Учебный прибор по астрономии и географии Советский патент 1992 года по МПК G09B23/06 

тием 2 и изображением траектории 3 движения спутника, размещенный в отверстии 2 глобус k с приводом 5 вращения и установленный на панели 1 имитатор б искусственного спутника Земли, размещенный с тыльной стороны панели механизм 7 поворота имитатора 6 спутника, коммутатор 8 с шаговым искателем и источник питания 9.

Имитатор 6 спутника состоит из установленного на оси 10 вращения планшета 11, имеющего световые датчики 12, 13 солнечной и земной ориентации, имитаторы приборов 14 и соплового Iблока 15, имитатор 16 солнечных батарей и антенн, имеющий поворотный элемент 17, и световую сигнализацию 18, 19, 20, 21, 22 начала и конца

30, термопривод электрически связан с коммутатором 8 (фиг. 4), а на пов ротном элементе 17 смонтирован датч

5 13 земной ориентации.

Механизм 7 поворота имитатора спутника состоит из взаимодействую- щего с осью 10 вращения имитатора 6 спутника реверсивного электродвигат

10 ля 31, электрически связанного с ко мутатором 8, двух закрепленных одни концом на планшете 11 пластин/ 32, выполненных из материала, обладающе эффектом памяти формы, и электричес

15 ки связанных с коммутатором 8, двух установленных на свободных концах пластин магнитов 3, 35 и размещенных на планшете 11 в заданном полож нии герконов 36, взаимодействующих

работы имитаторов. Изображение траек-да магнитами 3, 35, при этом одна из

тории 3 движения спутника нанесено по охватывающей глобус 4 модели эллиптической орбиты с лампами 23 световой сигнализации места нахождения спутника на траектории 3 полета. 25

Имитаторы приборов 1 и соплового блока 15 выполнены в виде пластин с изображением названия соответствующих приборов, световой датчик 13 земной ориентации размещен на поворотном 30 элементе 17 имитатора 16 солнечных батарей и антенн, привод 5 вращения глобуса электрически связан с коммутатором 8, а механизм 7 поворота имитатора 6 спутника кинематически связан с имитатором 16 солнечных батарей и антенн.

Имитатор 16 солнечных батарей и антенн состоит из двух шарнирно установленных по бокам имитатора 6 спутника подпружиненных поворотных рычагов 24, закрепленных с тыльной стороны имитатора 6 направляющих 25, размещенной в направляющих 25 выдвижной платформы .6, шарнирно установленного с на краю платформы поворотного элемента 1 7 и смонтированного с тыльной стороны панели 1 механизма их перемещения, имеющего шарнирно установленный на панели одним концом стержень 27, взаимодействующий с выдвиж- 50 ной платформой 26 и термопривод, выполненный в виде контактирующей со стержнем пластины 28, изготовленной из материала, обладающего эффектом памяти формы, при этом рычаги 24 и 55 выдвижная платформа 25 кинематически связаны гибкой связью 29, перекинутой через укрепленные на панели блоки

35

40

пластин (32) кинематически связана гибкой связью 37 со стержнем 27 и п воротным элементом 17 имитатора 16 солнечных батарей и антенн. На пане ли 1 нанесено также в верхней части изображение 38 Солнца. В электричес кую схему устройства входят также временное устройство 30, поляризова ное реле 40 и два электромагнитных реле Р и Р1.

Прибор работает следующим образо

В исходном состоянии поворотные рычаги 24 имитатора 16 солнечных ба тарей и антенн .притянуты пружинами планшету 11, выдвижная платформа 26 с помощью рычага 27 убрана внутрь планшета 11, шаговый искатель (ШИ) коммутатора 8 установлен в нулевое положение кнопкой (сброс ШИ) глобус 4 повернут на оси привода 4 вращени точкой старта в сторону наблюдателя а имитатор 6 повернут на оси 10 .на некоторый угол относительно вертикальной оси панели 1.

