Может ли кто-нибудь объяснить почему старые советские геостационарные спутники ("Экран", "Горизонт", но может и другие и не только советские), выведенные на орбиту захоронения, как правило быстро вращаются (порядка одного оборота в минуту)?
И не только геостационарные.
( http://ottawa-rasc.ca/articles/earl_mike/Satellite_Tracking/Amateur/06_Tumble_Photometry.jpg ).
Очевидно, они закручиваются при выводе из эксплуатации. Но не совсем понятно, делается ли это специально, например, чтобы исключить перехват управления, или же это какой-то побочный эффект перехода на орбиту захоронения.
Вероятно действие неконтролируемого истечения газов в т.ч. из ДУ.
Вероятно, это даже и не "как правило".
ИМХО, нельзя исключать солнечное давление.
ЦитироватьВероятно, это даже и не "как правило".
Во всяком случае
все из трех (или, может, четырех) бывших советских геостационаров, наблюдения которых мне давали для обработки, вращались, причем скорости вращения были довольно близки (1-3 оборота в минуту), а ось вращения была приблизительно перпендикулярна плоскости орбиты.
Вращение старых спутников могло быть вызвано торможением силовых гироскопов с ненулевым кинетическим моментом.
Пока спутники находились в рабочем состоянии, скорости вращения роторов силовых гироскопов поддерживались электромоторами. После того, как спутники перестали нормально функционировать, электромоторы перестали работать и роторы стали тормозиться. По закону сохранения кинетического момента, спутники стали вращаться.
Если кинетический момент силового гироскопа был равен 100 н*м*с, то спутник с моментом инерции 1000 кг*м*м получит скорость вращения 0.1 радиан/сек, то есть примерно 1 оборот/минуту.
Если на спутниках использовались силовые гироскопы с ненулевым киметическим моментом, то направление этого момента было перпендикулярно плоскости орбиты. Поэтому оси вращения спутников будут перпендикулярны плоскости орбиты.
ЦитироватьВращение старых спутников могло быть вызвано торможением силовых гироскопов с ненулевым кинетическим моментом.
Точно!
ЦитироватьИМХО, нельзя исключать солнечное давление.
Очень может быть.
Достоверно известно, что как минимум один из ранних советских спутников связи закрутился именно вследствие "солнечной вертушки".
Но скорее всего, причин там не одна штука, а все в комплексе.
ЦитироватьВращение старых спутников могло быть вызвано торможением силовых гироскопов с ненулевым кинетическим моментом.
Это хорошая идея, многое объясняющая. К сожалению не знаю, использовались ли для стабилизации "Экранов" и "Горизонотов" гироскопы.
ЦитироватьК сожалению не знаю, использовались ли для стабилизации "Экранов" и "Горизонотов" гироскопы.
Да, использовались.
Цитироватьиспользовались ли для стабилизации "Экранов" и "Горизонотов" гироскопы.
На геостационарных спутниках связи применяются два способа ориентации - либо вращение самого спутника (кроме блока с антеннами), либо использование гироскопов.
В СССР, начиная с "Молнии", традиционным способом было использование гироскопов. При этом использовались именно силовые гироскопы с большим кинетическим моментом, перпендикулярным плсокости орбиты.
Возможно, что в более позднее время в России стали применяться гироскопы другого типа - маховики с нулевым номинальным кинетическим моментом (в реальности он ненулевой, но небольшой, изменяющийся со временем по величине и направлению). Возможно, что такие маховики стали применяться и на "Экранах" и "Горизонтах", но не ранее 90-х.
На всех геостационарных КА разработки НПО ПМ (ИСС), запущенных по сегодняшний день, используется одномаховичный гиростабилизатор с ненулевым номинальным кинетическим моментом.
Точно один маховик?
А что такое БИГ - Блок Инерционных Гироскопов?
Это измерительный прибор, но не исполнительный орган.
ЦитироватьТочно один маховик?
А что такое БИГ - Блок Инерционных Гироскопов?
Блок Измерительных Гироскопов.
ЦитироватьТочно один маховик?
А что такое БИГ - Блок Инерционных Гироскопов?
Как тогда для "Молний" придумано, так с минимальными усовершенствованиями, говорят, до сих пор используется. Вот из Чертока цитата:
ЦитироватьДля "Молнии-1" небольшая команда из коллектива Раушенбаха придумала новую многорежимную систему управления, в основе своей сохранившуюся до настоящего времени. Совмещение многих функций, возложенных на систему при длительном сроке службы, оказалось возможным благодаря многоцелевому использованию гироскопического стабилизатора принципиального нового типа - трехстепенного силового гироскопа с управляемой скоростью вращения ротора.
На тот момент оптимальное, хотя и тяжелое (в буквальном смысле :wink: ) решение. Третья степень ориентации - управление моментом вращения маховика
Какая красивая идея. :roll: Я бы три-четыре натыкал...
ЦитироватьКакая красивая идея. :roll: Я бы три-четыре натыкал...
У Иосифьянца, есть небольшая книжка, кажется назывется "Электромеханика в космосе" или что-то вроде этого. Он пишет, что момент инерции этого маховика (в частности, установленного на "Молнии-1") был сравним с моментом инерции всего спутника. Вес этой железяки, пожалуй, был сравним с весом всего остального аппарата. И не удивительно, что потеряв управление ориентацией, аппарат произвольно раскручивался. :wink:
ЦитироватьНа всех геостационарных КА разработки НПО ПМ (ИСС), запущенных по сегодняшний день, используется одномаховичный гиростабилизатор с ненулевым номинальным кинетическим моментом.
Значит эти КА продолжают советскую традицию и тоже будут вращаться после выхода на пенсию (чтобы не сказать в гробу).
