Активные системы ориентации космического аппарата

Система ориентации космического аппарата Система ориентации космического аппарата одна из бортовых систем космического аппарата, обеспечивающая определённое положение осей аппарата относительно некоторых заданных направлений. Необходимость данной системы обусловлена следующими задачами:бортовых систем космического аппарата ориентирование солнечных батарей на Солнце;солнечных батарей для навигационных измерений; для проведения различных исследований; при передаче информации с помощью остронаправленной антенны;антенны перед включением тормозного или разгонного двигателя с целью изменения траектории полёта.

Активные и пассивные системы ориентации Задачи, выполняемые аппаратом, могут требовать как постоянной ориентации, так и кратковременной. Системы ориентации могут обеспечивать одноосную или полную (трёхосную) ориентацию. Системы ориентации, не требующие затрат энергии, называют пассивными, к ним относятся: гравитационная, инерционная, аэродинамическая и др. К активным системам относят: реактивные двигатели ориентации, гиродины, маховики, соленоиды и т. д., они требуют затрат энергии запасаемой на борту аппарата. В пилотируемой космонавтике помимо автоматических систем ориентации применяются системы с ручным управлением.гиродинысоленоидыпилотируемой космонавтике

Гиродины Гиродин механизм, вращающееся инерциальное устройство, применяемое для высокоточной стабилизации и ориентации [1], как правило, космических аппаратов (КА), обеспечивающее правильную ориентацию их в полёте и предотвращающее беспорядочное вращение. Гиродин это двухстепенный [прояснить] управляющий силовой гироскоп, выступающий в роли гиростабилизатора; на КА он заменил более простые системы на базе двигателя-маховика.механизм инерциальное устройство стабилизации ориентации [1]космических аппаратовпрояснитьгироскопгиростабилизаторамаховика Принцип работы гиродина заключается в создании гироскопического момента [3], действующего через опоры гироскопа. Действие этого устройства основано на законе сохранения момента импульса. Например, когда двигатель-маховик раскручивается в одну сторону, то КА, соответственно, начинает вращаться в другую сторону. Если под влиянием внешних факторов КА начал разворачиваться в определённом направлении, достаточно увеличить скорость вращения маховика в ту же сторону, чтобы он скомпенсировал момент («принял вращение на себя») и нежелательный поворот КА прекратится. [3]законе сохранения момента импульса Для стабилизации аппарата достаточно трёх гиродинов с взаимно перпендикулярными осями. Но обычно их ставят больше: как и всякое изделие, имеющее подвижные детали, гиродины могут ломаться. Тогда их приходится ремонтировать или заменять.трёх могут ломаться

Гиродины

Разгрузка гиродинов Как двигатели-маховики, так и гиродины простой конструкции [4] имеют ограничение по созданию механического момента. Крупные двигатели- маховики нельзя разгонять быстрее нескольких сотен или максимум тысяч оборотов в минуту. Если внешние возмущения постоянно закручивают аппарат в одну и ту же сторону, то со временем маховик выходит на предельные обороты и его приходится «разгружать», включая двигатели ориентации и уменьшая обороты маховика. [4]оборотов в минуту двигатели ориентации Гиродины простой конструкции используют поворот оси маховиков для создания гироскопического момента. После поворота рамок гироскопа более чем на 90 градусов, гироскопический момент меняет знак на противоположный. [4] Поэтому, во избежание значительного уменьшения гироскопического момента, в случае гиродина также приходится включать двигатели ориентации, «разгружая» кинематику гироскопа. Гиродины более сложных конструкций могут быть лишены данного недостатка. [4] [4]

Двигатели-маховики