JPH01215700A - 回転する物体にかかる空気力学的力を相殺するための装置及び動的平衡への応用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−室軸の周囲を回転する非対称の物体にかか
る空気力学的力を相殺するために考案された装置と、そ
の主たる応用として、人工衛星の動的平衡を目的とする
。

軸の周囲を回転する物体の動的平衡とは、軸が具体化さ
れる場合、軸受は上の交番応力を相殺するためであれ（
電気モータ、ジャイロスコープ、タービン）、この軸の
周囲での回転を自由で安定したものにするためであれ（
こま、衛星）、この物体内の質量分布を修正することで
ある。

この質量分布の修正は、材料の撤去によって行なわれる
（電気モータ、ジャイロスコープ）か、あるいは釣合い
重りの追加によって行なわれる（人工衛星）。

物体はその軸の周囲を主慣性極値で回転するとき安定す
る。動的平衡とは物体の所定軸と主要慣性軸の一つとを
一致させることを目的とする。動的平衡から必然的に静
的平衡の命題が引き出される。

軸の周囲を回転する物体の特定は、一方では定義すべき
物体に固く結びついた回転軸から成る平衡機を用いて、
他方では非常に固く安定した構造の力検出機を用いて行
なわれる。これらの力検出機から送り出される情報から
、所定軸の周囲を回転する物体によって生じる力を測定
することがで度 きる。物体の角襞→勺及び幾何学速度のパラメータと結
び付いたこれらの応力値は、物体を平衡化するため、即
ち平衡機によって測定される応力を相殺するため、物体
から取り去るべき、あるいは物体に付は加えるべき質量
を位置付けかつ定量化することを可能にする。

回転する物体から生じる応力は回転速度の自乗に比例す
るから、測定は回転する物体の剛性及び機械的耐性と両
立しうる最大速度でおこなわなければならない。

人工衛星の動的平衡は、垂直軸式平衡機の使用、低回転
速度（３０〜６０回転／分）および高い測定精度を特徴
とする特殊な仕事である。

現在の人工衛星は、測定を狂わせ、そのためこれらの衛
星の正確な平衡を妨げる仮想質量として平衡機に見なさ
れる重要な空気力学的力を回転中に生じる多数の突出物
（アンテナ、反射器、電源）を含む外側形状を特徴とす
る。この問題を解決する通常の方法は、真空内で測定を
行なうというもので、そのために平衡機と衛星並びにこ
れに結合したボンピング装置の全体を取り囲む気密性の
鐘型カバーが必要となる。

本発明はこの問題に解決をもたらすものであって、人工
衛星の回転軸に一致し、これと同期的に回転する軸と軸
対称をなす囲いを用いて空気を同期化回転させることに
よって非対称衛星の動的平衡を行なうことができる。

従って本発明の対象をなす装置は、主として回転する物
体を取り囲む鐘型カバーを含んでおり、鐘型カバーは物
体がその周囲を回転する固定軸と同心的に回転する。

鐘型カバーはころがり部材を介して固定円形枠上に配置
された可動円形枠と結合した回転構造より成ることがで
きる。

装置を用いてこの可動枠を平衡機の軸と同期的に回転さ
せることができる。同期化は被制御又はｗ１械的モータ
により平衡機のモータとの結合によって電気的であるこ
とができる。

鐘型カバーはより有利にはその内側周縁に、鐘型カバー
が限る囲いの空気を誘導する径方向羽根部材を備えるこ
とができる。

非限定の例として示した付属図面に関する以下の説明か
ら、本発明がどのように実現されうるかが良く理解され
よう６ 第１図では、電気モータ５によって駆動される垂直回転
軸２をもつ平衡機を１で、台座４に固定された釣合わせ
るべき物体を３で示している。平衡機１は地面６に固く
固定されている。地面６に軸２と同心的に固く固定され
た円形枠７は水平及び径方向軸２２の一連のころ８と、
可動枠１０を水平かつ軸２と同心的に支持するための垂
直軸２３の一連のころ９を支持する。可動枠１０は被制
御電気モータ１１を用いて回転駆動され、このモータは
その出力軸に相当する軸２２′をもつ水平モータ８′の
少なくとも１個のころを駆動する。その他の水平ころ８
は可動枠１０の支持ころである。あるいはまたこれにか
わって、モータ１１を削除し、平衡機１のモータ５及び
垂直軸２に、モータ５の下側に円錐歯車２４をもつ角度
転換器によって結合する水平バー１２の助けをかりて可
動枠１０を駆動するようにしてもよい、従ってバー１２
はころモータ８′の軸２２′と結合する。第２図及び第
３図はこれら２つの解決法をより良く表わしている。

枠１０には台座４の高さに円板１４を支える円筒部材１
３が固く固定され、円板はその中心穴と台座４の縁の間
に装置全体の良好な機能と両立する最小遊隙を残す。

円板１４上には、気密パツキン１７を介して、２に軸付
けされ、その上部を円板１６によってふさがれた上部円
筒部材１５が設置される０円筒部材１３．１５及び円板
１４間の機械的結合は一連のボルト１８を用いて行なわ
れる。

円筒部材１５は、部品１４．１５及び１６によって範囲
が限定され且つ衛星３を含む囲い２０内に含まれる空気
を誘導するための、垂直及び径方向に配置された一連の
羽根１９をその内側周縁乍に含んでいる。

人工衛星３と、主として上部円筒１５、円板１４及び円
板１６によって構成される鎧型カバー２１との全体の同
時的で同期的回転は、囲い２０内に含まれる空気全体を
回転させ、従って衛星と周囲空気との間の相対速度及び
対応する空気力学的力を相殺する。

変形例では、滑らかな内面の、従って羽根１９の無い固
定鎧型カバーをもち、さらに囲い２０内の空気の回転を
衛星のみに任せるというものである。

それゆえ鎧型カバー２１は囲い２０を信頼することによ
ってその中に含まれる空気と外の空気を遮断するために
のみ使用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体図、第２図及び第３図は２つの異
なる具体例の２つの詳細図である。 ２・・・・・・固定軸、３・・・・・・物体、５・・・
・・・動力装置、７・・・・・・固定枠、８・・・・・
・ころがり部材、１０・・・・・・可動枠、２０・・・
・・・囲い、２１・・・・・・鎧型カバー。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定軸の周囲をモータ装置の作用下で回転する物
   体に作用する空気力学的力を相殺するために考案された
   装置であって、回転する物体を取り囲む鍾型カバーを含
   んでおり、鐘型カバーは固定軸と同心的に回転すること
   を特徴とする装置。
2. （２）鐘型カバーが、ころがり部材を介して固定円形枠
   上に配置された可動円形枠と結合した回転構造であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）鐘型カバーが、第２のモータにより物体の回転速
   度に近い角速度で回転されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の装置。
4. （４）鐘型カバー及び物体が、単独のモータにより２個
   の機械的結合部材を介して回転運動されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の装置。
5. （５）鐘型カバーが、内部径方向羽根部材を含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。
6. （６）固定軸の周囲を回転する物体の動的平衡法であっ
   て、固定軸と同心的に回転する鐘型カバーが物体を取り
   囲んでいる方法。
7. （７）物体が人工衛星である特許請求の範囲第６項に記
   載の動的平衡法。