Вращающаяся антенна Советский патент 1984 года по МПК H01Q1/12 

Изобретение относится к радиот«гл- вике, в частности к конструкциям вращающихся антенн,и может быть использовано во вращающихся устройствах, не обладающих осевой симметрией для компенсации или уменьшения возникающих при вращении аэродинамических сил на опоре. , Известна конструкция вращающейся антенной системы, состоящей из двух зеркальных антенн, тыльными стороН 1ми обращенных друг к другу. краями рефлекторов расположены вы.пуклой поверхностью наружу специальные аэродинамические закрылки, позволяющие уменьшить аэродинамический момент сопротивления вращению 1J. Однако компенсатор аэродинамических нагрузок нельзя;применять для одиночньЬс антенн и его вес соетавляет заметную долю в общем весе антенной системы. Наиболее близкой к йредлагаемой является вращающаяся антенна, содержащая рефлектор и облучатель, рас положенные на вращающейся платформе с валом, снабженной приводом, при этом вал установлен на опорах, и компенсатор аэродинамической нагрузки, закрепленный на тыльной стороне рефлектора tz. К недостаткам известной вращающейся антенны относятся повьшенные аэродинамические силы сопротивления и мощность привода. Цель изобретения - уменьшение мощности привода путем уменьшения аэродинамических сил сопротивления. Поставленная цель достигается тем, что во вращающегося антенне, со держащей рефлектор и облучатель, ра положенные на враща ющейся платформе с валом, снабженной приводом, при этом вал установлен на опорах, и компенсатор аэродинамической нагруз ки, закрепленный на тыльной стороне рефлектора, компенсатор аэродинамической нагрузки выполнен в виде гру за обтекаемой формы, например шара, расположенного со стороны действия аэродинамических сил сопротивления и ниже центра их давления на вращаю щую я антенну на расстоянии ti в осе вой .шоскости, перпендикулярной осе вой плоскости, проходящей через, центр давления аэродинамических сил сопротивления, а расстояние Ц и вес груза определяются из выражений: b-J--pп - , Г - 2. UJ ч; г где li - расстояние по вертикали между центром давления аэродинамических сил сопротивле;-ния и грузом; g- - ускорение земного притяжения;LO - угловая скорость вращения антенны; Р - вес груза; fi- сила аэродинамического сопротивления вращающей ся антенны; г - радиус вращения груза. На фиг. 1 представле,на вращающаяся антенна с, компенсатором; на фиг. 2 - схема аэродинамических нагрузок при установившемся вращении антенны без компенсатора; на фиг.З то же, с компенсатором. Вращающаяся антенна состоит из рефлектора 1 и облучателя 2,расположенных на вращающейся платформе 3 с валом 4, снабженной приводом, при этом вал 4 установлен на опорах 5 и 6, и груза 7, жестко закрепленного на тыльной стороне рефлектора 1. Груз 7 выполнен обтекаемой формы, например, в виде шара. Антенна вращается вокруг вертикальной оси со скоростью О). Груз закреплен в точке. А, которая лежит в плоскости ABC (фиг. 3), проходящей через вертикальную ось 8 вращения и перпендикулярной к плоскости две, которая проходит через ось 8 вращения и точку Д - центр давления аэродинамических сил сопротивления (приложение равнодействующей всех аэродинамических сил к вращающейся антенне при ее вращении). Плоскость, вращения груза 7 лежит ниже плоскости вращения точки Д на расстоянии Ь Аэродинамическая сила сопротивления fl при вращении антенны является равнодействующей всех сил, распределенньк по поверхности конструктивных элементов вращающейся антенны. Сила сопротивления 3 приложена к центру давления аэродинамических сил сопротивления вращающейся антенны в точке Д, которая лежит в плоскости. симметрии, проходящей через ось 8 вращения, и перпендикулярна плоскост симметрии. Так как сила приложена к вращающейся, антенне на расстоянии ДВ от оси вращения и на высоте Ь от первой опоры 5, то момент -2 Й- Р преодолевается приводным момен том М , а перенесенная в точку В сила Q приводит к возникновению радиальных реакций S-I и 5у на опорах 5 и 6. Радиальные реакции 5 и 3 являются знакопеременными нагрузками на опоры вращающейся антенны, компен сация их осуществляется компенсатог ром аэродинамической нагрузки - грузом 7, расположенным в точке А (фиг. 2 и. 3), а его вес подбирается таким образом, чтобы его центробежная сила Т при вращении а 1Тенны со скоростью ш была равна по величине аэродинамической силе сопротивления fl, т.е. сила Т уравновесит силу б, что приведет к исчезновению радиальСила F груза ных реакций 5 и воспринимается как вертикальная нагрузка вала А. Действительно, если вьщержать соотношение Т:Р - r-li , то направление суммарной силы N Т Р будет вдоль линии АВ, т.е. точку приложеНИН силы R можно перенести из точки А в точку В, а сила Р является осевой нагрузкой вала 4, которая воспринимается опорами 5 или 6. Таким образом, условием компенсации радиальных сил в опорах 5 и 6 является расположение груза 7 в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии вращающейся антенны, в точке с координатами г, h . Вес груза опреде.ляют расчетным путем. Расположение груза 7 должно бы-БЬ впереди центра давления по направлению вращения антенны, так как при этом векторы сил И и Т встречно направлены. Центробежная сила груза весом Р h 11 И Т а из соотношения Т:Р G(J.Таким образом. ( ускорение земного притяжения). Введение во вращающуюся антенну компенсатора аэродинамической нагрузки в виде груза снимает радиальные нагрузки на опоры. Эффективность от использования изобретения заключается в уменьшении потребного крутяего момента дЛя вращения антенны и снижении мощности привода и металломкости . Изобретение может быть использоано для вращающихся антенн, распооженных как внутри обтекателя, так на открытом воздухе.

ВРАЩАМЦАЯСЯ АНТЕННА, содержащая рефлектор и облучатель, расположенные на вращающейся платформе с валом, снабженной приводом, при этом вал установлен на опорах, и компенсатор аэродинамической нагрузки, закрепленныйна тыльной стороне рефлектора, отличающая ся тем, что, с целью уменьшения мощности привода путем уменьшения аэродинамических сил сопротивления, компенсатор аэродинамической Нагрузки вьшолнен в виде груза обтекаемой формы, например шара, расположенного со стороны действия аэродинамических сил сопротивления и ниже центра их давления на вращающуюся антенну на расстоянии в осевой плоскости, перпендикулярной осевой плоскости, проходящей через центр давления аэродинамических сил сопротивления, а расстояние L, и вес груза определяются из вьфажений: to Ъ - расстояние по вертикали где между центром давления аэродинамических сшт сопротивления и грузом; « - ускорение земного притяжения; U) - угловая скорость вращения антенны; f - вес груза; и - сила аэродинамического соп ротивления вращающейся антенны; - радиус вращения груза. 00 00 to О) го