ЦитироватьЗначит эти КА продолжают советскую традицию и тоже будут вращаться после выхода на пенсию (чтобы не сказать в гробу).
Однако почему советскую? Стабилизация вращением, причём вращением всего спутника - фирменная традиция США. И более сотни американских спутников стабилизированных вращением продолжают вертеться в могиле.
ЦитироватьОднако почему советскую? Стабилизация вращением, причём вращением всего спутника - фирменная традиция США..
Стабилизация вращением самих спутников и стабилизация с использованием гиростабилизаторов - это совсем разные способы стабилизации.
ЦитироватьИ более сотни американских спутников стабилизированных вращением продолжают вертеться в могиле.
Они вертелись и при жизни. Однако они вряд ли смогут дать такие яркие вспышки, как старые советские спутники.
ЦитироватьСтабилизация вращением самих спутников и стабилизация с использованием гиростабилизаторов - это совсем разные способы стабилизации.
Это один и тот же способ стабилизации, кажись я вам это уже рассказывал.
ЦитироватьОни вертелись и при жизни. Однако они вряд ли смогут дать такие яркие вспышки, как старые советские спутники.
У них нет плоских солнечных батарей, дающих вспышки, и тем не менее любители наблюдали их вращение ещё в 80-е гг.
ЦитироватьЭто один и тот же способ стабилизации, кажись я вам это уже рассказывал.
Вы много чего рассказываете, к сожалению.
Да, мы имели с Вами беседу по поводу различных типов стабилизации КА. В виду отсутствия у Вас знаний, необходимых для понимания этой темы, беседа была бессмысленной и я не хочу ее повторять.
Но, если вдруг Вы действительно хотите разобраться в этой теме, сообщаю Вам о таком существенном отличии между этими типами стабилизации.
Для точной трехосной стабилизации(ориентации) геостационарных спутников связи:
- при использовании гиростабилизатора с ненулевым номинальным кинетическим моментом, не требуется точное знание угла рыскания,
- при стабилизации вращением спутника, требуется точное знание угла рыскания для задания точного направления вращения спутника.
Сможете разобраться почему возникает это отличие?
ЦитироватьЦитироватьЭто один и тот же способ стабилизации, кажись я вам это уже рассказывал.
В виду отсутствия у Вас знаний, необходимых для понимания этой темы, беседа была бессмысленной и я не хочу ее повторять.
Ну поговорите с Феолом. Он делал эту систему.
ЦитироватьДля точной трехосной стабилизации(ориентации) геостационарных спутников связи:
- при использовании гиростабилизатора с ненулевым номинальным кинетическим моментом, не требуется точное знание угла рыскания,
- при стабилизации вращением спутника, требуется точное знание угла рыскания для задания точного направления вращения спутника.
Сможете разобраться почему возникает это отличие?
Ещё раз: теории и практике стабилизации без разницы какая часть спутника вращается - барабан солнечных батарей или специально выделенный гироскоп. Всё остальное - вопрос отдельный.
Да, Далёкий гость, и если я не ошибаюсь тогда вы вообще отрицали существование систем трёхосной стабилизации на одном гироскопе? Напомните: я не ошибся?
ЦитироватьАнатомия спутника[/size]
№10 (2817) | Октябрь 2008
....Итак, ориентация аппарата определена. Если она отличается от требуемой, немедленно выдаются команды «исполнительным органам», например, микродвигателям на сжатом газе или жидком топливе. Обычно такие двигатели работают в импульсном режиме: короткий толчок, чтобы начать поворот, и тут же новый в противоположном направлении, чтобы не «проскочить» нужное положение. Теоретически достаточно иметь 8—12 таких двигателей (по две пары для каждой оси вращения), однако для надежности их ставят больше. Чем точнее требуется выдерживать ориентацию аппарата, тем чаще приходится включать двигатели, что повышает расход топлива.
Другую возможность управления ориентацией обеспечивают силовые гироскопы — гиродины. Их работа основана на законе сохранения момента импульса. Если под влиянием внешних факторов станция стала разворачиваться в определенном направлении, достаточно «подкрутить» маховик гиродина в ту же сторону, он «примет вращение на себя» и нежелательный поворот станции прекратится.
С помощью гиродинов можно не только стабилизировать спутник, но и менять его ориентацию, причем иногда даже точнее, чем с помощью ракетных двигателей. Но чтобы гиродины были эффективны, они должны обладать большим моментом инерции, что предполагает значительную массу и размеры. Для крупных спутников силовые гироскопы могут быть очень велики. Например, три силовых гироскопа американской станции «Скайлэб» весили по 110 килограммов каждый и делали около 9000 об/мин. На Международной космической станции (МКС) гиродины — это устройства размером с большую стиральную машину, каждое массой около 300 килограммов. Несмотря на тяжесть, использовать их все же выгоднее, чем постоянно снабжать станцию топливом.
Однако большой гиродин 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.
Для стабилизации аппарата достаточно трех 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. В 2004 году для ремонта гиродинов, расположенных «за бортом» МКС, ее экипажу пришлось совершить несколько выходов в открытый космос. Замену отработавших свой ресурс и вышедших из строя гиродинов выполняли астронавты NASA, когда посещали на орбите телескоп «Хаббл». Очередная такая операция запланирована на конец 2008 года. Без нее космический телескоп, скорее всего, выйдет из строя в будущем году...