При включении выключателя В1 питание от источника 9 питания подает ся к коммутатору 8, к реверсивному электродвигателю-31 и к световому сигнализатору 18 начала работы имит торов соплового блока 15, демонстри руя необходимость создания управляю щих моментов изменяющих угловое пол жение спутника.

Через промежуток времени, устано ленный на временном устройстве 39, ШИ коммутатора 8 переходит в первое положение и через контакты ламелей его первой группы питание подается электроприводу 5 глобуса 4 и к пеов

30, термопривод электрически связан с коммутатором 8 (фиг. 4), а на поворотном элементе 17 смонтирован датчик

13 земной ориентации.

Механизм 7 поворота имитатора спутника состоит из взаимодействую- щего с осью 10 вращения имитатора 6 спутника реверсивного электродвигателя 31, электрически связанного с коммутатором 8, двух закрепленных одним концом на планшете 11 пластин/ 32, 33 выполненных из материала, обладающего эффектом памяти формы, и электрически связанных с коммутатором 8, двух установленных на свободных концах пластин магнитов 3, 35 и размещенных на планшете 11 в заданном положении герконов 36, взаимодействующих с

магнитами 3, 35, при этом одна из

пластин (32) кинематически связана гибкой связью 37 со стержнем 27 и поворотным элементом 17 имитатора 16 солнечных батарей и антенн. На панели 1 нанесено также в верхней части изображение 38 Солнца. В электрическую схему устройства входят также временное устройство 30, поляризованное реле 40 и два электромагнитных реле Р и Р1.

Прибор работает следующим образом.

В исходном состоянии поворотные рычаги 24 имитатора 16 солнечных батарей и антенн .притянуты пружинами к планшету 11, выдвижная платформа 26 с помощью рычага 27 убрана внутрь планшета 11, шаговый искатель (ШИ) коммутатора 8 установлен в нулевое положение кнопкой (сброс ШИ) глобус 4 повернут на оси привода 4 вращения точкой старта в сторону наблюдателя, а имитатор 6 повернут на оси 10 .на некоторый угол относительно вертикальной оси панели 1.

При включении выключателя В1 питание от источника 9 питания подается к коммутатору 8, к реверсивному электродвигателю-31 и к световому сигнализатору 18 начала работы имитаторов соплового блока 15, демонстрируя необходимость создания управляющих моментов изменяющих угловое положение спутника.

Через промежуток времени, установленный на временном устройстве 39, ШИ коммутатора 8 переходит в первое положение и через контакты ламелей его первой группы питание подается к электроприводу 5 глобуса 4 и к пеовому транспаранту 1 имитаторов прибо- ров, имитируя начало работы программного устройства. Через контакты ла- мелей второй группы ШИ питание подается к лампе 23 световой сигнализации места нахождения спутника на траектории 3, демонстрируя момент отделения спутника от ракеты, а через ламели третьей группы ШИ питание подается к световому сигнализатору 19 начала работы электропривода 5 глобуса k. Соотношение времени вращения глобуса Ь и движения спутника по орбите 3 выбрано равным 1:2.

После отделения от ракеты вращение имитатора 6 спутника вокруг его центра масс имитируется поворотом планшета 11 относительно панели 1. Он поворачивается в одну из сторон до тех пор пока один из магнитов З1 (35) не сравняется с одним из герконов 36. . При проходе магнита около геркона, - контакты последнего замыкаются, срабатывает поляризованное реле 0 и через его контактные группы К1.1, К1.2 изменяется полярность питания реверсивного электродвигателя 31 Двигатель 31 начинает поворачивать планшет 11 в противоположную сторону. Одновременно происходит смена световой сигнализации 18 у имитаторов соплового блока 15 предназначенных в режиме первого витка демонстрировать гашение угловых скоростей.

Во втором положении ШИ питание поается ко второй лампе 23 световой сигнализации места нахождения спутника на траектории, к первому, второму и третьему транспарантам 1 имитаторов приборов, имитирующих начало работы программного устройства, блока датчиков угловых скоростей и начало работы усилителя-преобразователя для демонстрации работы системы управления угловым положением спутника в режиме гашения угловых скоростей, возникающих .в момент отделения спутника от ракеты, а также к световому сигнализатору 19 начала и конца работы электропривода 5 глобуса t.

