RU166306U1 - Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле - Google Patents

Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле Download PDF

Info

Publication number
RU166306U1
RU166306U1 RU2016106621/28U RU2016106621U RU166306U1 RU 166306 U1 RU166306 U1 RU 166306U1 RU 2016106621/28 U RU2016106621/28 U RU 2016106621/28U RU 2016106621 U RU2016106621 U RU 2016106621U RU 166306 U1 RU166306 U1 RU 166306U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooled
heated
earth
emitter
emitters
Prior art date
Application number
RU2016106621/28U
Other languages
English (en)
Inventor
Михаил Петрович Колосов
Андрей Янович Гебгарт
Нурия Мударисовна Стрижова
Константин Николаевич Назарбаев
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности"РОСКОСМОС"(Госкорпорация"РОСКОСМОС")
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" (АО "НПП "Геофизика-Космос")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности"РОСКОСМОС"(Госкорпорация"РОСКОСМОС"), Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" (АО "НПП "Геофизика-Космос") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности"РОСКОСМОС"(Госкорпорация"РОСКОСМОС")
Priority to RU2016106621/28U priority Critical patent/RU166306U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU166306U1 publication Critical patent/RU166306U1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G7/00Simulating cosmonautic conditions, e.g. for conditioning crews
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

Устройство для проверки статических широкопольных инфракрасных углоизмерительных приборов ориентации по Земле, содержащее подогреваемый и охлаждаемый излучатели, расположенные в поле зрения прибора, размещаемого в многоосном подвесе, выполненные в виде концентрических сферических чаш двухстенной конструкции, полость каждой из которых заполнена соответствующей терморегулируемой средой, при этом охлаждаемый излучатель расположен по ходу луча за подогреваемым излучателем таким образом, что его вогнутая поверхность обращена к прибору и имеет центральное отверстие, соответствующее угловому размеру имитируемой Земли, отличающееся тем, что выпуклые поверхности подогреваемого и охлаждаемого излучателей снабжены плотно прилегающим эластичным теплоизоляционным материалом, а каждая из полостей, заполненная терморегулируемой средой, подключена к соответствующему криотермостату с образованием замкнутого контура, обеспечивающего автоматическое поддержание заданного температурного режима.