Игорь Афанасьев, Дмитрий Воронцов
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/6330/
Цитировать.... Конструктивно спутник «Молния-1» состоял из герметического корпуса с установленной в нём аппаратурой. Снаружи корпуса располагались корректирующая двигательная установка, солнечные батареи, антенны, внешние радиаторы системы терморегулирования, исполнительные органы и шаровые баллоны с запасами азота для системы ориентации. На борту спутника имелись три ретранслятора (один рабочий и два резервных) мощностью по 40 Вт для ретрансляции широкополосных передач либо двусторонней многоканальной телефонии с возможностью вторичного уплотнения телефонных каналов тональным телеграфом, либо телевидения с одновременной передачей звукового сопровождения. На случай нехватки электроэнергии ретранслятор имел ещё два передатчика с пониженной мощностью по 20 ватт каждый. Другими словами, бортовой ретранслятор фактически состоял из пяти приемопередающих блоков.
Функционирование спутника контролировалось радиотелеметрической системой, системой терморегулирования, системой электропитания, оснащенной солнечными и буферными аккумуляторными химическими батареями для работы во время нахождения в тени и системой управления ориентацией, о которой следует сказать подробнее. На спутнике впервые была применено управление движением объекта вокруг центра масс по трем осям с помощью одного гироскопа. При этом силовой гироскоп в некоторых режимах служил и датчиком
...
....
http://znaniya-sila.narod.ru/p_cosmos/psat01.htm
ЦитироватьСпутник связи "Молния-1"[/size]
...
Работу спутника поддерживали и контролировали "обычные" системы - радиотелеметрическая, терморегулирования, электропитания (с использованием солнечных и буферных химических батарей). Оригинальной и новой была система управления ориентацией. Она - единственная в мире, где управление движением объекта вокруг центра масс по трем осям осуществляется одним гироскопом. При этом силовой гироскоп в некоторых режимах служит и датчиком.
Учитывая большую длительность сеансов связи и значительную энергоемкость аппаратуры, солнечные батареи должны быть постоянно ориентированы на светило. Поэтому одной из основных задач системы стало поддержание батарей в постоянном положении в пространстве, а следовательно, и корпуса (к которому они жестко прикреплены. Для этого, после того как спутник отделялся от последней ступени ракеты-носителя и возникающие при этом возмущения гасились, его продольная ось (по которой направлена и ось гироскопа) с помощью оптических датчиков и микродвигателей направлялась на Солнце, а гироскоп раскручивался до больших оборотов. А как известно, особенность гироскопа ("волчка") и состоит в том, что, будучи раскрученным, он сохраняет постоянным направление своей оси в пространстве (пример такого "гироскопа" - наша Земля). На ракетах-носителях эти приборы применяются только как датчики. В простейших системах управления различных космических аппаратов, где "волчки" могут быть и силовыми элементами, и датчиками, их корпуса крепятся к основной конструкции жесткими связями. На "Молнии-1" эта традиция была нарушена - массивный гироскоп помещался внутри корпуса спутника, связанный с ним лишь слабыми пружинками с демпферами (для уменьшения колебаний). Фактически космический аппарат как бы "висел", привязанный к гироскопу. Эта нарушенная механика системы управления ориентацией с использованием силовых гироскопов потребовала разработки очень сложной теории. Но сложность ее за счет специально подобранных свойств системы "волчок-объект", как это ни парадоксально, компенсировалась тем, что электронная управляющая часть системы оказалась очень простой и, как следствие, очень надежной (для иллюстрации скажем, что за многие годы система ориентации спутника "Молния" работала безотказно). Дополняется эта гироскопическая система традиционными микродвигателями, работающими на сжатом азоте, с их помощью "выбираются" незначительные отклонения объекта от заданного положения за счет возмущений или временных изменений траектории или "подправляется" ориентация для проведения коррекций орбиты. Сочетание силового гироскопа и микродвигателей позволило создать очень экономичную систему ориентации с минимальными расходами рабочего тела.
http://www.technicamolodezhi.ru/rubriki_tm/233/1578
ЦитироватьНу поговорите с Феолом. Он делал эту систему.
Мы с ним говорили. Никаких существенных разногласий не возникало.
ЦитироватьВсё остальное - вопрос отдельный.
Я и не сомневался, что Вы не поймете, о чем идет речь.
Цитироватьесли я не ошибаюсь тогда вы вообще отрицали существование систем трёхосной стабилизации на одном гироскопе? Напомните: я не ошибся?
Было бы странно, если бы Вы не смогли механически запомнить то, что я Вам повторил несколько раз.
Повторю еще раз.
1) Систем трехосной стабилизации на одном гироскопе с осью вращения ротора, неподвижной относительно КА - не бывает.
2) Для трехосной стабилизации геостационарных спутников связи требуетса, как мимимум, два гироскопа с осями вращения роторов, неподвижными относительно КА.
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/13603.jpg) http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/znan/1977/3-elektromehan.html
Цитировать....При рассмотрении конструкции и динамики движения типового спутника мы упомянули проведенные эксперименты по «закрутке» космического летательного аппарата «Космос-14» вокруг своей оси, по превращению его в своего рода силовой гироскоп, ориентированный на Солнце. Используя этот принцип для создания спутника связи «Молния», советские конструкторы для обеспечения солнечной батареи энергией Солнца установили на спутнике «Молния-1», электродвигатель-маховик с большим моментом инерции ротора, соизмеримым с моментом инерции аппарата в целом. При ориентации спутника по двум осям на Солнце с помощью солнечных датчиков и газореактивной системы так, чтобы ось двигателя-маховика проходила через центр масс Солнца, можно было путем включения электродвигателя создать «силовой гироскоп» с осью вращения ротора, направленной на Солнце.