В третьем положении ШИ питание поступает к первому, второму и третьему транспарантам И имитаторов приборов, к третьей лампе 23 световой сигнализации места нахождения спутника на траектории 3 полета и к пластине 28 термопривода, контактирующей с выдвижной платформой 26.

Когда температура пластины 28 повысится и достигнет точки начала прямого мартенситного превращения (Мн ,. 40°С) , она начнет выпрямляться. При достижении температуры тока начала обратного мартенситного превращения (Лн 70°С) пластина 28 полностью приобретает свою вторую форму.

При этом она поворачивает за нижнее плечо рычаг 27, который выдвигает по направляющим 25 выдвижную платформу 26, натягивает трос 29 и устанавливает в рабочее положение подпружинен5 ные поворотные рычаги 2k, демонстрируя приведение обеспечивающих систем в рабочее состояние.

В четвертом положении ШИ питание подается к приводу 5 глобуса 4, его

0 сигнализатору 19, к четвертой лампе 23 световой сигнализации места нахождения спутника на траектории 3 полета, к первому, второму, третьему транспарантам И и к четвертому

5 транспаранту И, имитирующему работу гироскопической системы, а также к пластинам 28, 32 и 33 и к световому сигнализатору 20 начала работы светового датчика 12.

0 в результате подачи питания на пластины 32, 33 с магнитами 3, 35 они изгибаются, а магниты расходятся, в результате чего происходит уменьшение поворотов планшета 11 и стабили5 зация его положения относительно вертикали панели 1, имитируя этим ориентацию светового датчика 12 солнечной ориентации на изображение 38 Солнца. В момент изгиба пластины 32, связанный с ней трос 37 натягивается и выставляет на Землю световой датчик 13 земной ориентации, установленный на поворотном элементе 17.

В пятом положении ШИ кроме подачи

питания к перечисленным выше элементам подается питание также к световому сигнализатору 21 имитатора 16 антенн, имитируя начало их работы в режиме связи, и к пятой лампе 23 световой сигнализации места нахождения спутника на траектории 3 полета.

В шестом положении ШИ питание подается ко всем перечисленным выше элементам и к световому сигнализатоРУ 22 начала работы светового датчика 13 земной ориентации.

В следующих положениях ШИ до окончания первого витка происходит переключение только светового сигнализатора 23, имитирующего движение спутника по орбите 3.

При включении выключателя В1 пластины 28, 32, 33 принимают первона- чальную форму, происходит складывание поворотных рычагов 2, установленных в первоначальное положение выдвижной платформы 26, магнитов 3, 35 и светового датчика 13 земной ориентации.

Использование изобретения позволит значительно повысить дидактические возможности при изучении основ эксплуатации летательных аппаратов и динамики их полета по орбите вокруг Земли.

Формула изобретения

. 1. Учебный прибор по астрономии и географии, содержащий панель с отверстием и изображением траектории движения спутника, размещенный в отверстии глобус с приводом вращения и размещенный на панели имитатор ис- кусственного спутника Земли, отличающийся тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем демонстрации динамики полета спутника по орбите, он снаб- жен размещенным с тыльной стороны панели механизмом поворота имитатора спутника и коммутатором с шаговым искателем и источником питания, имита35

ор спутника состоит из установленного на оси вращения планшета, имеющего световые датчики солнечной и земной ориентации, имитаторы приборов, оплового блока, имитатор солнечных батарей и антенн, имеющий поворотный элемент, и световую сигнализацию начала и конца работы имитаторов, а изображение траектории движения спутника нанесено на охватывающей глобус эллиптической орбите с лампами световой сигнализации места нахождения спутника на траектории полета, при этом имитаторы приборов и соплового блока выполнены в. виде размещенных на . имитаторе спутника пластин с изображением названия соответствующих при- 50 боров, световой датчик земной ориентации размещен на поворотном элемен45

Q

$

0 5 Q

5

. 0

5

те имитатора солнечных батарей и антенн, привод вращения глобуса электрически связан с коммутатором, а механизм поворота имитатора спутника кинематически связан с имитатором солнечных батарей и антенн.