Description

Предлагаемая модель-стенд относится к области измерительной техники, а более конкретно - к устройствам для настройки и проверки широкопольных углоизмерительных инфракрасных (ИК) приборов ориентации космических аппаратов (КА) по Земле и предназначена для выявления погрешностей приборов и несоответствия их заданным параметрам.
Известно устройство (аналог) для проверки статических широкоугольных ИК приборов ориентации КА по Земле, содержащее установленные по ходу луча плоские охлаждаемый и подогреваемый излучатели, расположенные в поле зрения прибора, размещаемого в двухстепенном подвесе (см. Федосеев В.И., Колосов М.П., «Оптико-электронные приборы ориентации и навигации космических аппаратов»: - М.: Логос, 2007. - 247 с., рис. 6.5 на стр. 230).
Данное устройство, обеспечивающее имитацию угловых полей и температурный контраст между Землей и космосом в спектральном диапазоне λΔ=8 мкм … 20 мкм, наиболее оптимально для настройки и проверки статических ИК приборов ориентации по Земле на основе болометрических матричных приемников излучения, имеющих угловые поля порядка нескольких десятков градусов. В этом случае габариты устройства будут достаточно реальными для практической реализации.
В этом устройстве плоский подогреваемый излучатель имитирует излучение Земли, а плоский охлаждаемый излучатель имитирует излучение космоса.
Имитация различных угловых размеров Земли (при неизменном угловом размере имитируемого космоса) может быть обеспечена за счет установки подогреваемых излучателей нужного размера.
В процессе проверки испытуемый прибор устанавливается в двухстепенном подвесе на конечном расстоянии от излучателей. В фокальной плоскости прибора формируется изображение имитируемой Земли и космоса, по которому осуществляется настройка прибора. Проверка точностных характеристик прибора с помощью известного устройства производится путем наклона прибора, установленного в двухстепенном подвесе на фиксируемый (с помощью датчиков угла поворота) угол и сравнения этого угла с угловой координатой вертикали (направление на центр имитируемой Земли), измеренной непосредственно прибором.
К недостаткам этого устройства следует отнести:
- невозможность имитации больших угловых размеров Земли и космоса из-за нереальных линейных размеров плоских излучателей, что не позволяет обеспечить настройку и проверку широкопольных статических приборов ориентации КА, работающих также и на низких высотах;
- попадание в поле зрения прибора элементов конструкции, необходимых для обеспечения подогрева излучателя;
- недостоверность настройки и проверки испытуемого прибора при использовании плоских излучателей для имитации больших угловых размеров Земли, т.к. имеет место значительная неравномерность освещенности во входном зрачке испытуемого прибора для разных точек поля, обусловленная разной удаленностью точек плоского излучателя от зрачка, а также разной энергетической яркостью излучателя для различных углов наклона.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту следует отнести техническое решение по патенту на полезную модель RU №147304, выбранное в качестве прототипа. Рассмотренное в данном патенте устройство для настройки и проверки статических широкопольных углоизмерительных ИК приборов ориентации по Земле содержит подогреваемый и охлаждаемый излучатели, расположенные в поле зрения прибора, размещаемого в многоосном подвесе, выполненные в виде концентрических сферических чаш двухстенной конструкции, полость каждой из которых снабжена терморегулируемой средой, охлаждаемый излучатель, расположенный по ходу луча за подогреваемым излучателем, вогнутой поверхностью обращенный к многоосному подвесу, имеет центральное отверстие, соответствующее угловому размеру имитируемой Земли.
При этом в устройстве подогреваемый и охлаждаемый излучатели выполнены с возможностью их совместного перемещения вдоль оптической оси устройства, в полости подогреваемого излучателя размещена перегородка для разделения терморегулируемых сред, охлаждаемый излучатель выполнен в виде набора сменных излучателей, отличающихся друг от друга размером центрального отверстия, за ним по ходу луча размещена коллимирующая линза, а многоосный подвес имеет три оси вращения.
Недостатком конструкции прототипа является невозможность стабилизации задаваемого теплового режима терморегулируемых сред излучателей из-за колебаний температурных показателей, что приводит к возникновению дополнительной погрешности при настройке и проверке (паспортизации) параметров углоизмерительных приборов ориентации КА и соответствующему снижению их эксплуатационных характеристик в условиях открытого космоса.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства, конструктивно простого и надежного в работе, обеспечивающего поддержание заданной температуры регулируемой среды и формирование равномерного температурного поля в ее рабочем объеме.
Технический результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в повышении устойчивости терморегуляции, обеспечивающей постоянство задаваемой температуры, максимально приближенной к реальным условиям эксплуатации проверяемых приборов.
Указанный результат достигается с помощью устройства для проверки статических широкопольных инфракрасных приборов ориентации по Земле, содержащего подогреваемый и охлаждаемый излучатели, расположенные в поле зрения прибора, размещаемого в многоосном подвесе, выполненные в виде концентрических сферических чаш двухстенной конструкции, полость каждой из которых заполнена соответствующей терморегулируемой средой, при этом охлаждаемый излучатель расположен по ходу луча за подогреваемым излучателем таким образом, что его вогнутая поверхность обращена к прибору и имеет центральное отверстие, соответствующее угловому размеру имитируемой Земли, причем выпуклые поверхности подогреваемого и охлаждаемого излучателей снабжены плотно прилегающим эластичным теплоизоляционным материалом, а каждая из полостей, заполненная терморегулируемой средой, подключена к соответствующему криотермостату с образованием замкнутого контура, обеспечивающего автоматическое поддержание заданного температурного режима.
Поддержание заданной температуры и однородности температурного поля обеспечивают снижение общей погрешности измерений при настройке и проверке (паспортизации) параметров приборов ориентации КА благодаря нанесению на наружные (выпуклые) поверхности излучателей слоя вспененного полиэтилена (пенополиэтилена), обладающего высокими теплоизоляционными свойствами, и использованию криотермостатов, позволяющих контролировать и автоматически поддерживать заданную температуру с помощью одновременного нагрева и охлаждения термостатируемой жидкости (теплоносителя), обеспечивая тем самым равномерное распределение температурного поля при нахождении устройства в рабочем режиме.