На рис. 7 представлена схема управления спутником за один цикл эллиптического движения его вокруг Земли. Из него видно, что над освещенным Солнцем полушарием Земли спутник с помощью электромеханического силового гироскопа сохраняет свое направление в пространстве. Для того чтобы обеспечить работу аппаратуры радиосвязи, на спутнике «Молния» установлены следящие системы, которые направляют антенны на заданный район и тем самым обеспечивают прием и передачу информации. При этом силовой электромеханический двигатель-гироскоп используется также для программного поворота системы путем изменения угловой скорости ротора двигателя, т. е. как двигатель-маховик, о чем подробнее будет сказано дальше...
(http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/znan/1977/3-16.jpg)
...
ЦитироватьНа всех геостационарных КА разработки НПО ПМ (ИСС), запущенных по сегодняшний день, используется одномаховичный гиростабилизатор с ненулевым номинальным кинетическим моментом.
А можно вопрос, чисто ради любопытства?
Как на сегодняшних спутниках происходит разгрузка накопленного, в результате постоянных коррекций, момента маховика для избежания "насыщения"? Расходом рабочего тела? Или есть еще какие фокусы?
Электромеханические исполнительные органы (ЭМИО) систем ориентации и стабилизации КА[/size]
http://polus.tomsknet.ru/?id=211
Основные технические харктеристики ЭМИО
СИЛОВОЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР ДЛЯ СИСТЕМ ОРИЕНТАЦИИ, СТАБИЛИЗАЦИИ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
А.И. Чернышев, В.П. Лянзбург, Г.Н. Гладышев, В.С. Дмитриев
http://www.mai.ru/conf/aerospace/internetconf/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=396
ЦитироватьЭлектромеханические исполнительные органы (ЭМИО) систем ориентации и стабилизации КА[/size]
http://polus.tomsknet.ru/?id=211
Основные технические харктеристики ЭМИО
Спасибо, но кажется их продукция мне в обозрим будущем не понадобится :D
Я хотел узнать про то, как все-таки сейчас выходят из положения на спутниках, где установлена
одномаховичная система стабилизации, когда момент маховика близок к максимальному (максимальные обороты), а корректировать по этому каналу положение спутника нужно. На "Молниях" для разгрузки включали двигатели коррекции на сжатом азоте и одновременно тормозили маховик. А сейчас как?
ЦитироватьКак на сегодняшних спутниках происходит разгрузка накопленного, в результате постоянных коррекций, момента маховика)
ЦитироватьЯ хотел узнать про то, как все-таки сейчас выходят из положения на спутниках, где установлена одномаховичная система стабилизации, когда момент маховика близок к максимальному (максимальные обороты)
Накопление момента в том, что Вы называете одномаховичной системой стабилизации, происходит не только в виде роста момента маховика, но и поворота(смещения) оси вращения маховика относительно номинального положения. Если ось вращения сместится к максимально допустимому положению, то ее нужно будет вернуть в более нормальное положение (чтобы не потерять возможность выполнения стабилизации).
То есть разгрузка маховика состоит из двух операций:
1) разгрузка по скорости вращения маховика
2) разгрузка по направлению оси вращения маховика.
Для обоих разгрузок требуется приложение внешего момента, как Вы справедливо заметили, например, за счет расхода рабочего тела. Либо за счет внешних факторов, для экономии рабочего тела (если она требуется). Например, за счет гравитационного поля, магнитного поля, аэродинамики, давления солнечного света. На геостационаре активно используется последнее.
ЦитироватьНакопление момента в том, что Вы называете одномаховичной системой стабилизации, происходит не только в виде роста момента маховика, но и поворота(смещения) оси вращения маховика относительно номинального положения. Если ось вращения сместится к максимально допустимому положению, то ее нужно будет вернуть в более нормальное положение (чтобы не потерять возможность выполнения стабилизации).
То есть разгрузка маховика состоит из двух операций:
1) разгрузка по скорости вращения маховика
2) разгрузка по направлению оси вращения маховика.
Для обоих разгрузок требуется приложение внешего момента, как Вы справедливо заметили за счет расхода рабочего тела. Либо за счет внешних факторов, для экономии рабочего тела. Например, за счет гравитационного поля, магнитного поля, аэродинамического давления, давления солнечного света. На геостационаре активно используется последнее.
Значит сегодня специалисты пытаются превратить "вредные" внешние возмущающие моменты, какими бы они не казались исчезающе малыми по величине в "полезные", Думаю, действительно, подход рациональнейший для увеличения САС и экономии топлива.
Спасибо,
ДалекийГость, за разъяснение!
ЦитироватьЗначит сегодня специалисты пытаются превратить "вредные" внешние возмущающие моменты, какими бы они не казались исчезающе малыми по величине в "полезные"
Именно так.
На МКС, например, есть такой интересный режим ("TEA"), когда кинетический момент в среднем не накапливается в течение долгого времени. МКС колеблется относительно номинального положения так, чтобы "вредные" моменты компенсировали друг друга.
ЦитироватьСпасибо, ДалекийГость, за разъяснение!
Присоединяюсь. Информативно.
ЦитироватьЦитироватьЭто один и тот же способ стабилизации, кажись я вам это уже рассказывал.
Вы много чего рассказываете, к сожалению.
Да, мы имели с Вами беседу по поводу различных типов стабилизации КА. В виду отсутствия у Вас знаний, необходимых для понимания этой темы, беседа была бессмысленной и я не хочу ее повторять.
Но, если вдруг Вы действительно хотите разобраться в этой теме, сообщаю Вам о таком существенном отличии между этими типами стабилизации.
Для точной трехосной стабилизации(ориентации) геостационарных спутников связи:
- при использовании гиростабилизатора с ненулевым номинальным кинетическим моментом, не требуется точное знание угла рыскания,
- при стабилизации вращением спутника, требуется точное знание угла рыскания для задания точного направления вращения спутника.
