RU2136550C1 - Spin-stabilized spacecraft - Google Patents
Spin-stabilized spacecraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2136550C1 RU2136550C1 RU97114602A RU97114602A RU2136550C1 RU 2136550 C1 RU2136550 C1 RU 2136550C1 RU 97114602 A RU97114602 A RU 97114602A RU 97114602 A RU97114602 A RU 97114602A RU 2136550 C1 RU2136550 C1 RU 2136550C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shielded
- current
- spacecraft
- rotation
- carrying wires
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к космической технике и может быть использовано в космических аппаратах, стабилизируемых вращением. The present invention relates to space technology and can be used in spacecraft stabilized by rotation.
Известен космический аппарат со стабилизацией вращением, содержащий корпус аппарата, развертываемые солнечные батареи, размещенные симметрично относительно оси максимального момента инерции аппарата и снабженные токосборными силовыми контурами, объединенными с группами последовательно соединенных фотоэлектрических преобразователей батарей, а также подключенными к токосборным контурам, экранированными от внешнего магнитного поля токонесущими проводами, при этом токосборные силовые контуры и фотоэлектрические преобразователи объединены с обеспечением согласно направления их токов относительно корпуса аппарата [1] . Known spacecraft with rotation stabilization, comprising a vehicle body, deployable solar panels placed symmetrically about the axis of maximum moment of inertia of the device and equipped with collector power circuits combined with groups of series-connected photoelectric battery converters, as well as connected to collector circuits shielded from an external magnetic field current-carrying wires, while collector power circuits and photoelectric converters about edineny secured according to the direction of current relative to the housing unit [1].
Недостатком указанного космического аппарата является необходимость регулирования скорости собственного вращения аппарата при превышении ее оптимального значения, особенно при работе батарей в режимах перегрузок либо короткого замыкания, когда момент силы Ампера, приложенной к аппарату в результате взаимодействия токов солнечных батарей с магнитным полем Земли, будет значительно превышать действие тормозящих факторов. The disadvantage of this spacecraft is the need to control the speed of the vehicle’s own rotation when its optimal value is exceeded, especially when the batteries are operating in overload or short circuit conditions, when the moment of Ampere force applied to the device as a result of the interaction of solar cell currents with the Earth’s magnetic field will significantly exceed the effect of inhibitory factors.
Целью предлагаемого решения является времяимпульсное управление поддержания угловой скорости собственного вращения космического аппарата в заданных пределах путем управления компенсирующим воздействием, являющимся результатом взаимодействия токов солнечных батарей и магнитного поля Земли, на влияние возмущающих факторов. The aim of the proposed solution is time-pulse control of maintaining the angular velocity of the spacecraft’s own rotation within specified limits by controlling the compensating effect resulting from the interaction of solar cell currents and the Earth’s magnetic field on the influence of disturbing factors.
Поставленная цель достигается управлением времени подключения к токосборным силовым контурам экранированных от внешнего магнитного поля Земли проводов или неэкранированных токонесущих проводов посредством вентилей, управляющие входы которых через симметричный триггер, устройство сравнения имеют связь с выходом датчика угловой скорости космического аппарата, содержащего: корпус; датчик угловой скорости относительно оси вращения; развертываемые солнечные батареи, размещенные симметрично относительно оси максимального момента инерции космического аппарата и снабженнные токосборными силовыми контурами, объединенными с группами последовательно соединенных фотоэлектрических преобразователей батарей с обеспечением согласно направления их токов, относительно корпуса космического аппарата; экранированные от внешнего магнитного поля токонесущие провода подключены к токосборным контурам посредством вентилей; неэкранированные токонесущие провода подключены к токосборным контурам посредством вентилей; устройство сравнения; генератор пилообразного напряжения; заторможенный блокинг-генератор; симметричный триггер; вентили. This goal is achieved by controlling the time of connecting wires shielded from the Earth’s external magnetic field to the current collecting power circuits or unshielded current-carrying wires by means of valves whose control inputs are connected through a symmetric trigger, the comparison device is connected to the output of the angular velocity sensor of the spacecraft, comprising: a casing; angular velocity sensor relative to the axis of rotation; deployable solar panels placed symmetrically with respect to the axis of maximum moment of inertia of the spacecraft and equipped with collector power circuits combined with groups of series-connected photoelectric transducers of batteries, providing according to the direction of their currents, relative to the body of the spacecraft; current-carrying wires shielded from an external magnetic field are connected to current-collecting circuits by means of gates; unshielded current-carrying wires are connected to collector circuits by means of valves; comparison device; sawtooth generator; braked blocking generator; symmetric trigger; valves.