2.Прибор поп.1, отличающийся тем, что имитатор солнечных батарей и антенн состоит из двух шарнирно установленных по бокам имитатора спутника подпружиненных пово-. ротных рычагов, закрепленных с тыльной стороны имитатора спутника направляющих, размещенной в направляющих выдвижной платформы, шарнирно установленного на краю платформы поворотного элемента и смонтированного с тыльной стороны панели механизма их перемещения, имеющего шарнирно установленный на панели одним концом стержень, взаимодействующий с выдвижной платформой, и термопривод, выполненный в виде контактирующей со стержнем пластины, изготовленный из материала, обладающего эффектом памяти формы, при этом рычаги и выдвижная платформа кинематически связаны гибкой связью, перекинутой через -укрепленные на панели блоки, термопривод электрически связан с коммутатором,

а на поворотном элементе смонтирован датчик земной ориентации.

i

3.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что механизм поворота имитатора спутника состоит из взаимодействующего с осью вращения имитатора спутника реверсивного электродвигателя, электрически связанного с коммутатором, двух закрепленных одним концом на планшете пластин, выполненных из материала, обладающего эффектом памяти формы, и электрически связанных с коммутатором, двух установленных на свободных концах пластин магнитов и размещенных на планшете в заданном положении герконов, взаимодействующих с магнитами, при этом одна из пластин кинематически связана гибкой связью со стержнем и поворотным элементом имитатора солнечных батарей и антенн.

$ ф f

vO

tv

ir о vO

r.

p

Csj V

(47

vЈ ГА ITi О

мэ

Г-I

h

Ь

Использование: демонстрационные приборы по астрономии и географии и позволяет расширить дидактические возможности путем демонстрации динамики полета спутника по орбите. Сущность изобретения: при включении выключателя питание от источника 9 питания через коммутатор 8 подается к световому сигнализатору 18 начала работы имитаторов соплового блока 15 и реверсивному электродвигателю механизма поворота имитатора спутника 6, состоящего из установленного на оси 10 вращения планшета 11 со световыми датчиками солнечной 12 и земной 13 ориентации, имитаторов приборов 1 и соплового блока 15, имитатора 16 солнечных батарей и антенн. Через заданный коммутатором 8 промежуток времени Изобретение относится к демонстрационным приборам и может быть использовано, например, в учебном процессе при изучении движения искусственного спутника Земли. Целью изобретения является расширение дидактических возможностей пу- 1 тем демонстрации динамики полета спутника по орбите. питание подается также к электроприводу 5 глобуса 4, установленного в выполненном в панели 1 отверстии 2 и охваченного эллиптической орбитой с сигнальными лампами 23 места нахождения спутника на траектории. В результате этого происходит вращение на оси 10 в ту или-другую сторону имитатора спутника 6, вращение глобуса 4 и поочередное загорание сигнальных ламп 23, чем демонстрируется вращение спутника вокруг его центра масс в полете и нахождение спутника на траектории 3 его движения относительно заданной точки на глобусе 4 в заданное время полета. Одновременно с этим наблюдают раскрытие имитатора 16 солнечных батарей и антенн, свечение имитаторов приборов 14 и соплового блока 15, а также работу световых датчиков солнечной 12 и земной 13 ориентации. Причем в ходе демонст- ,рации имитатор спутника 6 вначале вращается в одну сторону, а затем в другую, демонстрируя тем самым возникновение и гашение системой стабилизации спутника угловых скоростей. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Ј / На Шиг. 1 изображен предлагаемый прибор; на фиг. 2 - кинематическая схема имитатора солнечных батарей и антенн; на фиг. 3 - кинематическая схема механизма поворота имитатора спутника; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема устройства. Учебный прибор по астрономии и географии содержит панель 1 с отвереХ| ON О СЛ CJ сь

ч,

р

Pi

о taw. у

р