RU2580593C2 - Method of discharging power from gyro of spacecraft with creating the magnetic moment - Google Patents
Method of discharging power from gyro of spacecraft with creating the magnetic moment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580593C2 RU2580593C2 RU2014123860/11A RU2014123860A RU2580593C2 RU 2580593 C2 RU2580593 C2 RU 2580593C2 RU 2014123860/11 A RU2014123860/11 A RU 2014123860/11A RU 2014123860 A RU2014123860 A RU 2014123860A RU 2580593 C2 RU2580593 C2 RU 2580593C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unloading
- moment
- spacecraft
- magnetic
- vector
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000007599 discharging Methods 0.000 title 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 37
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000001357 hemopoietic progenitor cell Anatomy 0.000 description 4
- 238000001167 microscope projection photolithography Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Details Of Aerials (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике и может использоваться для разгрузки системы силовых гироскопов (СГ) космических аппаратов (КА) от накопленного кинетического момента. В системах ориентации современных КА широко применяются в качестве исполнительных органов СГ (Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов. Москва. «Наука». 1974) [1]. Они позволяют значительно уменьшить расход рабочего тела реактивных двигателей КА при выполнении программы полета, однако требуют постоянной или периодической разгрузки от накопленного кинетического момента. Один из наиболее эффективных способов разгрузки заключается в использовании управляющего магнитного момента, получаемого от взаимодействия магнитного поля Земли с магнитными моментами, свойственными самому КА.The invention relates to space technology and can be used to unload a system of power gyroscopes (SG) spacecraft (SC) from the accumulated kinetic moment. In the orientation systems of modern spacecraft, they are widely used as executive organs of the SG (Raushenbakh B.V., Tokar E.N. Spacecraft orientation control. Moscow. "Science". 1974) [1]. They can significantly reduce the flow rate of the working fluid of the spacecraft jet engines during the flight program, however, they require constant or periodic unloading from the accumulated kinetic moment. One of the most effective methods of unloading is to use a control magnetic moment obtained from the interaction of the Earth's magnetic field with the magnetic moments inherent in the spacecraft itself.
Известен способ разгрузки системы СГ КА, заключающийся в измерении индукции магнитного поля Земли (МПЗ), измерении накопленного кинетического момента в системе СГ, определении необходимых проекций магнитного момента системы магнитных исполнительных органов (МИО) для разгрузки СГ, формировании магнитного момента в МИО, который взаимодействуя с МПЗ, создает управляющий момент сил, разгружающий систему СГ (Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Соллогуб А.В., Макаров В.П. Методы обеспечения живучести низкоорбитальных автоматических КА зондирования Земли. Москва. «Машиностроение». 2010) [2, стр. 196]. Использование специальных МИО приводит к дополнительному потреблению электроэнергии, а также снижает массу полезной нагрузки, выводимой на орбиту.There is a known method of unloading the spacecraft SG system, which consists in measuring the Earth's magnetic field induction (MPZ), measuring the accumulated kinetic moment in the SG system, determining the necessary projections of the magnetic moment of the system of magnetic actuating organs (IOI) for unloading the SG, forming a magnetic moment in the IOI, which interacting with MPZ, creates a control moment of forces that relieves the SG system (Kirilin A.N., Akhmetov R.N., Sollogub A.V., Makarov V.P. Methods for ensuring survivability of low-Earth orbit automatic sensing spacecraft and. Moscow. "Engineering". 2010) [2, p. 196]. The use of special MIO leads to additional consumption of electricity, and also reduces the mass of the payload brought to orbit.
Известен способ формирования разгрузочного момента для системы СГ от накопленного кинетического момента с использованием токовых контуров солнечных батарей (СБ) (Патент RU 2030338 С1. МКИ В64G 1/28 / Ковтун В.С., Кузьмичев А.Ю., Платонов В.Н. Способ формирования разгрузочного момента для системы силовых гироскопов космического аппарата с солнечными батареями // Изобретения. 1995. №7) [3]. Указанный способ разгрузки системы СГ как наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому изобретению принимается авторами за прототип. Суть способа заключается в формировании сигнала управления на токовые контуры СБ КА для создания магнитных моментов, измерение вектора кинетического момента, накопленного в системе силовых гироскопов, измерении вектора индукции МПЗ, определение единичного вектора разгрузочного момента, получаемого от взаимодействия магнитных моментов токовых контуров СБ с МПЗ, определении по указанному вектору и вектору накопленного кинетического момента условий разгрузки СГ, обеспечении путем управления токовыми контурами СБ указанных условий.A known method of forming the discharge torque for the exhaust gas system from the accumulated kinetic moment using current circuits of solar batteries (SB) (Patent RU 2030338 C1. MKI
В способе-прототипе отсутствует расход электроэнергии на формирование разгрузочного момента, а также не требуется иметь на борту КА специальный МИО. К основным недостаткам способа-прототипа можно отнести невозможность проводить разгрузку СГ на теневых интервалах орбиты КА, а также необходимость разработки системы управления токовыми контурами СБ для получения возможности разворота контуров в требуемом направлении, обеспечивающем разгрузку СГ.In the prototype method, there is no power consumption for the formation of the discharge torque, and it is also not required to have a special MIO on board the spacecraft. The main disadvantages of the prototype method include the impossibility of unloading the SG in the shadow intervals of the spacecraft orbit, as well as the need to develop a control system for the current circuits of the SB to be able to turn the circuits in the desired direction, providing unloading of the SG.