Сможете разобраться почему возникает это отличие?
Кстати, в основном для повышения точности управления по рысканью и был введён на стационарах разработки НПО ПМ (ОАО ИСС) упомянутый здесь БИГ. Он позволяет точно знать угол рысканья и активно стабилизировать его. Однако из-за низкой надёжности прибора на многих КА фактически работает резервная схема без прямого измерения угла рысканья (за счёт перехода отклонения по рысканью в отклонение по крену за 1/4 витка при работающем одноосном гиростабилизаторе). И в целом такие КА нормально решают целевую задачу. Альтернативный метод повышения точности по рысканью - измерение его с использованием звёздных датчиков. В простейшем случае было достаточно датчика полярной звезды и такие схемы НПО ПМ использовало до БИГ. В будущем мне видится постепенный переход всей измерительной части систем ориентации (особенно высокоточных) на универсальные звёздные датчики (способные работать по любому участку неба).
Кому интересно, http://www.vniiem.ru/ru/index.php?option=com_content&view=article&id=288:2010-02-17-21-42-21&catid=39:2008-04-05-02-40-20&Itemid=64 - еще характеристики двигателей-маховиков для систем ориентации космических аппаратов
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/13605.jpg)
Двигатели-маховики ДМ в течение ряда лет успешно эксплуатировались на космических аппаратах "МЕТЕОР-3", "РЕСУРС", "ЭЛЕКТРО" (GOMS), КОРОНАС-ФОТОН. Двигатель-маховик ДМ1-20 используется в экспериментальной системе ориентации гидрометеорологического КА "Метеор-М" и системе ориентации университетского спутника "Татьяна-2".
(https://img.novosti-kosmonavtiki.ru/13606.gif)
и была еще тема про ГИВУС http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=6197&postdays=0&postorder=asc&start=0 , и про гироскопы http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=7698&postdays=0&postorder=asc&start=0
ЦитироватьКстати, в основном для повышения точности управления по рысканью и был введён на стационарах разработки НПО ПМ (ОАО ИСС) упомянутый здесь БИГ.
Если использовать высокоточный датчик вертикали и прецезионные маховики, то БИГ не потребуется. В 90-х годах прошлого века, в этом режиме на геостационарных спутниках с точными приборами достигалась точость по рысканию - 5 уговых минут. Точнее вроде и не требовалось. Но теперь этот режим с ненулевым номинальным моментом потерял свою популярность по сравнению с режимом управления на маховиках с нулевым номинальным моментом.
Цитироватьза счёт перехода отклонения по рысканью в отклонение по крену за 1/4 витка при работающем одноосном гиростабилизаторе
Да, крен и рыскание зависят друг от друга. И на спутнике, стабилизированным вращением, тоже. Но воспользоваться этой зависимостью можно только при управляемой стабилизации КА - с помощью управляющих моментов, прикладываемых к гироскопам.
В этом и состоит отличие трехосной стабилизации на гироскопах (с ненулевым кинетическим моментом) от стабилизации вращением - на врашающиеся части КА действуют принципиально разные моменты.
При стабилизации вращением, на вращающйся корпус КА действуют
возмущающие моменты (возникающие из-за внешних факторов, типа давления солнечного света, и процессов в самом КА, типа работы двигателей коррекции орбиты). КА не управляется ни по крену, ни по рысканию. Только по тангажу за счет противовращения антенного блока.
При трехоосной стабилизации, на вращающйся гироскоп действуют
управляющие моменты (создаваемые по измерениям крена и тангажа в соответствии с используемым алгоритмом управления ). КА управляется и по тангажу, и по крену и даже по неизмеряемому (в рассматриваемом примере) рысканию.
ЦитироватьПри стабилизации вращением, на вращающйся корпус КА действуют возмущающие моменты (возникающие из-за внешних факторов, типа давления солнечного света, и процессов в самом КА, типа работы двигателей коррекции орбиты). КА не управляется ни по крену, ни по рысканию. Только по тангажу за счет противовращения антенного блока.
Ну вы, блин, даёте! :shock:
ЦитироватьЦитироватьПри стабилизации вращением,... КА не управляется ни по крену, ни по рысканию.
Ну вы, блин, даёте! :shock:
Вы, очевидно, просто хотите потроллить в этой теме, как и во множестве других. Тем не менее, напишу немного более подробно про стабилизацию вращением, не для Вас, но может быть кому-нибудь еще будет интересно.
Начальный режим, создающий нужное вращение КА, выполняется с помощью реактивных двигателей, моменты сил которых раскручивают КА, точнее его часть без блока с антеннами, вокруг определенной оси КА перпендикулярно плоскости орбиты.
После выполнения нужных требований по величине и направлению вращения, этот режим прекращается, реактивные двигатели выключаются и КА переходит в режим стабилизации вращением.
В режиме стабилизации вращением КА не управляется ни по крену, ни по рысканию. Вращается как получится, согласно законам Ньютона (ну и Эйнштейна тоже) и возмущающим моментам.
Для создания нужной ориентации антенн относительно Земли, блок с антеннами управляется по тангажу с использованием измерений датчика вертикали (или радиопеленгатора и т.п.). Кроме того, антенны могут иметь системы автономного наведения на нужные наземные ориентиры, однако к управлению и стабилизации КА это уже никак не относится.
Периодически КА переходит в режим трехосного управления на двигателях ориентации для того, чтобы подкорректировать величину и направление вращения.
ЦитироватьВ режиме стабилизации вращением КА не управляется ни по крену, ни по рысканию. Вращается как получится, согласно законам Ньютона (ну и Эйнштейна тоже) и возмущающим моментам.
