RU211279U1

RU211279U1 - AUTOMATED CONTROL SYSTEM SIMULATOR "EARTH-ATMOSPHERE-SPACE" (IZAK ASK)

Info

Publication number: RU211279U1
Application number: RU2021119900U
Authority: RU
Inventors: Артем Викторович Ярцев; Виктор Викторович Миронов; Данил Евгеньевич Антонов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "Квант"
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2022-05-30

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, позволяющим проводить имитации пространственного расположения Земли в широком диапазоне отклонений по крену и тангажу в диапазоне высот от 140 до 3300 км; имитацию энергетического контраста исходящего излучения Земли, соответствующего переходу «Земля-Атмосфера-Космос» от Kmin=0,4 Кном до Kmax=1,6 Кном; настройку ПОЗ; калибровку ПОЗ при изменении температуры на посадочном месте в диапазоне температур от минус 50 до плюс 60°С; проверку функционирования ПОЗ в нормальных условиях, а также при пониженной и повышенной температуре посадочного места в условиях вакуума; проверку предельной суммарной погрешности ПОЗ в нормальных условиях, а также при пониженной и повышенной температуре посадочного места в условиях вакуума.

The utility model relates to devices that allow simulating the spatial arrangement of the Earth in a wide range of roll and pitch deviations in the altitude range from 140 to 3300 km; simulation of the energy contrast of the outgoing radiation of the Earth, corresponding to the transition "Earth-Atmosphere-Space" from Kmin=0.4 knom to Kmax=1.6 knom; POS setting; POS calibration when changing the temperature at the seat in the temperature range from minus 50 to plus 60°C; checking the functioning of the POS under normal conditions, as well as at low and high temperatures of the seat in vacuum conditions; verification of the maximum total error of the POS under normal conditions, as well as at low and high temperatures of the seat in vacuum conditions.

Description

Полезная модель относится к космическому приборостроению и является устройством, которое предназначено для проведения следующих работ:The utility model relates to space instrumentation and is a device that is designed to carry out the following work:

имитации пространственного расположения Земли в широком диапазоне отклонений по крену и тангажу в диапазоне высот от 140 до 3300 км;simulation of the spatial arrangement of the Earth in a wide range of roll and pitch deviations in the altitude range from 140 to 3300 km;

имитации энергетического контраста исходящего излучения, соответствующего переходу Земля - Атмосфера - Космос;imitation of the energy contrast of the outgoing radiation corresponding to the transition Earth - Atmosphere - Space;

настройки прибора ориентации по Земле (ПОЗ);settings of the ground orientation device (POZ);

проведения калибровки ПОЗ при изменении температуры на посадочном месте изделия ПОЗ;carrying out the calibration of the POZ when the temperature changes at the seat of the POZ product;

проверки функционирования ПОЗ в нормальных условиях, а также при пониженной и повышенной температуре посадочного места в условиях вакуума;checking the functioning of the POS under normal conditions, as well as at low and high temperatures of the seat in vacuum conditions;

проверки предельной суммарной погрешности (ПСП) ПОЗ в нормальных условиях, при пониженной и повышенной температуре посадочного места в условиях вакуума.verification of the maximum total error (PSP) of the POS under normal conditions, at low and high temperatures of the seat in vacuum conditions.

