Основные разделы


Поиск и изучение патентной и научно-технической литературы

Необходимость создания бесплатформенных систем для угловой ориентации космических аппаратов (КА) возникла в 80-е годы, прежде всего для решения задачи управления угловыми эволюциями КА в любом заданном направлении без ограничения величины угловых поворотов. Решение этой задачи стало возможным только после внедрения на борту КА вычислительного комплекса и разработки математических методов преобразования информационных сигналов, снимаемых с измерительных осей, жестко связанных с КА, в инерциальную систему координат. Гироскопические приборы, положенные в основу построения бесплатформенной системы, получили название гироскопические измерители вектора угловой скорости.

Переход к бесплатформенным системам потребовал от разработчиков гироскопической техники решения целого ряда проблем. В первую очередь, это создание высокоточного чувствительного элемента - гироблока (ГБ), способного при минимальном дрейфе нуля, порадка 10-2 град/ч, производить измерения угловых скоростей до 5 - 10 град/ч с высокой стабильностью масштабного коэффициента (до 10-5 - 10-6).

Также необходимо было избавиться от влияния появившихся в опорах гироскопов сил реакции от гироскопического момента, возникающего при угловых эволюциях КА. Потребовалось также проведение исследовательских работ, направленных на изучение сохранения работоспособности датчика после воздействия на него вибрации и ускорений на участке выведения КА на орбиту.

При разработке конструкции приборов пришлось решать серьезные проблемы по минимизации массы и габаритов, обеспечению теплового комфорта для элементов прибора и др.

В качестве чувствительных элементов в БИНС могут применяться различные типы гироскопов, как с механическим носителем вектора кинетического момента (роторные), так и использующие измерение параметров различных электромагнитных процессов (лазерные (ЛГ), волоконно-оптические (ВОГ), твердотельные волновые (ТВГ) и т.д.).

Естественно, выбор тех или иных чувствительных элементов (ЧЭ) для БИНС определяется точностными и эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к системе в целом. Здесь, чтобы не анализировать все возможные сочетания этих требований, условно разделим гироскопические ЧЭ, используемые в ИИМ, на три группы.

К первой отнесем НГ с электростатическим подвесом ротора и бескардановой системой списывания углового положения и ЛГ. Объединяющим признаком для этих, весьма далеких по своим физическим основам приборов, является эксклюзивность применения в БИНС и высокая стоимость.

Третья группа может быть объединена по признакам сравнительно низкой стоимости и выработки информации только для решения задачи управления (углы и угловые скорости движения объекта относительно центра масс). Задача навигации при этом решается иными, неинерциальными, средствами в составе БИНС. Сюда следует отнести гироскопы с уходами от единиц до сотен градусов в час (большинство видов гироскопов с шарикоподшипниковыми опорами, микромеханические гироскопы и т.д.)

Наконец, наиболее интересующая нас, самая распространенная группа - это вторая группа - гироскопические ЧЭ средней точности 0,02-0,3 град/ч, предназначенные для БИНС, вырабатывающих информацию для решения навигационной задачи. Роторные (с механическим носителем вектора кинетического момента) гироскопы в классе систем средней и более высокой точности достаточно распространены, причем крупнейшие компании по-прежнему сосредоточивают усилия главным образом на двух их типах: поплавковых ДУС и ДНГ. Примеры применения роторных ДУС и особенно ДНГ в космических ГИВУС (гироскопический измеритель вектора угловой скорости) хорошо известны [2]. Также роторные ДУС применяются во системах подземной навигации, В авиационных ИСОН и др.

Разработки в России

НИИ прикладной механики имени акад. В.И. Кузнецова за последние 20 лет создано целое поколение бесплатформенных инерциальных блоков (БИБ), что обеспечило решение многих научных, народно-хозяйственных и прикладных задач в космосе. Впервые в отечественной космонавтике БИБ был применен для управления пилотируемой космической станцией «Мир» и успешно на ней работал все время ее существования с 1986 по 2001 гг. Всего было изготовлено свыше 70 образцов 7 различных модификаций БИБ для 25 космических объектов различного назначения. В настоящее время 9 приборов БИБ разных модификаций успешно продолжают свою работу на двух модулях международной пилотируемой космической станции «Альфа», спутнике связи «Ямал-100», спутнике прикладного назначения «Аркон», российско-французском спутнике «Sesat», китайских спутник серии «Ресурс». Готовятся к выводу на орбиту спутники связи «Ямал-200» и целая группа спутников «Экспресс-АМ». Ключевым элементом БИБ является чувствительный элемент - двухстепенный поплавковый интегрирующий гироблок с газодинамической опорой подвеса ротора.

Перейти на страницу: 1 2 3

Прочитайте еще и эти статьи:

Стационарная система радиосвязи
Настоящий курсовой проект поставил передо мной задачу разработки стационарной системы радиосвязи. Разработка такой системы не простая задача, которая включат в себя множество этапов. В первую очередь, чтобы представлять себе все возможности сис ...

История создания радио
Радио - технология беспроводной передачи информации посредством электромагнитных волн радиодиапазона . Технические методы и средства, с помощью которых это делается, составляют предмет радиотехники. Научным фундаментом которой является ради ...

© Copyright 2019 | www.techattribute.ru