Ну вы, блин, даёте!
ЦитироватьПериодически КА переходит в режим трехосного управления на двигателях ориентации для того, чтобы подкорректировать величину и направление вращения.
Просто гениально! Особенно с учётом того что в топливных баках нет мембран и осадка топлива производится "центробежными силами".
Далёкий Гость, управление пространственнным положением оси вращения производится постоянно. Для этого установлены реактивные двигатели включающиеся импульсно таким образом чтобы вызвать прецессию оси вращения в нужном направлении. Если ось вращения отклоняется от направления перпендикулярного плоскости орбиты то двигатели срабатывают и возвращают её на место.
ЦитироватьДля создания нужной ориентации антенн относительно Земли, блок с антеннами управляется по тангажу с использованием измерений датчика вертикали (или радиопеленгатора и т.п.). Кроме того, антенны могут иметь системы автономного наведения на нужные наземные ориентиры, однако к управлению и стабилизации КА это уже никак не относится.
Меня вот этот момент всегда удивлял.
За счет чего удерживают ориентацию антенн на Землю? Не датчики, а исполнительные механизмы или что еще там?
ЦитироватьМеня вот этот момент всегда удивлял.
За счет чего удерживают ориентацию антенн на Землю? Не датчики, а исполнительные механизмы или что еще там?
Да ни за счёт чего. Антена неориентируемая. Всё наведение осуществляется разворотом оси вращения спутника.
ЦитироватьПросто гениально! Особенно с учётом того что в топливных баках нет мембран и осадка топлива производится "центробежными силами".
Ничего гениального тут нет. При переходе в режим трехосного управления на реактивных двигателей, КА продолжает вращаться и центробежные силы продолжают действовать. Вы это понимаете?
Цитироватьуправление пространственнным положением оси вращения производится постоянно.
Когда используются двигатели, то это не стабилизация вращением, а управление на двигателях. Стабилизация вращением происходит только на интервалах между включениями двигателей.
Когда Вы сравнивали стабилизацию вращением и трехосную стабилизацию на гироскопах, под стабилизацией вращения Вы что имели в виду?
Комбинацию стабилизации вращением с управлением на реактивных двигателях ориентации?
И про эту комбинацию Вы писали, что нет разницы с управлением на гироскопах? Так, да?
ЦитироватьЦитироватьМеня вот этот момент всегда удивлял.
За счет чего удерживают ориентацию антенн на Землю? Не датчики, а исполнительные механизмы или что еще там?
Да ни за счёт чего. Антена неориентируемая. Всё наведение осуществляется разворотом оси вращения спутника.
Интелсаты-6 были построены по такой схеме. Ось вращения располагалась перпендикулярно плоскости орбиты. видимо на полярную звезду ориентировали. Скорость вращения была порядка оборота в секунду. Антенны были направлены в определенную область на Земле и удерживались в этом направлении.
Я не понимаю за счет чего удерживали внутреннюю часть спутника с антеннами в заданном положении если внешняя вращалась? А ведь между ними была еще и электрическая связь, поскольку внешняя поверхность спутника была покрыта солнечными батареями.
http://msl.jpl.nasa.gov/QuickLooks/intelsat6QL.html
вот картиночка спутника.
ЦитироватьКогда Вы сравнивали стабилизацию вращением и трехосную стабилизацию на гироскопах, под стабилизацией вращения Вы что имели в виду?
Комбинацию стабилизацию вращением с управлением на реактивных двигателях ориентации?
И про эту комбинацию Вы писали, что нет разницы с управлением на гироскопах? Так, да?
Ну чего вы крутитесь? Спутник стабилизируется вращением. Вращением барабана солнечных батарей или специального гироскопа - без разницы. Когда направление оси вращения отклоняется за допустимые пределы его возвращают на место импульсами двигателей. Что тут непонятно?
ЦитироватьСпутник стабилизируется вращением. Вращением барабана солнечных батарей или специального гироскопа - без разницы.
Еще раз повторяю. Разница состоит в том, что
В режиме стабилизации вращением, без использования реактивных двигателей ориентации, КА не управляется ни по крену, ни по рысканию.
В режиме трехосной ориентации с использованием гироскопов (гиростабилизаторов или маховиков), без использования реактивных двигателей ориентации, КА управляется и по тангажу, и по крену и по рысканию.
2 ДалекийГость
ВЫ мне про Интелсат-6 поясните плиз.
ЦитироватьВ режиме трехосной ориентации с использованием гироскопов (гиростабилизаторов или маховиков), без использования реактивных двигателей ориентации, КА управляется и по тангажу, и по крену и по рысканию.
Вобщем вопрос о стабилизации вращением корпуса ли спутника или жёстко закреплённого маховика плавно перетёк в трёхосную ориентацию? Стабилизация спутника в заданном пространственном положении одним жёстко закреплённым маховиком обеспечивается вполне, точно так же как и стабилизация вращением. С этим моментом всё ясно? Вопросов больше нет?
К чему теперь свёлся пафос ваших претензий? К тому что с ииспользованием гироскопов управление надо осуществлять постоянно а с использованием стабилизации вращением - только периодически?
ЦитироватьЯ не понимаю за счет чего удерживали внутреннюю часть спутника с антеннами в заданном положении если внешняя вращалась? А ведь между ними была еще и электрическая связь, поскольку внешняя поверхность спутника была покрыта солнечными батареями.
Я не знаю, как именно устроенны конструкции геостационарных спутников связи. Вроде где-то давно видел и даже скачивал, хотел дать ссылку, но, к сожалению, не нашел.
