NL8104331A

NL8104331A - Stabiliseren van een roterend lichaam.

Info

Publication number: NL8104331A
Application number: NL8104331A
Authority: NL
Original assignee: Commw Of Australia
Priority date: 1980-09-22
Filing date: 1981-09-21
Publication date: 1982-04-16
Also published as: CA1180429A; AU7545681A; JPS57108599A; BE890457A; AU546338B2; SE8105571L; US4426048A; GB2084727B; FR2490845A1; FR2490845B1; DE3137130A1; GB2084727A

Description

-i-

V

V y

Stabi liseren van een roterend lichaam.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze | en middelen voor het stabiliseren van een platform op een bewegend lichaam.

Het is uit het Amerikaanse octrooischrift 3.437.288 5 reeds bekend cm te voorzien in een inrichting voor het stabiliseren van een lichaam om een as, welke niet de symmetrieas is, voor het uitoefenen van berekende en op tijd afgestelde draaimomentimpulsen om zodoende een bestaande rotatie te ! ! wijzigen tot het roteren om een nieuwe as tot zelfs 10° daarvan- | 10 af, waarbij de inrichting een gekunsteld electronisch regelstel- sel omvat om dit tot stand te brengen.

Het is uit het Amerikaanse octrooischrift 3.442.468 j voorts bekend om één lichaam te laten uittollen ten opzichte \ van een ander gekoppeld lichaam waarbij het ene lichaam üit een j 15 niet-stijve rotor bestaat en het andere uit een uitgetold | platform bestaat, en waarbij de rotor elementen draagt zoals j mondstukken cm de precessie of de snelheid te regelen, vloeistof bevattende tanks en dergelijke. De schcmmelstabiliteit van de inrichting wordt tot stand gebracht door het niet-stijve lichaam j 20 zodat het uitgetolde lichaam de schommeling tegengaat door het j verspreiden van energie.

Het is uit het Amerikaanse octrooischrift 3.180.587 bekend on een motor toe te passen in de romp van een ruimtevaartuig om een sterzoeker aan te drijven voor oriëntatiedoeleinden, 25 cm de toepassing van een slipring tussen de zoeker en de romp, ! maar slipringen en andere mechanische inrichtingen hébben de | neiging omniëtbedrijfszeker te zijn.

Het oogmerk van de uitvinding is om te voorzien in ' een eenvoudige en doelmatige inrichting die een platform ten 30 opzichte van een bewegend lichaam stabiliseren zal.

De uitvinding kan toegepast worden voor een aantal inrichtingen maar bij één toepassing wordt de uitvinding toegepast voor het laten uittollen van de neussectie van een ballistisch 8104331 % -2- projectiel met gestabiliseerde pulling, waarbij de neusconus een platform vormt, dat een doelzoeker bevat, en waarbij een ongewenste bewegingscomponent afgetold wordt van de i neusoonus ten opzichte van tolling van de romp van het j 5 projectiel.

| Een verdere toepassing bestaat uit het stabiliseren van een platform pp een satellietlichaam met gestabiliseerde tolling, dat een platform met een vrije val-experiment-corrparti-ment heeft, waarbij de ongewenste component weer de rotatie I 10 van het compartiment met de satelliet is.

| I Nog een verdere toepassing bestaat uit het stabiliseren j van een platform pp een oceanografisch onderzoekvaartuig, j waarbij het platform een instrumentpaket draagt, dat boven ! de oceaanbedding opgehouden wordt, welk paket gestabiliseerd 15 moet worden tegen het rijzen en dalen als gevolg van golven en deining. j

Een andere toepassing bestaat uit het stabiliseren j van een platform in de geschuttoren van een oorlogsschip, waarbij de zender-ontvanger op de bovenbouw gericht moet j i 20 blijven cm zodoende niet met de toren te roteren.