Таким образом, заявленное техническое решение обладает существенными отличиями, позволяющими получить новый положительный эффект.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, представляющим структурно-функциональную схему предлагаемого устройства. В его состав входят подогреваемый излучатель 1 и охлаждаемый излучатель 2 с центральным отверстием 3, выполненные в виде концентрических сферических чаш двухстенной конструкции, а также трехосный подвес с осями I, II, III для установки в нем проверяемого прибора. Центр зрачка прибора расположен на пересечении осей подвеса. Вогнутые сферические поверхности излучателей 1, 2 обращены к подвесу, при этом центры их кривизны расположены вблизи центра зрачка прибора. В полости подогреваемого излучателя может быть размещена перегородка 4 для разделения терморегулируемых сред, чтобы сформировать излучение части Земли. Полость каждого из излучателей, снабженная терморегулируемой средой, подключена к соответствующему ей криотермостату с образованием замкнутого контура, обеспечивающего автоматическое поддержание заданной температуры, кроме того, для поддержания постоянной температуры в этих полостях, а также создания равномерного распределения температурного поля внутри ее объема, на наружные (выпуклые) поверхности полостей нанесен теплоизолирующий слой 5.
Излучатели имеют возможность совместного перемещения вдоль оптической оси. Данное устройство обеспечивает имитацию угловых полей и температурный контраст между Землей и космосом в спектральном диапазоне λΔ=8 мкм … 20 мкм, что позволяет проводить настройку и проверку испытуемых приборов в режиме эксплуатации.
Двухстенная конструкция излучателя может быть изготовлена путем выдавливания двух сферических поверхностей и последующей их сварки друг с другом с зазором для формирования полости, например, из сплава АМг6, имеющего высокий коэффициент теплопроводности. Острая кромка по периметру отверстия в охлаждаемом излучателе (для формирования границы Земля-космос) может быть выполнена в виде отдельной вставки также из сплава АМг6, приваренной к излучателю. Перегородка в подогреваемом излучателе может быть выполнена в виде сварной конструкции. Терморегулируемая среда представляет собой жидкость необходимой температуры (вода, тосол и т.п.), размещаемую в полости излучателей. Проток жидкости в замкнутом контуре системы терморегулирования осуществляется и регулируется автоматически с помощью криотермостатов и клапанов 6. В качестве материала теплоизолирующего слоя 5 может быть использован вспененный полиэтилен (пенополиэтилен), представляющий собой упругое эластичное полотно, имеющее закрытую структуру ячеек, выпускаемое в рулонах, листах, в виде скорлуп и жгутов. Материал получил широкое применение в разных отраслях промышленности благодаря высоким тепло- и звукоизоляционным качествам, прочностным характеристикам, простоте монтажа и относительно невысокой стоимости. Таким образом, предлагаемые примеры реализации подтверждают осуществимость заявленного технического решения.
Устройство работает следующим образом.
Испытуемый прибор устанавливается в трехстепенном подвесе с осями I, II, III на конечном расстоянии от излучателей. Входной зрачок прибора расположен в центре кривизны поверхностей излучателей 1 и 2 на пересечении осей вращения I, II, III. Сферический охлаждаемый излучатель 2 имитирует излучение космоса, а сферический подогреваемый излучатель 1 через центральное отверстие излучателя 2 имитирует излучение Земли. Острая кромка по периметру отверстия 3 в охлаждаемом излучателе 2 формирует имитацию границу Земля-космос. В фокальной плоскости прибора формируется изображение имитируемой Земли, по которому производится настройка прибора. Задатчиком температуры в криотермостате устанавливают заданный температурный режим. В нем же включают систему циркуляции терморегулируемой среды (теплоносителя) по замкнутым трактам криотермостат - выходной клапан 6 - полость соответствующего излучателя - входной клапан 6 - криотермостат. Автоматический выход излучателей на заданный температурный режим осуществляют также с помощью криотермостатов. Регулировка потока жидкости в замкнутом контуре системы терморегулирования осуществляется при помощи автоматического изменения температуры в криотермостатах, при работе которых текущая температура рабочей жидкости, измеряемая встроенным датчиком температуры, сравнивается с заданной температурой, до которой устройство должно нагреть или охладить рабочий теплоноситель, и переключения входных и выходных клапанов. При необходимости устройство может работать в ручном режиме, для чего предусмотрена возможность его перевода в режим ручного управления.
Проверка точности прибора, производится так же, как и в прототипе, путем наклона прибора в подвесе на фиксируемый с помощью датчиков угла поворота угол и его сравнения с угловой координатой вертикали (направление на центр имитируемой Земли), измеренной непосредственно прибором.
Наличие перегородки 4 в подогреваемом излучателе 1 позволяет, при необходимости, получить разную температуру в его полости и создать температурный контраст на противоположных сторонах имитируемой Земли.
Нанесение на наружные (выпуклые) поверхности полостей соответствующих излучателей теплоизолирующего слоя 5, выполненного из вспененного полиэтилена (пенополиэтилена), обеспечивает теплоизоляцию внутреннего объема излучателей, необходимую для создания заданного распределения температурного поля при нахождении устройства в рабочем режиме.
Введение в контур управления системы терморегулирования криотермостатов позволяет контролировать температуру подогреваемого и охлаждаемого излучателей и равномерность распределения температурного поля во внутреннем объеме излучателей.
Использование впускных и выпускных клапанов 6 позволяет осуществлять регулировку потока жидкости в замкнутом контуре системы терморегулирования для обеспечения заданных условий проведения настройки и проверки испытуемых приборов.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает автоматическую температурную регулировку теплоносителя, что позволяет проводить настройку и проверку статических широкопольных углоизмерительных ИК приборов ориентации КА по Земле с высокой точностью.