Сущность предлагаемого решения заключается в том, что имитатор «Земля-Атмосфера-Космос» содержит плиту, выполненную с возможностью перемещения в вакуумную камеру, на которой закреплены термостабилизированное посадочное место, два узла торических зеркал, два узла излучателя и расположенные на удалении от излучателей подвижные шторки, шторки закреплены на осях, расположенных соосно на подшипниковых узлах и вращение каждой шторки осуществляется от отдельного шагового двигателя, а контроль положения выполняется энкодерами, установленными на валы с закрепленными шторками с погрешностью не более 5 угловых секунд. Конструктивное выполнение узла шторок излучателей позволяет изменять их взаимное расположение, что соответствует имитации пространственного положения Земли в широком диапазоне отклонений по крену и тангажу в диапазоне высот от 140 до 3300 км. А узел термостабилизации позволяет выставить температуру посадочного места с заданной точностью в диапазоне от минус 50°С до плюс 60°С. Это в совокупности позволяет выполнить настройку, проверку и калибровку погрешности ПОЗ секущего типа во всем диапазоне изменения крена, тангажа, высоты полета и температуры посадочного места.The essence of the proposed solution lies in the fact that the "Earth-Atmosphere-Space" simulator contains a plate that can be moved into a vacuum chamber, on which a thermally stabilized seat, two nodes of toric mirrors, two emitter nodes and movable shutters located at a distance from the emitters are fixed , shutters are fixed on axes located coaxially on bearing assemblies and each shutter is rotated by a separate stepper motor, and position control is performed by encoders mounted on shafts with fixed shutters with an error of no more than 5 arc seconds. The design of the emitter shutter unit allows changing their relative position, which corresponds to the imitation of the spatial position of the Earth in a wide range of roll and pitch deviations in the altitude range from 140 to 3300 km. And the thermal stabilization unit allows you to set the temperature of the seat with a given accuracy in the range from minus 50°C to plus 60°C. Together, this makes it possible to tune, check, and calibrate the secant-type POS error over the entire range of roll, pitch, flight altitude, and seat temperature.

Существующие ИЗАКи разработки ОАО НЛП «Геофизика-Космос» для проверки приборов ориентации по Земле - т.н. построителей местной вертикали, [Федосеев В.И., Колосов М.П. Оптико-электронные приборы ориентации и навигации космических аппаратов. Учебное пособие. - М.: Логос, 2007. - 248 с.], представляют собой коллиматор, состоящий из объектива, излучателя типа «черное тело», диафрагмы с зубчатой кромкой и посадочного места под прибор. Особенности конструкции таких имитаторов [Дубиновский A.M., Панков Э.Д. Стендовые испытания и регулировка оптико-электронных приборов. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1986. - 152 с.] Такие ИЗАКи являются либо одновысотными, либо рассчитаны только на некоторые значения нескольких высот и предназначены для проверки приборов ориентации по Земле на одной фиксированной высоте полета. Для проверки на разных высотах необходимо устанавливать механизм перемещения «черного тела» и диафрагмы, или иметь сменные объективы и диафрагмы, или изготавливать дополнительные ИЗАКи, что ведет к усложнению конструкции и значительному удорожанию работ. Кроме того, в ИЗАКах, используемых для проверки построителей местной вертикали, все проверки приборов, установка и контроль температуры производятся вручную.Existing IZAKs developed by JSC NLP "Geophysics-Cosmos" for testing orientation devices on the Earth - the so-called. builders of the local vertical, [Fedoseev V.I., Kolosov M.P. Optoelectronic devices for orientation and navigation of space vehicles. Tutorial. - M.: Logos, 2007. - 248 p.], are a collimator consisting of a lens, a black body emitter, a diaphragm with a serrated edge and a seat for the device. Design features of such simulators [Dubinovsky A.M., Pankov E.D. Bench testing and adjustment of optoelectronic devices. - L.: Mashinostroenie, Leningrad branch, 1986. - 152 p.] Such IZAKs are either single-altitude, or are designed only for some values of several altitudes and are designed to test ground orientation devices at one fixed flight altitude. To check at different heights, it is necessary to install a mechanism for moving the "black body" and diaphragm, or to have interchangeable lenses and diaphragms, or to manufacture additional IZAKs, which leads to a more complicated design and a significant increase in the cost of work. In addition, in IZAKs used to test local vertical builders, all instrument checks, installation and temperature control are done manually.