I De onderhavige uitvinding behelst een lichaam dat in het algemeen de hoofdconstructie vormt die om een bekende as ten opzichte van het referentiepunt beweegt en daarop een platform heeft dat beweegbaar is op het lichaam om 25 een corrigerende as waarom de stabilisatie optreden moet, j waarbij het stabiliserende mechanisme volgens de uitvinding j gemonteerd is op of in het lichaam zelf maar gekoppeld is aan het platform cm het platform om de corrigerende as te roteren, om zodoende de noodzaak voor roterende verbindingen, 30 zoals slipringen tussen het lichaam en platform, te ondervangen.

!

De uitvinding behelst derhalve een Werkwijze voor het stabiliseren van een platform ten opzichte van een lichaam met relatieve tolling daartussen, zoals een neussectie van een ballistisch projectiel met gestabiliseerde tolling, die 35 bestaat uit het roterend ondersteunen van het platform door 8104331 -3- het lichaam om een de tolling corrigerende as, het aftasten van de beweging van het lichaam om deze as, het aandrijven van het platform om de, de spin corrigerende as door aandrijf-middelen die zich qp het lichaam bevinden, het aftasten van 5 de relatieve rotatie van het platform en lichaam, en het regelen van de aandrijfmiddelen daarvoor. j

Bij een specifieke toepassing wordt de werkwijze toegepast voor een tollend projectiel dat een roterende romp en een relatief stabiele kop heeft, waarbij de tast- 10 middelen bestaan uit een tolsnelheidtaster in de romp en | een fotoinrichting ook in de romp,'waarbij de werkwijze j I bestaat uit het richten van een fotoinrichting qp een i reflector in de kop, en het correleren van het signaal van j | de tolsnelheidtaster en het signaal van de fotoinrichting j 15 om de aandrijfmiddelen te regelen cm de relatieve rotatie- snelheid tussen de kop en romp af te stellen. j

De inrichting kan geschikt voorzien zijn van een romp, een platform dat roterend verbonden is aan de ramp om een de tolling corrigerende as, aandrijfmiddelen die | 20 door de ramp ondersteund en aan het platform gekoppeld zijn j I csm relatieve rotatie tussen de kop en het platform uit te j oefenen, tolsnelheidtastmiddelen in de romp om de rotatie van j de rortp te meten, relatieve rotatie-aftastmiddelen tussen de | romp en het platform die ook door de romp ondersteund worden, 25 en'middelen om de aandrijfmiddelen te regelen vanaf de tast-middelen.

De uitvinding brengt zodoende een vereenvoudigde inrichting tot stand, waarbij aandrijfmiddelen alleen vereist zijn tussen de romp en het platform, en waarbij voorts de 30 aandrijfmiddelen en de stabiliserende tasters een net paket in of op de romp vormen kunnen, welk paket de aandrijfmiddelen en het mechanisme dat de aandrijfmiddelen regelt en het middel dat de aandrijving op aandrijving-qpneemmiddelen op het platform overbrengt omvat.

35 De uitvinding wordt in het volgende nader toegelicht aan 8104331 -4- de hand van een in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbee ld I daarvan. |

Fig. 1 is een middenlangsdoorsnede van een projectiel, die slechts een deel van de renop weergeeft, en de kop en : 5 het ondersteunings- en regelmechanisme daarvan weergeeft.

fig. 2 is een blokschema dat de algemene methode weergeeft/ en fig. 3 is een blokschema dat weergeeft hoe de methode | toegepast kan worden.

j 10 Bij de weergegeven uitvoeringsvorm is de uitvinding j toegepast voor een projectiel met een geregeld neusconusplatform

t · I

| 1, dat roteerbaar gemonteerd is op de tollende rorrp 2 van het j projectiel 2, waarbij een kogelring 3 gemonteerd is op de renop j welke de verbinding vormt die het laten uittóllen van het i 15 platform 1 veroorlooft. Deze montering zou vervangen kunnen ] : worden door een as op de kop die in aangrijping is met een ! leger in de ramp. Het platform 1 bevat doel-zoekende detectors i 4. Ben magnetömeterspoel 5 roteert met de rorrp 2 in het aardmagnetische veld om een sinusgolfspanning. _ met een j ; 20 frequentie synchroon met de tolsnelheid van de renop op te wekken.

| Dit signaal wordt versterkt door een geschikte versterker 6 en wordt toegevoerd aan een comparator 7 die het signaal opwekt om de aandrijfmotor 8 te regelen.