Задачей изобретения является повышение эффективности разгрузки СГ за счет увеличения значения разгрузочного момента, получаемого от взаимодействия магнитных моментов токовых контуров, образованных в различных устройствах КА с МПЗ, а также использования указанного разгрузочного момента на теневых интервалах орбиты КА.The objective of the invention is to increase the efficiency of SG unloading by increasing the value of the discharge torque obtained from the interaction of the magnetic moments of the current circuits formed in various spacecraft devices with a fault, as well as the use of the specified discharge torque in the shadow intervals of the spacecraft orbit.
Для достижения указанного технического результата в способе разгрузки силовых гироскопов космического аппарата с создаваемым магнитным моментом, включающем измерение текущего значения вектора накопленного кинетического момента
формирование сигнала управления на токовые контуры КА путем изменения величины и направления протекания тока для обеспечения условий разгрузки силовых гироскопов от накопленного кинетического моментаgenerating a control signal to the spacecraft current circuits by changing the magnitude and direction of the current flow to provide conditions for unloading power gyroscopes from the accumulated kinetic moment
где
предварительно в q-x диаграммообразующих схемах, где q=1, 2,…,Q, в каждом p-м режиме работы фазированной антенной решетки, где р=1, 2,…,Р, измеряют значения токов в контурах питания Ipq и площадей Spq контуров, а также определяют направления нормалей
по магнитным моментам для каждого токового контура определяют значение магнитного момента фазированной антенной решетки в каждом p-м режиме работыthe magnetic moments for each current circuit determine the magnetic moment of the phased antenna array in each p-th mode of operation
определяют значения единичных векторов
где
где
Суть предлагаемого способа заключается в использовании токовых контуров диаграммообразующих схем (ДОС) фазированных антенных решеток (ФАР) КА, которые при взаимодействии с МПЗ создают магнитные управляющие моменты, для обеспечения разгрузки СГ от накопленного кинетического момента.The essence of the proposed method is the use of current loops of diagram-forming circuits (DOS) of the phased antenna arrays (PAR) of the spacecraft, which, when interacting with the magnetic field, create magnetic control moments to ensure the discharge of the SG from the accumulated kinetic moment.
Для объяснения предлагаемого способа рассмотрим ФАР, состоящую из модулей (см. фиг. 1), являющихся элементами панели (см. фиг. 2) приемо-передающей активной ФАР. Размер модулей 480×480×40 в центральных частях панели, по краям - размер 480×380×40. При этом панель содержит µ1=22 модуля размером 480×480×40 и µ2=16 модулей размером 480×380×40. Каждый модуль содержит антенное полотно и элементы формирования лучей в сигналы с номинальной полосой частот. В состав модуля на фиг. 1 входят:To explain the proposed method, consider a headlamp consisting of modules (see Fig. 1), which are elements of a panel (see Fig. 2) of a transceiver active headlamp. The size of the modules is 480 × 480 × 40 in the central parts of the panel, along the edges - the size is 480 × 380 × 40. The panel contains µ 1 = 22 modules of size 480 × 480 × 40 and µ 2 = 16 modules of size 480 × 380 × 40. Each module contains an antenna sheet and elements of the formation of beams into signals with a nominal frequency band. The composition of the module in FIG. 1 includes:
- 64 антенны, работающие в заданном диапазоне частот, которые объединены синфазным разветвителем-сумматором в 16 антенных элементов;- 64 antennas operating in a given frequency range, which are combined by an in-phase splitter-adder into 16 antenna elements;
- 16 переключателей прием-передача;- 16 transmit-receive switches;
- 16 приемных и 16 передающих усилителей;- 16 receiving and 16 transmitting amplifiers;
- 16-ти канальные СВЧ сумматор и разветвитель, в котором встроены управляемые элементы формирования лучей;- 16-channel microwave adder and splitter, in which controlled elements of the formation of beams are built-in;
- преобразователи напряжения +50В (75В) в +5В и в другие необходимые напряжения;- voltage converters + 50V (75V) to + 5V and other necessary voltages;
- цифровая схема управления.- digital control circuit.
Функциональная схема управления модуля содержит 16 приемо-передающих ячеек с реверсивным усилительным трактом и управляемой круговой поляризацией излучения и приема сигналов. Основанием конструкции является многослойная печатная плата (МПП). Один из крайних слоев отведен под разводку и монтаж всех навесных элементов. Часть слоев в МПП являются слоями питания и цифровых сигналов, в том числе транслируемых на другие МПП в пределах панели ФАР. Между МПП электрические сигналы и питание передаются через гибкие шлейфы.The functional control circuit of the module contains 16 transmitting and receiving cells with a reversing amplifying path and controlled circular polarization of the radiation and signal reception. The basis of the design is a multilayer printed circuit board (MPP). One of the extreme layers is reserved for the wiring and installation of all attachments. Some of the layers in the MPP are layers of power and digital signals, including those transmitted to other MPPs within the headlamp panel. Between MPP, electrical signals and power are transmitted through flexible loops.
