ЭЛЕМЕНТ СИЛОВОГО ГИРОСКОПИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО МОМЕНТА НА БОРТУ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ Российский патент 2009 года по МПК G01C21/18 

Изобретение относится к электромеханическим исполнительным органам систем ориентации искусственных спутников Земли.

Известно силовое гироскопическое устройство для управления ориентацией космических аппаратов (см.авторское свидетельство СССР №1839792 от 1972 г.), содержащее трехстепенные гироскопы с механической синхронизацией однотипных осей подвесов и электроприводами по этим осям, при этом на каждом механизме синхронизации установлены измерители моментов, выходы которых через усилительно-преобразующие блоки соединены со входами управления электроприводов.

Недостатком известного устройства является то, что в случае необходимости разгрузки его электродвигателей приходится производить запуск реактивных управляющих двигателей, что приводит к затратам рабочего тела.

Известно силовое гироскопическое устройство, принятое за прототип (см.авторское свидетельство СССР №1839791 от 1972 г.), содержащее два гироскопа с кинематически связанными кардановыми подвесами, снабженными электроприводами поворота, при этом кардановы подвесы с электроприводами размещены внутри роторов гироскопов.

Недостатком известного устройства является то, что в случае необходимости разгрузки его электродвигателей приходится производить запуск реактивных двигателей системы управления, что приводит к затратам рабочего тела.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка, а именно экономия рабочего тела реактивных двигателей системы управления.

Указанная цель достигается тем, что элемент силового гироскопического устройства для создания управляющего момента на борту искусственного спутника Земли содержит электродвигатель, на оси которого закреплен маховик, выполненный в виде цилиндра, соосного с ротором электродвигателя и полностью охватывающего его статор, при этом в маховике выполнены пазы, параллельные оси электродвигателя, в которых расположены проводящие стержни, соединенные между собой при помощи торцовых электропроводных шайб, обеспечивающие торможение в геомагнитном поле, а узел крепления электродвигателя представляет собой трубку, укрепленную на статоре электродвигателя соосно его ротору, на конце которой имеется фланец, причем силовой кабель проложен внутри трубки и фланца, а на трубке между фланцем и статором электродвигателя расположен подшипник, на который надета одна из торцовых электропроводных шайб.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид элемента силового гироскопического устройства в разрезе.

Элемент силового гироскопического устройства содержит статор электродвигателя 1, внутри которого на подшипниках находится ротор электродвигателя 2, на оси которого закреплен маховик 3, выполненный в виде цилиндра, соосного с ротором электродвигателя 2 и полностью охватывающего статор электродвигателя 1, при этом в маховике 3 выполнены пазы, параллельные оси электродвигателя, в которых расположены проводящие стержни 4, соединенные между собой при помощи торцовых электропроводных шайб 5, а узел крепления элемента силового гироскопического устройства представляет собой трубку 6, укрепленную на статоре электродвигателя 1 соосно его ротору 2, на конце которой имеется фланец 7, причем силовой кабель проложен внутри трубки и фланца (не показан), а на трубке 6 между фланцем 7 и статором электродвигателя 1 расположен подшипник 8, на который надета одна из торцовых электропроводных шайб 6.

Элемент силового гироскопического устройства работает следующим образом. При подаче напряжения на электродвигатель его ротор 2 с маховиком 3 начинает вращаться, создавая управляющий момент на борту искусственного спутника Земли. При этом маховик 3 вращается в магнитном поле Земли, вектор индукции которого на чертеже показан стрелкой. В общем случае этот вектор можно разложить на две составляющие - перпендикулярно оси ротора 2 и параллельно ей. Первая составляющая магнитного поля Земли при вращении ротора 2 наводит в проводящих стержнях 5 разность потенциалов, и поскольку торцы проводящих стержней 4 соединены между собой при помощи торцовых электропроводных шайб 5, то в электропроводном контуре, состоящем из стержней 4 и шайб 5, потечет электрический ток, магнитное поле которого будет тормозить вращение ротора 2. Составляющая магнитного поля Земли, направленная параллельно оси ротора 2, не окажет никакого влияния на его вращение. Таким образом, при движении искусственного спутника Земли по орбите будет происходить постоянное торможение скорости вращения ротора 2 элемента силового гироскопического устройства, причем тормозящий момент всегда будет пропорционален скорости вращения ротора 2. Кроме того, заявляемый элемент силового гироскопического устройства является наиболее оптимальным с точки зрения массогабаритных параметров.

Применение заявляемого изобретения позволит намного уменьшить расход рабочего тела реактивных двигателей системы управления, а также уменьшить вес и габариты силового гироскопического устройства.

Изобретение относится к электромеханическим исполнительным органам систем ориентации искусственных спутников Земли. Элемент силового гироскопического устройства для создания управляющего момента на борту искусственного спутника Земли содержит электродвигатель, на оси которого закреплен маховик, выполненный в виде цилиндра, соосного с ротором электродвигателя. Особенностью изобретения является то, что маховик полностью охватывает статор электродвигателя, при этом в маховике выполнены пазы, параллельные оси электродвигателя, в которых расположены проводящие стержни, соединенные между собой при помощи торцовых электропроводных шайб, обеспечивающие торможение вращения в геомагнитном поле, а узел крепления электродвигателя представляет собой трубку, укрепленную на статоре электродвигателя соосно его ротору, на конце которой имеется фланец, причем силовой кабель проложен внутри трубки и фланца, а на трубке между фланцем и статором электродвигателя расположен подшипник, на который надета одна из торцовых электропроводных шайб. Благодаря торможению вращения маховика в геомагнитном поле обеспечивается экономия рабочего тела реактивных двигателей системы управления ориентацией искусственного спутника Земли. 1 ил.

Элемент силового гироскопического устройства для создания управляющего момента на борту искусственного спутника Земли, содержащий электродвигатель, на оси которого закреплен маховик, выполненный в виде цилиндра, соосного с ротором электродвигателя, отличающийся тем, что он полностью охватывает его статор, при этом в маховике выполнены пазы, параллельные оси электродвигателя, в которых расположены проводящие стержни, соединенные между собой при помощи торцовых электропроводных шайб, обеспечивающие торможение вращения в геомагнитном поле, а узел крепления электродвигателя представляет собой трубку, укрепленную на статоре электродвигателя соосно с его ротором, на конце которой имеется фланец, причем силовой кабель проложен внутри трубки и фланца, а на трубке между фланцем и статором электродвигателя расположен подшипник, на который надета одна из торцовых электропроводных шайб.