されており、
前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記第1ポジションと前記第2ポジションとの間の二位置安定型であり、前記第1ポジション及び前記第2ポジションは端部ストッパにより規定されるポジションである、
ことを特徴とする電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記複数基のスラスタ(10、20)のうちのひとつまたは幾つかが故障した場合、及び/または、前記時間的な所定条件が満足された場合には、前記複数基のスラスタ(10、20)の全てにリアライメントを施して前記第1ポジションから前記第2ポジションへ移行するように構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記複数基のスラスタ(10、20)のうちのひとつまたは幾つかが故障した場合、及び/または、前記時間的な所定条件が満足された場合には、前記複数基のスラスタのうちのどのスラスタが故障したかにかかわらず、及び/または、前記複数基のスラスタのうちの幾つのスラスタが故障したかにかかわらず、前記複数基のスラスタ(10、20)の全てに等しくリアライメントを施すように構成されている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電気推進システム。 - 前記複数基のスラスタ(10、20)は前記スラスタ・リアライメント機構(30)に結合されており、前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記第1ポジションにおいては無故障の前記複数のスラスタ(10、20)の全てによる合力(5)が前記第1重心点(3)と前記第2重心点(4)との両方を通るようにし、且つ、前記複数基のスラスタ(10、20)の個々の推力ベクトル(11、21)の方向が前記合力(5)の方向に対して第1角度だけ傾斜しているようにするべく構成されている、
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、リアライメントを行って前記第2ポジションに移行した場合には、前記複数基のスラスタ(10、20)の個々の推力ベクトルの方向が、前記第1重心点(3)と前記第2重心点(4)との両方を通る直線の方向に対して前記第1角度と異なる第2角度だけ傾斜しているようにするべく構成されている、
ことを特徴とする請求項4記載の電気推進システム。 - 前記第1角度と前記第2角度との角度差は10°未満であることを特徴とする、
請求項5記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記第2ポジションへ移行した後に前記第1ポジションへ復帰不能な非可逆的な機構とされている、
ことを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記第2ポジションへ移行した後に前記第1ポジションへ復帰可能な可逆的な機構とされている、
ことを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記複数基のスラスタ(10、20)のリアライメントを行うための電磁石またはその他の可逆的アクチュエータ機構を備えている、
ことを特徴とする請求項8記載の電気推進システム。 - 前記アクチュエータ機構は、前記複数基のスラスタ(10、20)のリアライメントを行うための二位置安定型のスプリング機構を備えている、
ことを特徴とする請求項9記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記第1ポジションと前記第2ポジションとの間で跳躍移動可能とされている、
ことを特徴とする請求項1〜請求項10の何れか1項記載の電気推進システム。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)は、前記第1重心点(3)と前記第2重心点(4)との両方を通る直線により規定される中心線上に配設されたヒンジを介して互いに連結された第1プレート(31)及び第2プレート(32)を備えており、該第1プレート(31)及び第2プレート(32)は、それらの機体辺縁側端部(31d、32d)が機体(2)に連結されており、少なくとも1基のスラスタ(10)が前記第1プレート(31)に取付けられ、少なくとも1基のスラスタ(20)が前記第2プレート(32)に取付けられ、前記第1ポジションであるか前記第2ポジションであるかに応じて前記中心線に対する前記第1プレート(31)及び前記第2プレート(32)の傾斜角度が変化可能であるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1〜請求項11の何れか1項記載の電気推進システム。 - 請求項1〜請求項12の何れか1項記載の電気推進システムの作動方法において、
前記複数基のスラスタ(10、20)の全てが無故障である場合には、前記スラスタ・リアライメント機構(30)を前記第1ポジションに設定して、前記複数基のスラスタ(10、20)の個々の推力ベクトル(11、21)が前記第1重心点(3)を通るようにし、
前記複数基のスラスタ(10、20)のうちのいずれかが故障した場合、及び/または、時間的な所定条件が満足された場合には、前記宇宙航行機に用いられる電気推進システム(1)の推力のリアライメントを行うために、前記スラスタ・リアライメント機構(30)を前記第2ポジションに設定して、前記複数基のスラスタ(10、20)の個々の推力ベクトル(11、21)が前記第2重心点(4)を通るようにし、
前記スラスタ・リアライメント機構(30)が前記第1ポジションに設定された時には、前記複数基のスラスタ(10、20)の全てによる合力(5)が前記第1重心点(3)と前記第2重心点(4)との両方を通るようにする
ことを特徴とする方法。 - 前記スラスタ・リアライメント機構(30)を前記第2ポジションに設定するために、前記複数基のスラスタ(10、20)のうちの無故障のスラスタが噴射するイオン・ビームを偏向させることを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記スラスタ・リアライメント機構(30)を前記第2ポジションに設定するために、前記複数基のスラスタ(10、20)の機械的な回転を制御することを特徴とする請求項13記載の方法。
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