На фиг. 1 представлен чертеж предлагаемого космического аппарата, состоящего из корпуса 1, датчика угловой скорости относительно оси вращения 2, солнечных батарей 3, размещенных симметрично относительно оси максимального момента инерции космического аппарата и снабженных токосборными силовыми контурами 4, объединенными с группами последовательно соединенных фотоэлектрических преобразователей 5 батарей с обеспечением согласного направления их токов относительно корпуса 1 космического аппарата, экранированными от внешнего магнитного поля токонесущими проводами 6, 14, подключенными к токосборным контурам 4 посредством вентилей 7, при этом параллельно экранированным токонесущим проводам 6 к токосборным силовым контурам 4 подключены неэкранированные токонесущие провода 8, 15 посредством вентилей 9, управляющих входы вентилей 7, 9 через симметричный триггер 10, заторможенный блокинг-генератор 11, устройство сравнения 12, к которому подключен генератор пилообразного напряжения 13, имеют связь с выходом датчика угловой скорости относительно оси вращения 2. In FIG. 1 is a drawing of the proposed spacecraft, consisting of a housing 1, an angular velocity sensor relative to the axis of rotation 2,
При движении космического аппарата со стабилизацией вращения по орбите искусственного спутника Земли, магнитное поле Земли будет воздействовать согласно закона Ампера на его солнечные батареи с силой (смотри фиг. 3)
где B - индукция магнитного поля Земли;
I - ток солнечной батареи;
L1 - длина токосборного контура и проводов солнечной батареи от точки А до точки Б;
L - длина экранированного провода солнечной батареи от точки С до точки Д;
L2 - длина неэкранированного провода от точки Б до точки Д.When a spacecraft moves with stabilization of rotation in the orbit of an artificial Earth satellite, the Earth’s magnetic field will act according to Ampere’s law on its solar batteries with force (see Fig. 3)
where B is the induction of the Earth's magnetic field;
I is the current of the solar battery;
L1 - the length of the collector circuit and wires of the solar battery from point A to point B;
L is the length of the shielded wire of the solar battery from point C to point D;
L2 is the length of the unshielded wire from point B to point D.
Принимаем L1 = L2, тогда
Момент силы Ампера, приложенный к космическому аппарату, будет равен
где n - количество развертываемых солнечных батарей;
M - момент силы Ампера.We take L1 = L2, then
Ampere's moment of force applied to the spacecraft will be equal to
where n is the number of deployable solar panels;
M - Ampere moment of force.
Величина углового ускорения космического аппарата, создаваемого воздействием магнитного поля Земли и токов развертываемых солнечных батарей, согласно второй закона Ньютона для вращающихся тел, составит
где E - величина углового ускорения;
J - момент инерции космического аппарата.The magnitude of the angular acceleration of the spacecraft created by the action of the Earth's magnetic field and the currents of deployable solar cells, according to Newton’s second law for rotating bodies, will be
where E is the magnitude of the angular acceleration;
J is the moment of inertia of the spacecraft.
Из выражения (1) видно, что если экранированный участок проводника L будет отключен от цепи солнечной батареи, а вместо него подключен неэкранированный проводник, то величина силы Ампера станет равна нулю. Таким образом, регулируя время подключения экранированного проводника в цепь солнечной батареи, мы можем регулировать скорость вращения космического аппарата по линейному закону практически с любой точностью. It can be seen from expression (1) that if the shielded section of the conductor L is disconnected from the solar battery circuit, and an unshielded conductor is connected instead, the Ampere force will become zero. Thus, by adjusting the time of connecting a shielded conductor to the solar battery circuit, we can adjust the speed of the spacecraft according to the linear law with almost any accuracy.
Рассмотрим принцип управления угловой скоростью вращения космического аппарата, представленного на фиг. 1. С датчика угловой скорости относительно оси вращения 2 приходит сигнал рассогласования на устройство сравнения 12, если частота вращения меньше чем номинальная (смотри эпюру (a) фиг. 2). На устройство сравнения 12 поступает также пилообразное напряжение с генератора пилообразного напряжения 13. При совпадении напряжений устройство сравнения 12 закрывается, срабатывает блокинг-генератор 11, первый импульс которого перебрасывает симметричный триггер 10 в противоположное состояние. С одного выхода симметричного триггера 10 (смотри эпюру (e) фиг. 2) сигнал поступает на вентили 9, а с инверсного выхода (смотри эпюру (д) фиг. 2) - на вентили 7. Вентили 9 открываются, а 7 - закрываются. При достижении напряжении U порог., генератором пилообразного напряжения, симметричный триггер 10 возвращается в исходное состояние. Consider the principle of controlling the angular velocity of rotation of the spacecraft shown in FIG. 1. An error signal arrives from the angular velocity sensor relative to the axis of rotation 2 to the comparison device 12, if the rotation frequency is less than the nominal (see diagram (a) of Fig. 2). The sawtooth voltage is also supplied to the comparison device 12 from the sawtooth voltage generator 13. When the voltage coincides, the comparison device 12 is closed, the blocking generator 11 is triggered, the first pulse of which throws the
Следовательно (смотри эпюру (в) фиг. 2), на участке O - T1 в цепь солнечной батареи подключен экранированный проводник 6, действуют сила Ампера, согласно выражения (1) - космический аппарат раскручивается, а на участке T1 - T2 - подключен экранированный проводник 14, космический аппарат - тормозится. Таким образом обеспечивается уравнение угловой скорости относительно оси вращения в требуемых пределах. Therefore (see diagram (c) of Fig. 2), a shielded
Точностью управления определяется порогом чувствительности датчика угловой скорости относительно оси вращения 2 и фронтом импульса блокинг-генератора (смотри эпюру (г) фиг. 2). The control accuracy is determined by the sensitivity threshold of the angular velocity sensor relative to the axis of rotation 2 and the pulse front of the blocking generator (see diagram (d) of Fig. 2).