Мое понимание ограничивается уровнем - одна часть КА вращается относительно другой, часть с антеннами постоянно ориентирована на Землю. Если требуется, то антенны имеют автономную систему наведения. На Интелсат-6 такая система вроде как была для какой-то связи.
ЦитироватьЦитироватьЯ не понимаю за счет чего удерживали внутреннюю часть спутника с антеннами в заданном положении если внешняя вращалась? А ведь между ними была еще и электрическая связь, поскольку внешняя поверхность спутника была покрыта солнечными батареями.
Я не знаю, как именно устроенны конструкции геостационарных спутников связи. Вроде где-то давно видел и даже скачивал, хотел дать ссылку, но, к сожалению, не нашел.
Мое понимание ограничивается уровнем - одна часть КА вращается относительно другой, часть с антеннами постоянно ориентирована на Землю. Если требуется, то антенны имеют автономную систему наведения. На Интелсат-6 такая система вроде как была для какой-то связи.
антенны спутника конечно имеют подстройку в пределах нескольких градусов.
Непонятно как удерживают внутреннюю часть от вращения. По идеи через механическую и электрическую связи на внутреннюю часть должен передаваться крутящий момент от внешней.
ЦитироватьСтабилизация спутника в заданном пространственном положении одним жёстко закреплённым маховиком обеспечивается вполне?
Я уже несколько раз писал, что на одном жестко закрепленном маховике нельзя сделать трехосную стабилизацию. Не будет управления ни по крену, ни по рысканию.
ЦитироватьК чему теперь свёлся пафос ваших претензий? К тому что с ииспользованием гироскопов управление надо осуществлять постоянно а с использованием стабилизации вращением - только периодически?
С использованием гироскопов управление
можно и нужно осуществлять постоянно для того, чтобы точность ориентации была высокой.
А с помощью стабилизации вращением, без двигателей ориентации, нельзя осущетвлять управление ни по крену, ни по рысканию. Поэтому точность стабилизации вращением хуже, чем при использовании гироскопов.
ЦитироватьНепонятно как удерживают внутреннюю часть от вращения. По идеи через механическую и электрическую связи на внутреннюю часть должен передаваться крутящий момент от внешней.
Возможно этот момент компенсируется с помощью момента, создаваемого каким-нибудь электродвигателем.
ЦитироватьЯ не понимаю за счет чего удерживали внутреннюю часть спутника с антеннами в заданном положении если внешняя вращалась? А ведь между ними была еще и электрическая связь, поскольку внешняя поверхность спутника была покрыта солнечными батареями.
Противовращение осуществляется электромотором. Антенный блок крутится электромотором в обратную сторону относительно корпуса.
Все потребители электроэнергии включая транспондеры находятся во вращающейся части спутника. На антенный блок передаётся только электромагнитное излучение через вращающийся разъём.
ЦитироватьНепонятно как удерживают внутреннюю часть от вращения.
Банально, электромотором.
Но вобщето вся "внутренняя часть" спутника тоже вращается. Противовращение имеет только антенный блок.
Насколько я в курсе невращающуюся внутреннюю часть с вращением только барабана солнечных батарей имел единственный тип спутника - DSCS-2.
ЦитироватьА с помощью стабилизации вращением, без двигателей ориентации, нельзя осущетвлять управление ни по крену, ни по рысканию. Поэтому точность стабилизации вращением хуже, чем при использовании гироскопов.
Точность стабилизации должна быть не плохой или хорошей а такой какая необходима. Причём чем проще она достигается и чем менее постоянное требуется управление - тем лучше.
Я вам с самого начала сказал что отказ от спутников стабилизированных вращением произошёл не из-за недостаточной точности стабилизации а из-за совершенно других причин.
ЦитироватьПротивовращение осуществляется электромотором. Антенный блок крутится электромотором в обратную сторону относительно корпуса.
Все потребители электроэнергии включая транспондеры находятся во вращающейся части спутника. На антенный блок передаётся только электромагнитное излучение через вращающийся разъём.
Через разъем?
У него ПН работала в разных диапазонах.
Payload
38 (plus 12 backup) C-Band and 10 (plus 4 backup) Ku-Band transponders.
Это какая конструкция разъема должна быть? С и Ku волноводы сильно по размерам отличаются...
ЦитироватьЭто какая конструкция разъема должна быть? С и Ku волноводы сильно по размерам отличаются...
Очень хитрая конструкция должна быть. Кроме С и Ку диапазонов там ещё идёт S на командно-телеметрическую антенну и куча электрических сигналов на всякие датчики и исполнительные устройства. И ещё всё это идёт и в обратном направлении.
ЦитироватьТочность стабилизации должна быть не плохой или хорошей а такой какая необходима.
Для геостационарных спутников связи, нет нижнего предела по необходимой точности ориентации. Чем точнее, тем лучше.
ЦитироватьПричём чем проще она достигается и чем менее постоянное требуется управление - тем лучше.
1) Эпоха простых управлений давно закончилась.
2) Преимущества "менее постоянного" управления науке не известны. Но, в любом случае, на гироскопах нельзя сделать непостоянное управление. Это не двигатели ориентации, "включил-выключил".
ЦитироватьЯ вам с самого начала сказал
И я Вам сказал, что Вы слишком много говорите о том, в чем не разбираетесь. Вы ничего не понимаете ни в гироскопах, ни в стабилизации. Не пишите об этом. Ладно?
ЦитироватьЦитироватьЭто какая конструкция разъема должна быть? С и Ku волноводы сильно по размерам отличаются...
Очень хитрая конструкция должна быть. Кроме С и Ку диапазонов там ещё идёт S на командно-телеметрическую антенну и куча электрических сигналов на всякие датчики и исполнительные устройства. И ещё всё это идёт и в обратном направлении.