Объектив такого ИЗАКа представляет собой зеркальный параболический тор. Конструкция ИЗАКа обеспечивает наклон прибора относительно оси I-I только в небольшом диапазоне углов ±5° и разворот прибора в посадочном месте ИЗАКа по азимуту на 360° с фиксацией через 45°. Зубчатая кромка диафрагмы, находящаяся в плоскости наилучшей установки объектива, имитирует переходной слой модели излучения Земли. Диафрагма с зубчатой кромкой имеет форму торической чаши с внутренней излучающей поверхностью. Данная диафрагма имитирует рабочую зону перехода «Земля - Атмосфера-Космос», находящуюся в поле обзора прибора. Температура излучающей поверхности чаши поддерживается при воспроизведении номинального контраста около 16°С, воспроизводя исходящее излучение фона (космоса). Температура излучателя типа «черное тело», воспроизводящего исходящее излучение Земли, поддерживается около 45.57°С (при воспроизведении номинального энергетического контраста). Термостатирование диафрагмы осуществляется путем равномерного омывания ее внутренней полости жидким теплоносителем (водой), которая охлаждается с помощью жидкого азота. Термостатирование «черного тела» осуществляется путем нагрева и перемешивания теплоносителя - машинного масла. Регулировка температуры - автоматическая, с точностью ±0,1°С, контроль осуществляется термометром сопротивления. Повышение (понижение) температуры излучателя типа «черное тело» позволяет в некоторых пределах воспроизводить различные уровни энергетического контраста, отличные от номинального.The lens of such an IZAK is a mirror parabolic torus. The design of IZAK ensures the inclination of the device relative to the I-I axis only in a small range of angles of ±5° and the rotation of the device in the IZAK seat in azimuth by 360° with fixation through 45°. The jagged edge of the diaphragm, located in the plane of the best lens installation, simulates the transition layer of the Earth's radiation model. The diaphragm with a serrated edge has the shape of a toric bowl with an internal radiating surface. This diaphragm imitates the working zone of the transition "Earth - Atmosphere - Space", which is in the field of view of the device. The temperature of the radiating surface of the bowl is maintained at a nominal contrast reproduction of about 16°C, reproducing the outgoing radiation of the background (cosmos). The temperature of the "black body" emitter, reproducing the outgoing radiation of the Earth, is maintained at about 45.57°C (when reproducing the nominal energy contrast). Temperature control of the diaphragm is carried out by uniformly washing its internal cavity with a liquid heat carrier (water), which is cooled with liquid nitrogen. Temperature control of the "black body" is carried out by heating and mixing the coolant - machine oil. Temperature control - automatic, with an accuracy of ± 0.1 ° C, control is carried out by a resistance thermometer. An increase (decrease) in the temperature of a "black body" emitter allows, within certain limits, to reproduce various levels of energy contrast that differ from the nominal one.

Как было сказано выше, указанные ИЗАКи являются одновысотными и оттого имеют ряд недостатков, не позволяющих использовать их при настройке и проверке ПОЗ сканирующего типа с большим полем обзора:As mentioned above, the indicated IZAKs are single-height and therefore have a number of disadvantages that do not allow them to be used when setting up and checking scanning-type POS with a large field of view:

невозможность производить сканирование полем зрения ПОЗ в радиальном направлении, в диапазоне углов более чем несколько градусов. Данный недостаток связан с ограниченным размером светового диаметра параболического тора;impossibility to scan with the POS field of view in the radial direction, in the range of angles of more than a few degrees. This disadvantage is associated with the limited size of the light diameter of the parabolic torus;

невозможность проверки одновременно двух каналов ПОЗ. Данный недостаток обусловлен тем, что указанные ИЗАКи спроектированы специально для проверки исключительно одноканальных приборов кругового типа сканирования.the impossibility of checking two channels at the same time POS. This disadvantage is due to the fact that these IZAKs are designed specifically for testing only single-channel devices of a circular scanning type.

Требуемый ИЗАК должен обладать комплексом следующих характеристик:The required IZAK should have a set of the following characteristics:

обеспечивать получение энергетического контраста между высокотемпературным излучателем («телом») и низкотемпературным излучателями («фоном») от 27,6 до 110,4 Вт/м²⋅ср.provide energy contrast between the high-temperature emitter ("body") and low-temperature emitters ("background") from 27.6 to 110.4 W/m ² ⋅sr.

обеспечивать имитацию угловых размеров Земли, соответствующих высотам орбит от 140 до 3300 км.to provide imitation of the angular dimensions of the Earth corresponding to orbital heights from 140 to 3300 km.

термостабилизированное посадочное место должно обеспечивать температуру корпуса изделия от минус 50°С до плюс 50°С.the heat-stabilized seat must ensure the temperature of the body of the product from minus 50°С to plus 50°С.

высокотемпературный излучатель должен обеспечивать рабочий диапазон температур от 32°С до 80°С с точностью поддержания ±0,5°С, а также обеспечивать нагрев излучающей поверхности в двух режимах: равномерном и неравномерном.the high-temperature emitter must provide an operating temperature range from 32°С to 80°С with an accuracy of ±0.5°С, and also provide heating of the radiating surface in two modes: uniform and non-uniform.