Отслеживание заданной угловой скорости космического аппарата относительно оси вращения осуществляется в ключевом режиме. Tracking a given angular velocity of the spacecraft relative to the axis of rotation is carried out in key mode.
Таким образом, по сравнению с прототипом, применение данного технического решения позволяет обеспечить поддержание угловой скорости космического аппарата относительно сои вращения с заданной точностью. Thus, compared with the prototype, the use of this technical solution allows you to maintain the angular velocity of the spacecraft relative to soybean rotation with a given accuracy.
Источники информации
1. О. Никонов. Космический аппарат со стабилизацией вращением. Заявка 93057506\11(057692) от 28.12.93 г. Опубликована 20.10.95 г.Sources of information
1. O. Nikonov. Spacecraft with rotation stabilization. Application 93057506 \ 11 (057692) dated 12/28/93; Published on 10/20/95.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97114602A RU2136550C1 (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Spin-stabilized spacecraft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97114602A RU2136550C1 (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Spin-stabilized spacecraft |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU97114602A RU97114602A (en) | 1999-06-20 |
RU2136550C1 true RU2136550C1 (en) | 1999-09-10 |
Family
ID=20196744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97114602A RU2136550C1 (en) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | Spin-stabilized spacecraft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2136550C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474519C2 (en) * | 2011-04-26 | 2013-02-10 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Аграрный Университет Имени Н.И. Вавилова" | Device to turn aircraft |
RU2481246C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Spacecraft with spin stabilisation |
-
1997
- 1997-08-26 RU RU97114602A patent/RU2136550C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. Современное состояние и перспективы развития космического вооружения US. - Л.: ВИКИ им.А.Ф.Можайского, 1986, с. 91 - 93. 3. Попов В. Системы ориентации и стабилизации космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1986, с. 17 - 41. 4. Грилихес В. и др. Солнечная энергия и космические полеты. - М.: Наука, 1984, с. 131 - 140. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2474519C2 (en) * | 2011-04-26 | 2013-02-10 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Аграрный Университет Имени Н.И. Вавилова" | Device to turn aircraft |
RU2481246C1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-05-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Spacecraft with spin stabilisation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Heikkila | Impulsive plasma transport through the magnetopause | |
Blandford et al. | Amplification of radiation by relativistic particles in a strong magnetic field | |
EP0851556A3 (en) | Battery charger | |
Liemohn | The lifetime of radiation belt protons with energies between 1 keV and 1 MeV | |
RU2136550C1 (en) | Spin-stabilized spacecraft | |
Gringauz | A comparison of the magnetospheres of Mars, Venus and the Earth | |
RU2130409C1 (en) | Spin-stabilized spacecraft | |
US4885497A (en) | Winding for a pulse power AC generator rotor | |
RU2088494C1 (en) | Spin-stabilized space vehicle | |
RU97114602A (en) | SPACE UNIT WITH ROTATION STABILIZATION | |
RU2481246C1 (en) | Spacecraft with spin stabilisation | |
RU2070148C1 (en) | Method and device for magnetic relief of internal actuators of space vehicle | |
RU2156527C1 (en) | Method for generation of electromagnetic pulse in air | |
SU1427477A1 (en) | Protected three-phase independent network | |
Molla et al. | Destroying Kerr–Newman-Nut-Quintessence black hole | |
SU694893A1 (en) | Device for tensioning magnetic tape | |
SU1276994A1 (en) | Device for measuring direction and velocity of current | |
RU96101440A (en) | SPACE UNIT WITH ROTATION STABILIZATION | |
SU663033A1 (en) | Dynamo-machine electric motor | |
RU95103899A (en) | Electrostatic-and-dynamic propeller with electrostatic component | |
Loranc | A study of the ionospheric signature of ion supply from the ionosphere to the magnetosphere | |
EP0392676A3 (en) | Solar cell battery | |
JPS61173499A (en) | Incidence of load beam | |
Shanker | Achromatic magnet | |
SU928496A2 (en) | Device for determining short-circuiting direction in tapped overhead power transmission line |