Космический аппарат с пассивной системой ориентации и стабилизации

Космический аппарат с пассивной системой ориентации и стабилизации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к космической технике, может быть использовано при исследовании Солнца и космической астрометрии и позволяет уменьшить вес космического аппарата и упростить его конструкцию . Для этого блок грубой ориентации выполнен в виде солнечного паруса 3 с отражающей поверхностью, укрепленной на штангах 2, соединенных с нижним основанием корпуса 1. Компенсирующий момент обеспечивается расположением центра масс космического аппарата в плоскости , лежащей выше плоскости, проходящей через верхние кромки отражающей поверхности. 2 ил. СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 64 G 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ поверхности. 2 ил.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4608769/22 (22) 02.12.88 (46) 15.05.91. Бюл. М 22 (71) Институт космических исследований AH

СССР (72) Г. А, Аванесов, А. В. Долгополов, Я. Л.

Зиман, А. Ю. Коган, В. И. Костенко, В. Г.

Кушнир и В. Н. Хейфец (53) 629.19(088.8) (56) Джуманалиев Н. Д., Киселев М. И. Введение в прикладную радиационную небесную механику. М.: Наука, 1986, с. 139.

Патент США hL 4426052, кл. В 64 6 1/36, 17.01.1984.

Изобретение относится к космической технике, а именно к конструкции космических аппаратов (КА), предназначенных для исследования Солнца и космической астрометрии.

На фиг. 1 изображен КА с блоком грубой солнечной ориентации и управляющими. поверхностями, находящимися в рабочем раскрытом положении; на фиг. 2 — КА в транспортном положении, в котором рн находится на активном участке полета ракетоносителя (РН).

KA представляет собой корпус 1 в форме осесимметричного тела, например правильной усеченной пирамиды, на котором установлены блок грубой солнечной ориентации в составе штанг 2 и солнечного паруса грубой ориентации 3, а также упраежиощих

„„5U „„1655842 А1 (54) КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ С ПАССИВНОЙ СИСТЕМОЙ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к космической технике, может быть использовано и ри исследовании Солнца и космической астрометрии и позволяет уменьшить вес космического аппарата и упростить его конструкцию. Для этого блок грубой ориентации выполнен в виде солнечного паруса 3 с отражающей поверхностью, укрепленной на штангах 2, соединенных с нижним основанием корпуса 1. Компенсирующий момент обеспечивается расположением центра масс космического аппарата в плоскости, лежащей выше плоскости, проходящей через верхние кромки отражающей поверхностей 4, выполняющих функции блока точной ориентации. В вершинах верхнегооснования корпуса, которое представляет собой правильный многоугольник с размещенными на нем солнечными батареями расположены узлы 5, фиксирующие поворотные штанги 2 в транспортном положении (фиг. 2). В вершинах нижнего основания корпуса 1 расположены узлы крепления и поворота штанг 6 в плоскостях, проходящих через продольную ось корпуса .1 КА.

Для грубой ориентации КА на Солнце необходимо обеспечить возникновение максимального компенсирующего момента.

Для этого точку приложения результирующей силы солнечного давления необходимо отнести на максимальное расстояние от

1655842

25 центра масс. Это можно обеспечить, если поверхность солнечного паруса расположить под углом к продольной КА. Оптимальный угол лежит в пределах 45-55О, Если при этом центр масс КА расположен выше этой поверхности, то предложенная конструкция

КА обеспечит постоянную устойуивую ориентацию КА на Солнце, а наличие управляющих поверхностей позволяет корректировать положение КА по трем осям.

Солнечный парус ориентации 3 укреплен на штангах таким образом, что он образует форму осесимметричной замкнутой поверхности. Ось симметрии этой поверхности совпадает с продольной осью корпуса

КА 1, причем центр масс КА находится на этой оси выше верхнего края солнечного паруса 3, что обеспечивает статическую устойчивость КА.

На конце каждой штанги установлена управляющая поверхность 4 с приводом поворота 7, 8 — оптические приборы наблюдения.

Космический аппарат функционирует следующим образом.

После вывода KA PH на заданную орбиту, во время которого КА находится в транспортном положении (фиг, 2); а солнечный парус грубой ориентации.3 уложен вокруг корпуса 1, штанги 2 расположены вдоль корпуса и управляющей поверхности 4, образуют над верхним основанием правильную пирамиду, защищая КА от факторов внешней среды на участке выведения, срабатывают узлы 5, фиксирующие штанги 2 в вертикальном положении, и освобождают укаэанные штанги. В результате срабатывания узлов 6 крепления и поворота штанг 2 осуществляется раскрытие и натяжение солнечного паруса грубой ориентации, Под действием сил солнечного давления на поверхность солнечного паруса космический аппарат ориентируется на Солнце таким образом, что его продольная ось совпадает с направлением на Солнце.

Во время работы КА управляющие поверхности 4, поворачиваясь вокруг своей оси, лежащей в плоскости, перпендикулярной продольной оси КА (фиг, 1), компенсируют возмущающие моменты, действующие на КА. и тем самым обеспечивают ориентацию продольной оси КА на Солнце. КА с системой ориентации и стабилизации с солнечным парусом обладает исключительной экологической чистотой в силу отсутствия выбросов рабочего тела в окружающее пространство, что создает благоприятные условия для работы научных (в частности—

55 оптических) приборов на его борту при времени существования до 5 лет, Использование предложенной конструкции КА для выполнения астрометрических исследований обусловлено следующими преимуществами.

Система ориентации КА с закруткой его вокруг оси, направленной на Солнце, обеспечивает непрерывную сьемку звездного неба в течение всего периода его существования, что позволяет nocTpovlTb сплошную глобальную равноточную триангуляционную звездную сеть.

Отсутствие управляющих воздействий на угловое положение КА, и малые величины внешних возмущающих моментов позволяют с высокой точностью реконструировать изменение во времени пространственной ориентации КА, Апостериорная точность определения ориентации КА, стабилизируемого световым давлением, достигает 0,01", что трудно обеспечить, используя любые активные системы ориентации.

Пассивная система ориентации КА обладает практически неограниченным ресурсом и полностью превосходит по надежности любые активные системы.

Простота конструкции КА обеспечивает решение вопросов разработки и изготовления КА в кратчайшие сроки с минимальными затратами и техническим риском.

Формула изобретения

Космический аппарат с пассивной системой ориентации и стабилизации, содержащий блок грубой солнечной ориентации, расположенный на корпусе осесимметричного многоугольного сечения с верхним и нижним основаниями, штанги, соединенные с корпусом с возможностью разворота в плоскости, проходящей через продольную ось космического аппарата, и закрепленные на их свободных концах управляющие поверхности, установленные с возможностью разворота в той же плоскости, и установленные в корпусе оптические приборы наблюдения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы космического аппарата, упрощения его конструкции, блок грубой. солнечной ориентации выполнен в виде солнечного паруса, представляющего отражающую поверхность с осью симметрии, совпадающей с продольной осью космического аппарата, укрепленную на штангах, причем штанги соединены с нижним основанием корпуса, центр масс космического аппарата расположен выше верхней кромки отражающей поверхности, а управляющие поверхности установлены с воэможностью дополнительного разворота в двух плоскостях, ортогональных первой плоскости, 1655842 оставитель И.Зуевская

Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2024 Тираж 315 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5