Claims (1)

  1. Устройство для проверки статических широкопольных инфракрасных углоизмерительных приборов ориентации по Земле, содержащее подогреваемый и охлаждаемый излучатели, расположенные в поле зрения прибора, размещаемого в многоосном подвесе, выполненные в виде концентрических сферических чаш двухстенной конструкции, полость каждой из которых заполнена соответствующей терморегулируемой средой, при этом охлаждаемый излучатель расположен по ходу луча за подогреваемым излучателем таким образом, что его вогнутая поверхность обращена к прибору и имеет центральное отверстие, соответствующее угловому размеру имитируемой Земли, отличающееся тем, что выпуклые поверхности подогреваемого и охлаждаемого излучателей снабжены плотно прилегающим эластичным теплоизоляционным материалом, а каждая из полостей, заполненная терморегулируемой средой, подключена к соответствующему криотермостату с образованием замкнутого контура, обеспечивающего автоматическое поддержание заданного температурного режима.
    Figure 00000001
RU2016106621/28U 2016-02-26 2016-02-26 Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле RU166306U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106621/28U RU166306U1 (ru) 2016-02-26 2016-02-26 Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016106621/28U RU166306U1 (ru) 2016-02-26 2016-02-26 Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU166306U1 true RU166306U1 (ru) 2016-11-20

Family

ID=57792903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016106621/28U RU166306U1 (ru) 2016-02-26 2016-02-26 Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU166306U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109677644A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 北京航天长征飞行器研究所 平台支撑抗温度变形自动定位机构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109677644A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 北京航天长征飞行器研究所 平台支撑抗温度变形自动定位机构
CN109677644B (zh) * 2018-12-27 2019-08-13 北京航天长征飞行器研究所 平台支撑抗温度变形自动定位机构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Porras-Amores et al. Using quantitative infrared thermography to determine indoor air temperature
CN109459216B (zh) 空间目标多维度动态光学特性一体化测量系统及方法
RU166306U1 (ru) Устройство для проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле
Scolan et al. A rotating annulus driven by localized convective forcing: a new atmosphere-like experiment
Jiao et al. Computational Fluid Dynamics‐Based Simulation of Crop Canopy Temperature and Humidity in Double‐Film Solar Greenhouse
WO2016099237A1 (es) Aparato y método para calibración y caracterización de instrumentos de medición de temperatura por telemetría
Andraka et al. AIMFAST: An alignment tool based on fringe reflection methods applied to dish concentrators
CN112414680B (zh) 低温镜头中透镜的离焦灵敏度系数测试系统和方法
CN111141393B (zh) 一种用于模拟气象环境的黑体辐射装置
CN108445779A (zh) 航天光学相机内参数星上监测仿真装置及模拟仿真方法
Perez-Grande et al. Thermal design of the air temperature sensor (ATS) and the thermal InfraRed sensor (TIRS) of the Mars environmental dynamics analyzer (MEDA) for Mars 2020
Conan et al. GMTO approach to integrated modeling based system engineering
CN106802159B (zh) 一种用于不同线阵红外地球敏感器姿态测量的地球模拟器
RU2626406C1 (ru) Способ тепловых испытаний радиопрозрачных обтекателей
RU147304U1 (ru) Устройство для настройки и проверки статических широкопольных углоизмерительных инфракрасных приборов ориентации по земле
CN113551787B (zh) 一种用于评估大气对主动遥感探测方式影响的模拟装置
RU211279U1 (ru) Автоматизированная система контроля имитатор "земля-атмосфера-космос" (изак аск)
Gebgart et al. Stand for testing static wide-angle infrared Earth orientation devices
Antretter et al. Thermal transfer through membrane cushions analyzed by computational fluid dynamics
Pearson et al. Planning the National New Technology Telescope (NNTT): III. primary optics-tests on a 1.8-m borosilicate glass honeycomb mirror
CN106828988B (zh) 用于线阵红外地球敏感器变轨道极性测量的地球模拟器
CN106767909B (zh) 一种用于线阵红外地球敏感器姿态测量的地球模拟器
CN206410713U (zh) 用于面阵地球敏感器半物理仿真的地球模拟器
CN117326106B (zh) 一种连续可调重力环境模拟方法及装置
CN206281500U (zh) 用于线阵红外地球敏感器姿态测量的地球模拟器