Исходя из предъявленных требований и анализа конструкции существующих ИЗАКов, предлагается схема контроля на ИЗАКе АСК со статическим положением ПОЗ и двумя излучателями с подвижными шторками. Конструкция ИЗАКа АСК показана на фиг. 1 и фиг. 2.Based on the requirements and analysis of the design of existing IZAKs, a control scheme is proposed on the IZAK ASK with a static position of the POS and two emitters with movable shutters. The design of IZAK ASK is shown in Fig. 1 and FIG. 2.

ИЗАК АСК конструктивно состоит из:IZAK ASK structurally consists of:

собственно имитатора «Земля-Атмосфера-Космос» (ИЗАК), помещаемого в вакуумную камеру, создающей пониженное давление до 10^-6 мм. рт. ст.;actually simulator "Earth-Atmosphere-Space" (IZAK), placed in a vacuum chamber that creates a reduced pressure of up to 10 ^-6 mm. rt. Art.;

рабочего места оператора, включающего стол, ПК с программой «АСК ПОЗ» и электронным блоком управления. Напряжение питания на ИЗАК поступает через электронный блок управления.operator's workplace, including a table, a PC with the ASK POS program and an electronic control unit. The supply voltage to IZAK is supplied through the electronic control unit.

ИЗАК смонтирован на плите поз. 6. Плита оснащена четырьмя роликами поз. 4 для возможности перемещения в вакуумную камеру для проведения настройки и испытаний ПОЗ и наружу для проведения настройки и аттестации самого ИЗАКа. Для фиксации ИЗАКа при проведении настройки и аттестации, на плите имеется три выдвижных опоры поз. 3.IZAK is mounted on a plate pos. 6. The plate is equipped with four rollers pos. 4 for the possibility of moving into the vacuum chamber for adjustment and testing of the POS and outside for adjustment and certification of the IZAK itself. To fix IZAK during adjustment and certification, there are three retractable supports pos. 3.

На плите закреплены:Attached to the plate are:

а) два узла зеркала торического поз. 1;a) two nodes of the mirror of the toric pos. one;

б) два узла излучателя поз. 2;b) two emitter nodes pos. 2;

в) место посадочное термостабилизированное поз. 5.c) a heat-stabilized landing site pos. 5.

В состав узла зеркала торического входит тороидальное сферическое зеркало, закрепленное на кронштейнах. Конструкция узла зеркала торического позволяет при помощи котировочных винтов и прокладок обеспечить подвижку по трем осям и установку оси зеркала соосно оси вращения ПОЗ, помещенного на посадочное место.The structure of the toric mirror assembly includes a toroidal spherical mirror fixed on brackets. The design of the toric mirror assembly makes it possible to ensure movement along three axes and to set the mirror axis coaxially with the axis of rotation of the POS placed on the seat using quotation screws and spacers.

Оптическая схема ИЗАКа АСК представлена на фиг. 3.The optical scheme of the IZAK ASC is shown in Fig. 3.

В обратном ходе лучей, пучки, исходящие от входных зрачков оптических каналов ПОЗ, отражаются от поверхностей тороидальных сферических зеркал поз. 8(1), 8(2) и фокусируются на кромках неохлаждаемых подвижных шторок (диафрагм) поз. 9(1), 9(2), 10(1), 10(2), имитирующих фоновое (космическое) излучение. Подвижные шторки (диафрагмы) могут поворачиваться вокруг оси имитатора на заданные углы.In the reverse course of the rays, the beams emanating from the entrance pupils of the optical channels POS are reflected from the surfaces of toroidal spherical mirrors pos. 8(1), 8(2) and focus on the edges of uncooled movable shutters (diaphragms) pos. 9(1), 9(2), 10(1), 10(2), simulating background (cosmic) radiation. Movable curtains (diaphragms) can be rotated around the axis of the simulator at specified angles.

Излучатели тепловые поз. 7(1), 7(2) имитируют исходящее излучение Земли, работая в заданном диапазоне температур. Неохлаждаемые шторки (диафрагмы) воспроизводят фоновое излучение Космоса и работают при фактической температуре окружающей среды.Thermal emitters pos. 7(1), 7(2) simulate the outgoing radiation of the Earth, operating in a given temperature range. Uncooled curtains (diaphragms) reproduce the background radiation of the Cosmos and operate at the actual ambient temperature.

