Sistem kontrole položaja svemirske letjelice

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Sistem kontrole položaja letjelice je jedan od ugrađenih sistema letjelice , koji obezbjeđuje određeni položaj osa letjelice u odnosu na određene određene smjerove. Potreba za ovim sistemom je zbog sledećih zadataka:

  • orijentacija solarnih panela prema Suncu;
  • za navigacijska mjerenja;
  • za izvođenje raznih studija;
  • pri prijenosu informacija korištenjem visoko usmjerene antene ;
  • prije uključivanja motora za kočenje ili ubrzavanje kako bi se promijenila putanja leta.

Zadaci koje obavlja aparat mogu zahtijevati i stalnu orijentaciju i kratkoročnu orijentaciju. Orijentacijski sistemi mogu obezbijediti jednoosnu ili punu (triaksijalnu) orijentaciju. Orijentacijski sistemi koji ne zahtijevaju potrošnju energije nazivaju se pasivni, tu spadaju: gravitacijski, inercijski, aerodinamički itd. Aktivni sistemi uključuju: mlazne motore za orijentaciju, girodine , zamašnjake, solenoide itd., zahtijevaju utrošak energije uskladištene na brodu aparata. U astronautici s ljudskom posadom, osim automatskih sistema za kontrolu položaja, koriste se i ručni sistemi upravljanja.

Senzori

Elektrooptički senzori se obično koriste kao senzori trenutnog položaja aparata, koristeći različita nebeska tijela kao referentne tačke: Sunce , Zemlju, Mjesec, zvijezde . Koristi se vidljivi ili infracrveni spektar , drugi je pogodniji, na primjer, za Zemlju, jer se dnevna i noćna strana malo razlikuju u infracrvenom području spektra.

Pored optičkih senzora, mogu se koristiti jonski senzori, senzori Zemljinog magnetnog polja, žiroskopski senzori.

Sistem stabilizacije

Prilikom prelaska iz jedne orbite u drugu, prelaska na putanju spuštanja, kada je glavni pogonski sistem u funkciji, potrebno je zadržati pravac osi vozila nepromijenjen. Sistem stabilizacije je dizajniran da riješi ovaj problem. Tokom stabilizacije, veličina ometajućih sila i momenata je mnogo veća; da bi se nadoknadili, potrebni su značajni troškovi energije. Trajanje boravka u ovom režimu je relativno kratko.

Zbog blizine njihovih zadataka, sistemi stabilizacije i kontrole položaja često su djelomično kombinovani, na primjer, za njih se koriste isti senzori. U takvim slučajevima možemo govoriti o jedinstvenom sistemu orijentacije i stabilizacije letjelice .

Pasivni sistemi

Ovi sistemi su ekonomični, ali imaju niz ograničenja.

Gravitacioni

Ovaj stabilizacijski sistem koristi gravitaciono polje planete; za Zemlju je njegova upotreba efikasna za orbitalne visine od 200 km do 2000 km.

Aerodinamički

Upotreba ovog sistema moguća je u niskim orbitama, gdje postoje ostaci atmosfere, a za Zemlju su to visine od 200 do 400 km. Za visine veće od 2500 km moguće je koristiti pritisak sunčevih zraka za stvaranje sličnog sistema.

Elektromagnetski

Ugradnjom trajnih magneta na aparat moguće je postići određeni položaj aparata u odnosu na linije sile Zemljinog magnetnog polja . Ako se umjesto trajnih magneta koriste solenoidi , tada postaje moguća efikasna kontrola položaja, takav sistem već spada u kategoriju aktivnih. Upotreba elektromagnetnih sistema za planete poput Zemlje moguća je na visinama od 600 do 6000 km.

Aktivni sistemi

Sistemi ovog tipa zahtijevaju potrošnju energije.

Plinske mlaznice

Plinske mlaznice ili mikro-raketni motori s malim potiskom sposobni su generirati velike kontrolne sile i na taj način odbiti gotovo svaki poremećaj. Ovo svojstvo učinilo je ovu metodu kontrole položaja vozila veoma raširenom kako u zadacima aktivne orijentacije tako iu zadacima stabilizacije.

Za stvaranje potiska može se koristiti energija komprimiranog plina (obično dušika ili helijuma ), razlaganje materije, sagorijevanje tekućeg ili čvrstog goriva, električna energija (vidi električni raketni motor ), itd.

Žiroskopi

Inercijski zamašnjaci i žirodini se koriste za orijentaciju i stabilizaciju masivnih svemirskih letjelica u stacionarnim orbitama. Rotaciju zamašnjaka obično osigurava električni motor.

Sistem baziran na inercijalnim zamašnjacima posebno je efikasan u slučaju naizmjeničnih smetnji, ali ako su poremećaji jednosmjerni, onda se nakon nekog vremena dostigne granica upravljivosti i neophodna je intervencija uz pomoć nekog drugog stabilizacijskog sistema, npr. raketni motor („istovar“).

Slike

Bilješke (uredi)

Književnost

  • Gushchin V.N. Sistemi za orijentaciju i stabilizaciju // Osnove uređaja svemirskih letjelica: Udžbenik za univerzitete . - M .: Mašinstvo, 2003. - S. 241 - 257. - 272 str. - 1000 primeraka. - ISBN 5-217-01301-X .
  • IKI RAN Mehanika, upravljanje i informatika // Sveruska naučno-tehnička konferencija // Moderni problemi određivanja orijentacije i navigacije svemirskih letjelica: Zbornik radova: IKI RAN, 2009. - 580 str. - 250 primjeraka. - ISSN 2075-6836