Платформа двигателей-маховиков для стабилизации и ориентации наноспутника Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетнеескцие чтения. 2015

УДК 629.7

ПЛАТФОРМА ДВИГАТЕЛЕЙ-МАХОВИКОВ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ И ОРИЕНТАЦИИ НАНОСПУТНИКА

Д. А. Климовский, Н. А. Смирнов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Приводится конструкция платформы системы стабилизации и ориентации наноспутника с пятью двигателями-маховиками.

Ключевые слова: наноспутники, системы ИСЗ, конструкции КА.

ENGINE FLYWHEEL PLATFORM FOR STABILIZATION AND ORIENTATION

OF NANOSATELLITE

D. A. Klimovskiy, N. A. Smirnov

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

The paper presents the platform design for stabilization and orientation systems of nanosatellite with five engine flywheels.

Keywords: nanosatellites, systems of AES, construction of spacecraft.

Современные наноспутники начинают находить место в области военной разведки и дистанционного зондирования Земли. Для спутников такого назначения одним из основных является требование к точной ориентации аппарата относительно поверхности Земли порядка 0,01-1° по трем осям стабилизации. В настоящее время такую точность КА на орбите могут обеспечить только исполнительные органы в виде двигателей-маховиков (ДМ) [1].

Основная сложность при проектировании такой системы для наноспутника заключается в подборе двигателей-маховиков малого размера и размещении их внутри аппарата строго ограниченных размеров.

Анализ конструкции современных наноспутников показывает, что такие КА в основном выполняются в форме одного или нескольких соединенных между собой кубов (стандарт СиЪе8а^. Несущие конструкции куба располагаются по его ребрам, электроника располагается слоями плат внутри аппарата [2].

С учетом вышесказанного предлагается следующая конструкция платформы ДМ для стабилизации и ориентации наноспутника (рис. 1).

В связи с отсутствием специальных ДМ небольшого размера ДМ представляют собой обычный маленький электродвигатель с размещенным на выходном валу маховике. Для достижения наибольшего эффекта по подбору материалов и размеров маховика можно воспользоваться формулами, изложенными в [3].

Платформа состоит из верхнего и нижнего оснований для закрепления пяти ДМ. Четыре двигателя

маховика расположены в горизонтальной плоскости по бокам оснований для ориентации по крену и тангажу. Маховик вращается в пространстве между платами электроники и солнечными панелями. Толщина маховика выбирается немного меньше толщины ребер куба. Пятый ДМ расположен в центре платформы в вертикальной плоскости и осуществляет ориентацию по углу рысканья.

Рис. 1. Конструкция платформы

Попарное расположение ДМ, во-первых, позволяет получить более эффективное управление за счет возможности разгрузки одного маховика другим. Во-вторых, сохраняется центровка аппарата.

Центральный ДМ располагается ближе к центру из соображений расположения полезной нагрузки. Полезная аппаратура спутника (фотоаппарат или антенна) должна быть направлена на Землю и, следова-

Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты

тельно, располагается в нижней части наноспутника. Чтобы свести к минимуму изменение центровки КА, ДМ располагается ближе к центру. Второй маховик для регулирования рысканья расположить не имеется возможности.

Платформа хорошо интегрируется в состав спутника, располагаясь между блоком полезной аппаратуры и аппаратурой управления системами спутника, что позволяет реализовывать модульный принцип построения КА (рис. 2).

Рис. 2. Расположение платформы в составе наноспутника

В настоящее время данная платформа проходит лабораторные испытания с целью выявления её эффективности.

Библиографические ссылки

1. Филатов В. В., Евтифьев М. Д., Лебедева Л. Н., Халиманович В. И. Спутники связи : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 208 с.

2. Климовский Д. А. Анализ конструктивных особенностей наноспутников // Теория и практика современной науки : материалы XII Международной научно-практической конференции, Т. I (г. Москва, 29-30 декабря 2013 г.) / Науч.- инф. изд. центр «Институт стратегических исследований». М. : Спецкнига, 2013. С. 123-126.

3. Климовский Д. А., Смирнов Н. А. Проектирование формы и размеров маховика для наноспутника // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. памяти генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Решетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 21-22.

References

1. Filatov V. V., Evtifev M. D., Lebedeva L. N., Halimanovich V. I. Sputniki svyazi (Communications satellites), SibGAU. Krasnoyarsk, 2005. 208 c. (In Russ.)

2. Klimovskiy D. A. [Analysis of design features of nano-satellites] // Мaterialy XII Mezhdunar. nauch. konf. "Teoriya i practica sovremennoy nauki" [Materials XII Intern. Scientific. Conf "The theory and practice of modern science"]. Moscow, 2013, p. 123-126. (In Russ.)

3. Klimovskiy D. A., Smirnov N. A. [Design shapes and sizes flywheel for nanosatellites] // Мaterialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf " Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2014, p. 21-22. (In Russ.)

© Климовский Д. А., Смирнов Н. А., 2015

УДК 621.828

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ

ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

А. В. Ключников

Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е. И. Забабахина Российская Федерация, 456770, г. Снежинск, ул. Васильева, 13, а. я. 245 E-mail: [email protected].

Рассмотрен экспериментальный способ для определения дисбалансов летательного аппарата, действующих в плоскостях коррекции в условиях влияния значительной паразитной массы. Влияние паразитной массы обусловлено применением специализированной технологической оснастки, по своим массо-инерционным характеристикам сравнимой с контролируемым аппаратом.

Ключевые слова: летательный аппарат, балансировочный стенд, дисбаланс, плоскость коррекции, датчик.