При вращении зеркал, находящихся на оси сканирования ПОЗ, поля зрения оптических каналов сканируют поверхности тепловых излучателей и неохлаждаемых шторок (диафрагм), пересекая при этом кромки данных диафрагм. При пересечении указанных кромок в полях зрения оптических каналов ПОЗ формируются изображения температурных контрастов между излучателями, имитирующие пересечение границы изображения Земля-Космос и Космос-Земля в ИК-диапазоне. При этом вращающиеся неохлаждаемые шторки (диафрагмы) обеспечивают возможность имитации ИК-границ перехода для случаев работы ПОЗ на разных высотах и при разных углах отклонения от центра изображения Земли по крену и тангажу. Каждый излучатель тепловой имеет несколько нагревателей, при помощи которых можно обеспечить различную температуру на поверхности. В результате этого обеспечивается режим имитации неравнояркой модели исходящего излучения, когда поля зрения ПОЗ визируют зоны перехода из Земли в Космос с различной температурой поверхности Земли.During rotation of the mirrors located on the scanning axis of the POS, the fields of view of the optical channels scan the surfaces of thermal emitters and uncooled shutters (diaphragms), while crossing the edges of these diaphragms. When these edges are crossed in the fields of view of the optical channels of the POS, images of temperature contrasts between the emitters are formed, simulating the intersection of the border of the Earth-Space and Space-Earth images in the IR range. At the same time, rotating uncooled curtains (diaphragms) provide the possibility of simulating the IR transition boundaries for cases of POS operation at different heights and at different angles of deviation from the center of the Earth image in roll and pitch. Each heat emitter has several heaters, with which you can provide different temperatures on the surface. As a result, a mode of imitation of an uneven-brightness model of outgoing radiation is provided, when the fields of view of the POS sight the transition zones from the Earth to Space with different temperatures of the Earth's surface.

Излучатели ИЗАКа должны воспроизводить энергетический контраст между излучением Земли и Космосом, соответствующий модели А Земли.IZAK emitters must reproduce the energy contrast between the radiation of the Earth and the Cosmos, corresponding to model A of the Earth.

Величина указанного контраста составляет:The value of this contrast is:

В=К⋅69⋅Вт⋅м^-2⋅ср^-1.V \u003d K⋅69⋅W⋅m ^-2 ⋅sr ^-1 .

Номинальная величина энергетического контраста соответствует коэффициенту К_ном=1.0. Согласно модели А Земли диапазон энергетического контраста, в котором ПОЗ должен определять угловые координаты вектора направления от геометрического центра Земли составляет от Кmin=0.4 до Кmax=1.6. Значения коэффициентов устанавливаются оператором АСК.The nominal value of the energy contrast corresponds to the coefficient K _nom =1.0. According to model A of the Earth, the range of energy contrast, in which the POS should determine the angular coordinates of the direction vector from the geometric center of the Earth, is from Kmin=0.4 to Kmax=1.6. The values of the coefficients are set by the ASC operator.

Для воспроизведения требуемого энергетического контраста между тепловыми излучателями и диафрагмами ИЗАКа ПОЗ, необходимо рассчитать их радиационные температуры, измеряемые с помощью радиометра. Радиационная температура неохлаждаемой диафрагмы, воспроизводящей исходящее излучение Космоса (фоновое излучение), соответствует температуре окружающей среды. Поэтому температура теплового излучателя, воспроизводящего исходящее излучение Земли, определяется из соотношения:To reproduce the required energy contrast between thermal emitters and IZAK POS diaphragms, it is necessary to calculate their radiation temperatures measured with a radiometer. The radiation temperature of an uncooled diaphragm that reproduces the outgoing radiation of the Cosmos (background radiation) corresponds to the ambient temperature. Therefore, the temperature of a thermal radiator that reproduces the outgoing radiation of the Earth is determined from the relation:

где:where:

t_д, °С - текущая радиационная температура диафрагмы (шторки);t _d , °С - current radiation temperature of the diaphragm (shutter);

В - текущее значение энергетической яркости, соответствующее выставляемому контрасту;B - current value of energy brightness corresponding to the set contrast;

σ - постоянная Стефана-Больцмана (σ=5.67⋅10^-8 Вт⋅м^-2⋅К^-4).σ - Stefan-Boltzmann constant (σ=5.67⋅10 ^-8 W⋅m ^-2 ⋅K ^-4 ).