De motor 8 drijft het platform aan door tussenkomst van i : 25 een rondsel 9 dat in ingrijping is met een tandkrans 10 op het platform 1, waarbij het platform aangedreven wordt in de aan de rcmptolling tegengestelde zin. Een foto-detector 11 in de romp 2 is op een reflector 12 in het platform 1 gericht om een pulsreeks met een frequentie synchroon met de rotatiesnelheid 30 van het platform ten opzichte van de romp op te wékken, en voert deze aan de comparator 7 toe.

i

De comparator 7 is afgesteld op het toeleveren van j het juiste vermogen aan de motor 8 wanneer de snelheid van de kop ten opzichte van de romp die afgetast wordt door .35 de foto-detector 11 en spiegel 12 samengaat met de snelheid van de 8104331 -5- ramp ten opzichte van de aarde die afgetast wordt door de magnetometerspoel 5? meer indien de platform/ronpsnelheid daalt, en minder indien deze stijgt.

! ;

Hoewel bij de in het voorgaande beschreven uitvoering 5 een magnetometer toegepast is om de rompslingering in het j i aardmagnetische veld af te tasten, kunnen andere inrichtingen ! toegepast worden afhangende van het medium waarin de ramp | werkt en het type aftasting dat vereist wordt, en bijvoorbeeld ! bij de satelliet, die in het zonnestelsel toegepast wordt, I 10 kan een in en uit het zonlicht roterende fotocel toegepast worden, | j ! | terwijl bij het oceanografische onderzoekvaartuig versnellings- j- meters een geschikt tastmiddel vormen. Bij de geschuttorentoe- j passing wordt de hoek van het schip met synchroonmiddelen j , i tussen het schip en de toren af getast. j .15 Het zal uit het voorgaande duidelijk zijn dat de uitvinding in beginsel bestaat uit een systeem voor het ! ; roterend regelen van een platform dat gedragen wordt door j ! een lichaam om een regelas, door middelen welke op of in de | romp gemonteerd zijn die zelf geregelde of ongeregelde ! 20 bewegingen ondergaat, en door middelen die in aangrijping zijn | met aandrijving-opneemmiddelen in het platvorm, waarbij het lichaam cle beweging-aftastinrichting en het aandrijfmotormechanismë ! en wat aangemerkt kan worden als op afstand gelegen rotatie- j aftastmiddelen tussen het platform en het lichaam zoals de l · : 25 fotocel- en spiegelmiddelen die beschreven zijn met betrekking tot het projectiel of andere bundel werpende of volgende middelen die geen mechanische verbinding tussen het platform en het lichaam vereisen.

| . i 8104331

Claims

1. Werkwijze voor het stabiliseren van een platform 7 ten opzichte van een lichaam met relatieve tolling daartussen, zoals een neussectie van een ballistisch projectiel met : gestabilliseerde tolling, die bestaat uit het roterend ! ; 5 ondersteunen van het platform door het lichaam om een de tolling corrigerende as, het aftasten van de beweging van de romp om deze as, het aandrijven van het platform om j i de, de tolling corrigerende as door aandrijfmiddelen die j j i zich op het lichaam bevinden, het aftasten van de relatieve 10 rotatie van het platform en lichaam en het regelen van de aandrijfmiddelen daardoor.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 toegepast voor een | tollend projectiel dat een roterende rcmp en een relatief ! ; } stabiele kop heeft, waarbij de tastmiddelen bestaan uit een j 1. tolsnelheidaftaster en een fotoinrichting in de romp, welke werkwijze bestaat uit het richten van fotoinrichting op i i een reflector in de kop, en het correleren van het signaal van de voor de zwaartekracht geregelde taster en het signaal van de fotoinrichting om de aandrijfmiddelen te regelen cm 2Q de relatieve rotatiesnelheid tussen de kop en romp af te stellen. :