Вообще-то все придумано - существуют широкополосные вращающиеся сочленения, Правда я давно не в теме - в студенчестве только свч изучать приходилось, но вот навскидку:
ЦитироватьИзобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано в радиолокационных станциях (РЛС) с вращающимся антенным устройством. Технический результат заключается в широкополосности волноводно-коаксиального перехода с большим диаметром коаксиальной линии, что обеспечивает большие возможности сочленения по рабочей полосе частот, уровню мощности и числу каналов. Волноводное вращающееся сочленение состоит из двух волноводно-коаксиальных переходов, подвижно сочленяемых по выходным концам проводников коаксиальной линии. Переход от волновода к коаксиальной линии выполнен путем свертывания волновода по спирали в Е-плоскости с одновременным переходом на пониженную высоту и последующей ориентации его по окружности с одновременным 90-градусным изгибом в Н-плоскости и соединением с проводниками коаксиальной линии. Также предлагается вариант волноводного вращающегося сочленения, в котором переход от волновода к коаксиальной линии выполнен делением волновода в Е-плоскости на два волноводных канала одинаковой высоты с последующим расположением волноводных выходов по окружности с одновременным 90-градусным изгибом в Н-плоскости и соединением их с проводниками коаксиальной линии. В сочленении может быть использован и четырехканальный делитель мощности. 2 н. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил.
(http://www.fips.ru/rupatimage/0/2000000/2200000/2240000/2243000/2243618-s2.gif)
ЦитироватьДля геостационарных спутников связи, нет нижнего предела по необходимой точности ориентации. Чем точнее, тем лучше.
Да ну? И уже любой ценой выжимают угловые наносекунды? Или таки нет? ;)
Если вы не в курсе лучше не чем точнее а чем дешевле/эффективнее. Поэтому абсолютно никто не будет выжимать угловые минуты там где достаточно градусов.
А ваша сентенция "предела нет, чем точнее тем лучше" выдаёт в вас дилетанта который никогда и рядом не стоял ни с космической техникой ни с экономикой.
Цитировать1) Эпоха простых управлений давно закончилась.
Эпоха критерия "стоимость/эфективность" не закончится никогда. Всегда из всех допустимых вариантов будут выбирать наиболее простой и дешовый.
Цитировать2) Преимущества "менее постоянного" управления науке не известны.
За всю науку говорить не нада, а лично вам рассказываю. Если система управления работает не всё время а только какието периоды, а между этими периодами аппарат сохраняет требуемую точность ориентации "сам", то её ресурс экономится и её можно сделать более дешовой. Таково преимущество "менее постоянного" управления. Поэтому системы стабилизации не требующие постоянного активного управления продолжают существовать в космической технике, хотя конечно уже не так распространены.
ЦитироватьНо, в любом случае, на гироскопах нельзя сделать непостоянное управление. Это не двигатели ориентации, "включил-выключил".
А что, "постоянное управление" это уже такой бзик? "Я понимаю что не нужно, но Далёкий Гость сказал "Ставить!".
ЦитироватьИ я Вам сказал, что Вы слишком много говорите о том, в чем не разбираетесь. Вы ничего не понимаете ни в гироскопах, ни в стабилизации. Не пишите об этом. Ладно?
Вобщето речь шла не о гироскопах и стабилизации а о принципах конструирования космической техники и техники в целом. Как оказалось вы в них ни ухом ни рылом но тем не менее пишите, пишите, пишите без умолку...
ЦитироватьВообще-то все придумано - существуют широкополосные вращающиеся сочленения, Правда я давно не в теме - в студенчестве только свч изучать приходилось, но вот навскидку:
Ясный перец что придумано - работают же както эти спутники. :)
Далёкий Гость, после вот этого:
ЦитироватьДля геостационарных спутников связи, нет нижнего предела по необходимой точности ориентации. Чем точнее, тем лучше.
вы труп. У вас вообще отсутствуют базовые представления о принципах создания техники. С вами вообще не о чем разговаривать даже если вы чтото и понимаете в гироскопах. Хотя и это не факт.
ЦитироватьВобщето речь шла не о гироскопах и стабилизации а о принципах конструирования космической техники и техники в целом.
Не шла такая речь между Вами и мной, не придумывайте. Речь шла только о режимах стабилизации вращением и трехосной стабилизации на гироскопах и больше ни о чем. И это была не беседа и не спор, просто я опровергал (для читателей этой темы) Ваши неверные высказывания про эти режимы.
Вот кстати еще парочка.
ЦитироватьЕсли система управления работает не всё время а только какието периоды, а между этими периодами аппарат сохраняет требуемую точность ориентации "сам", то её ресурс экономится и её можно сделать более дешовой. Таково преимущество "менее постоянного" управления.
Обьясняю. Гироскопы и компьютеры работают постоянно. (Кроме резервных, конечно). Поэтому их ресурс не экономится за счет "менее постоянного" управления.
ЦитироватьА что, "постоянное управление" это уже такой бзик? "Я понимаю что не нужно.
Еще раз сообщаю. Вращающийся гироскоп и возмущающие моменты постоянно оказывает воздействие на ориентацию спутника. Чтобы это воздействие не привело к потере точности, нужно постоянно управлять ориентацией спутника.
Ну и про точность.
ЦитироватьПоэтому абсолютно никто не будет выжимать угловые минуты там где достаточно градусов.
Сообщаю. В настоящее время, для режима трехосной ориентации геостационарных спутников связи,точность стабилизации (без учета других типов ошибок) порядка угловой минуты уже считается не очень высокой.