Конструкция указанного узла приведена на фиг. 4. Шторки поз. 9, 10 закреплены на осях расположенных соосно на подшипниковых узлах в корпусе поз. 13. Вращение каждой шторки осуществляется от отдельного шагового двигателя с редуктором поз. 11, через червячную передачу. Контроль положения выполняется энкодерами поз. 12, установленными на валы с закрепленными шторками. Для обеспечения требуемой точности имитации работы ПОЗ на разных высотах и при разных углах отклонения от центра изображения Земли по крену и тангажу, погрешность энкодеров составляет не более 5 угловых секунд.The design of this node is shown in Fig. 4. Curtains pos. 9, 10 are fixed on axles located coaxially on bearing assemblies in the housing pos. 13. The rotation of each curtain is carried out from a separate stepper motor with a gearbox pos. 11, through a worm gear. Position control is performed by encoders pos. 12 mounted on shafts with fixed shutters. To ensure the required accuracy of simulating the operation of the POS at different heights and at different angles of deviation from the center of the Earth's image in roll and pitch, the encoder error is no more than 5 arc seconds.

Узел излучателя установлен на подставке поз. 14. Конструкция узла излучателя позволяет при помощи котировочных винтов и прокладок обеспечить подвижку по трем осям и установку оси вращения соосно оси вращения ПОЗ, помещенного на посадочное место.The emitter assembly is mounted on a stand pos. 14. The design of the emitter assembly allows using quotation screws and gaskets to ensure movement along three axes and the installation of the rotation axis coaxially with the rotation axis of the POS placed on the seat.

Управление перемещением шторок ведется через электронный блок АСК и ПК с программой «АСК ПОЗ». Установка положения шторок для имитации работы ПОЗ на разных высотах и при разных углах отклонения от центра изображения Земли по крену и тангажу производится по алгоритму, заложенному в ПО «АСК ПОЗ».The movement of the shutters is controlled through the ASK electronic unit and a PC with the ASK POS program. Setting the position of shutters to simulate the operation of the POS at different heights and at different angles of deviation from the center of the Earth's image in roll and pitch is carried out according to the algorithm embedded in the ASK POS software.

Излучатель тепловой поз. 7 состоит из алюминиевого корпуса, внутри которого установлены ленточные нагревательные элементы для равномерного нагрева и резисторы для получения неравномерного нагрева поверхности корпуса. Корпус излучателя теплового имеет температурную развязку от корпуса узла излучателя. Контроль температуры ведется по датчикам, установленным на корпусе. Управление температурой излучателя теплового через электронный блок АСК и ПК с программой «АСК ПОЗ».Thermal emitter pos. 7 consists of an aluminum case, inside of which tape heating elements are installed for uniform heating and resistors for uneven heating of the surface of the case. The body of the thermal emitter has a temperature decoupling from the body of the emitter assembly. Temperature control is carried out by sensors installed on the body. Temperature control of the thermal emitter through the ASK electronic unit and a PC with the ASK POS program.

Расположение шторок на удалении от излучателя теплового позволяет получить заданный контраст температуры между излучателем (Земля) и шторками (космос) без дополнительного охлаждения шторок. После включения нагрева и достижения температуры поверхности излучателя теплового до заданного контраста через достаточно быстрое время достигается тепловое равновесие системы излучатель - шторки. Дальнейшее поддержание контрастности обеспечивается автоматически изменением температуры излучателя теплового. Дополнительное охлаждение шторок в данной конструкции не требуется, что значительно упрощает конструкцию ИЗАКа.The location of the shutters at a distance from the thermal emitter makes it possible to obtain a given temperature contrast between the radiator (Earth) and the shutters (space) without additional cooling of the shutters. After turning on the heating and reaching the temperature of the surface of the thermal emitter up to the specified contrast, after a sufficiently fast time, the thermal equilibrium of the emitter-curtain system is reached. Further maintenance of contrast is provided automatically by changing the temperature of the thermal emitter. Additional cooling of shutters in this design is not required, which greatly simplifies the design of IZAK.