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de j aandrijving naar de genoemde aandrij fmiddelen, die een electro- j motor omvatten, gebeurt door het opwekken van de sinusgolf door de rotatie van het genoemde lichaam of de genoemde romp, 25 het vierkant maken: van de sinusgolf, het toevoeren van de vierkant gemaakte sinusgolf aan een frequentie-tot-spanning-omzetter cm een hoofdaandrijf signaal evenredig aan de rotatie j | van het platform ten opzichte van het lichaam of de romp ' op te wekken door middelen in dit lichaam of deze rcmp gericht 30 op het aftasten van de rotatie van dit platform, het toevoeren | van de uitgang van het genoemde pulssignaal aan een fase- comparator onder het tegelijkertijd ook daaraan toevoeren van de vierkant gemaakte golf om een correctiesignaal te verschaffen voor fijne afstelling van de platformrotatie, het toevoeren 8104331 * i -1- van het signaal van de genoemde frequentie-tot-spanning-omzetter en de genoemde comparator aan een sammeerstelsel, en het aandrijven van de genoemde motor door dit sommeerstelsel door tussenkomst van een vermogensversterker.

4. inrichting voor het stabiliseren van een roterend ! lichaam, waarbij een lichaam een platform ondersteunt, gekenmerkt ; door middelen die het platform roterend verbinden aan het lichaam cm een de tolling corrigerende as, aandrijfmiddelen die door het lichaam ondersteund en aan het platform gekoppeld zijn ; 10 om relatieve rotatie tussen dit platform en dit lichaam uit te oefenen, tastmiddelen in het lichaam om de rotatie van het lichaam om de, de tolling corrigerende as te meten, relatieve : rotatieaftastmiddelen tussen het lichaam een platform die ook ondersteund zijn door de romp cm op afstand deze relatieve 15 rotatie af te tasten, en middelen om een aandrijfmotor te regelen vanaf deze tastmiddelen.

5. Inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat I de genoemde tastmiddelen voor de tolling-correctie van het | lichaam een magnetometer omvatten, die gekoppeld is door j 2. een versterker, welke verbonden is met een comparator, die j | de genoemde aandrij fmiddelen regelt.

6. Inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat de relatieve rotatie tussen het genoemde lichaam en het genoemde j platform afgetast wordt door een fotocel in het lichaam die 25 gericht is qp een reflector in het platform, welke fotocel gekoppeld is met een comparator die de genoemde aandrijf-middelen regelt. j

7. Inrichting volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat de tolling van het lichaam afgetast wordt door middelen in het 30 lichaam die een sinusgolf opwekken, en de rotatie tussen het platform en het lichaam af ge tast wordt door middelen in het lichaam gepulseerd door de rotatie van het platform, en waarbij het electrische circuit middelen omvat voor het vierkant maken van de genoemde sinusgolf, een frequentieomzetter om dit 35 vierkant gemaakte signaal op te nemen, een fasecamparator cm tege- 8104331 - V * * * -8- lijk dit vierkant gemaakte signaal op te nemen, middelen om ook dit vierkant gemaakte signaal resulterend uit de relatieve : ! rotatie tussen platform en lichaam aan de fasecanparator toe te voeren, een sammeercircuit om het signaal van de genoemde ' 5 frequentie-tot-spanning-omzetter en deze comparator qp te nemen, en middelen cm het uitgangssignaal van de comparator te versterken om de genoemde motor aan te drijven.

8. Wërkwij ze voor het stabiliseren van een platform ten opzichte van een lichaam met relatieve tolling daartussen, j 10 in hoofdzaak zoals hier beschreven en voorgesteld. !

9. Inrichting voor het stabiliseren van een roterend ! platform, waarbij een lichaam een platform ondersteunt, in hoofd zaak geconstrueerd en bediend zoals beschreven en voorgesteld. ; I ; ί ! I j i i i i j | 8104331