Конструкция места посадочного термостабилизированного приведена на фиг. 5. Узел термостабилизации поз. 15 является посадочным местом для ПОЗ и позволяет обеспечить температуры во всем диапазоне требований ТЗ от минус 50°С до плюс 60°С.The design of the heat-stabilized landing site is shown in Fig. 5. Thermal stabilization unit pos. 15 is a seat for POS and allows you to provide temperatures in the entire range of requirements of the specification from minus 50°C to plus 60°C.

Нагрев посадочного места обеспечивается мощными резисторами, установленными на корпусе. Охлаждение осуществляется жидким азотом, подаваемым во внутреннюю полость. Контроль температуры обеспечивает датчик температуры, установленный на корпусе посадочного места. Автоматическую установку и поддержание температуры обеспечивает электронный блок АСК и ПК с программой «АСК ПОЗ». Посадочное место имеет тепловую развязку (пластина поз. 16 из стеклотекстолита) от подставки поз. 17.The heating of the seat is provided by powerful resistors mounted on the case. Cooling is carried out by liquid nitrogen supplied to the internal cavity. Temperature control is provided by a temperature sensor mounted on the housing housing. Automatic installation and maintenance of temperature is provided by the ASK electronic unit and a PC with the ASK POS program. The seat has a thermal decoupling (plate pos. 16 of fiberglass) from the stand pos. 17.

Рабочее место оператора включает в себя стол с персональным компьютером, на который установлено программное обеспечение «АСК ПОЗ», блоком бесперебойного питания, лазерный принтер и электронный блок управления ИЗАКом.The operator's workplace includes a table with a personal computer on which the ASK POZ software is installed, an uninterruptible power supply unit, a laser printer and an IZAK electronic control unit.

Управление работой ИЗАКа АСК осуществляется с помощью ПО «АСК ПОЗ» через блок управления.The operation of IZAK ASK is carried out using the ASK POS software through the control unit.

С помощью программы «АСК ПОЗ» оператор АСК может также задавать следующие параметры:Using the ASK POS program, the ASK operator can also set the following parameters:

а) высоту полета КА во всем диапазоне от 140 до 3300 км;a) spacecraft flight altitude in the entire range from 140 to 3300 km;

б) угловые координаты вектора направления от геометрического центра Земли в диапазоне, обеспечивающем проверку точностных характеристик прибора во всех зонах ориентирования поля обзора;b) the angular coordinates of the direction vector from the geometric center of the Earth in the range that provides verification of the accuracy characteristics of the device in all orientation zones of the field of view;

в) коэффициент энергетического контраста между излучением Земли и Космосом;c) coefficient of energy contrast between the radiation of the Earth and the Cosmos;

д) установку значения и автоматическое поддержание температуры посадочного места;e) setting the value and automatically maintaining the temperature of the seat;

е) размеры поля зрения и скорость изменения угловых координат вектора направления от геометрического центра Земли при автоматической проверке функционирования и ПСП ПОЗ.f) the dimensions of the field of view and the rate of change of the angular coordinates of the direction vector from the geometric center of the Earth during automatic testing of the functioning and PSP POS.

Разработана рабочая документация и изготовлен действующий образец ИЗАК АСК.Working documentation has been developed and a working sample of IZAK ASK has been manufactured.

Claims

Automated control system simulator "Earth-Atmosphere-Space", characterized in that the simulator "Earth-Atmosphere-Space" contains a plate made with the possibility of moving into a vacuum chamber, on which a thermally stabilized seat, two nodes of toric mirrors, two radiator nodes are fixed and movable shutters located at a distance from the emitters, the shutters are fixed on axes located coaxially on bearing assemblies, and each shutter is rotated from a separate stepper motor, and position control is performed by encoders mounted on shafts with fixed shutters with an error of not more than 5 arc seconds, the design of the emitter shutter assembly allows changing their relative position, which corresponds to simulating the spatial position of the Earth in a wide range of roll and pitch deviations in the altitude range from 140 to 3300 km, and the thermal stabilization unit allows you to set the temperature of the seat with a given accuracy in the range zone from minus 50°C to plus 60°C, which together allows you to configure, check and calibrate the error of the ground orientation device (POZ) of the secant type in the entire range of roll, pitch, flight altitude and seat temperature.