Архитектура модуля соответствует двухполяризационной ФАР со скрещенными микрополосковыми излучателями. При этом ДОС разных поляризаций отделены экраном (Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электронным движением луча. Под редакцией Л.Д. Бахраха. С.-Петербург, 2001) [4, стр. 215]. Каждой ДОС, при работе ФАР, соответствует определенное электрическое поле. Поле характеризуется токовым контуром, охватывающим характерный вид площади в поперечном сечении линии передачи ДОС [4, стр. 233]. В свою очередь вид площади зависит от типа ДОС. В рассматриваемом примере, для ДОС с последовательным питанием на симметричной полосковой линии с направленными ответвителями, площадь токового контура имеет вид прямоугольника [4, стр. 233].The architecture of the module corresponds to a bipolarization headlamp with crossed microstrip emitters. In this case, DOS of different polarizations are separated by a screen (Vendik OG, Parnes MD Antennas with electronic beam motion. Edited by L.D. Bahrakh. St. Petersburg, 2001) [4, p. 215]. Each DOS, when the headlight is operating, corresponds to a specific electric field. The field is characterized by a current circuit, covering a characteristic view of the area in the cross section of the DOS transmission line [4, p. 233]. In turn, the type of area depends on the type of dos. In this example, for DOS with serial power supply on a symmetrical strip line with directional couplers, the area of the current circuit looks like a rectangle [4, p. 233].
Величина тока в контуре ДОС и направление его протекания определяется режимами работы ФАР - «приема», «передачи», «приема-передачи», изменениями мощности сигнала в приемо-передающем тракте, - которые могут быть реализованы в разных частотных диапазонах с разворотом токовых контуров в реверсивном усилительном тракте. При этом в антенных решетках с частотным сканированием формированию разных частот будут соответствовать разные токовые контуры питания ДОС. В качестве примеров могут служить случаи электронно-коммутируемого питания, в которых формируются несколько лучей одновременно - это матрица Батлера и линза Люнеберга [4, стр. 208-209]. Схемы питания в обоих случаях предполагают изменения в формировании токовых контуров на плоской конструктивной поверхности ФАР. На конечные значения тока и площади контура могут влиять также технологические особенности изготовления ФАР, а также допустимые отклонения в работе электрических преобразователей, через которые обеспечивается питание ДОС.The magnitude of the current in the DOS circuit and the direction of its flow is determined by the operating modes of the PAR - “receive”, “transmit”, “receive-transmit”, changes in the signal power in the transmit-transmit path, which can be implemented in different frequency ranges with a turn of the current circuits in the reverse amplification path. Moreover, in antenna arrays with frequency scanning, the formation of different frequencies will correspond to different current DOS power circuits. Cases of electron-switched power supply, in which several beams are formed simultaneously, can serve as examples: these are the Butler matrix and the Luneberg lens [4, p. 208-209]. Power schemes in both cases involve changes in the formation of current circuits on the flat structural surface of the PAR. The final values of the current and the area of the circuit can also be affected by the technological features of the manufacture of the HEADLIGHTS, as well as the permissible deviations in the operation of electrical converters, through which the power supply of the DOS is provided.
Поэтому, после изготовления ФАР, до начала ее эксплуатации, предварительно измеряют в q-x ДОС, где q=1, 2,…,Q, в каждом p-м режиме работы фазированной антенной решетки, где p=1, 2,…,Р, значения токов в контурах питания Ipq и площадей Spq контуров. Для измерений площади применяют термографы (тепловизоры) - различного рода инфракрасные камеры, использующие длину волн от среднего инфракрасного до терагерцового диапазона. В результате получают снимки электрических (или тепловых) полей для используемых типов ДОС в разных режимах их работы [4, стр. 233], по которым измеряют площади токовых контуров.Therefore, after the manufacture of the PAR, before the start of its operation, it is preliminarily measured in qx DOS, where q = 1, 2, ..., Q, in each p-th mode of operation of the phased array, where p = 1, 2, ..., P, the values of the currents in the power circuits I pq and the areas S pq of the circuits. To measure the area used thermographs (thermal imagers) - various kinds of infrared cameras that use wavelengths from medium infrared to terahertz range. As a result, images of electric (or thermal) fields are obtained for the used DOS types in different modes of their operation [4, p. 233], which measure the area of current circuits.
Направления нормалей
В результате для каждого модуля ФАР можно определить величину и направление указанных векторов (см фиг. 3). При этом указанные векторы могут иметь как положительные
Если на КА установлено несколько таких панелей, то определяют их суммарный магнитный момент по ранее указанному выражению (4). При этом суммируют магнитные моменты всех токовых контуров ДОС ФАР, полученных в составленных панелях. В таких случаях «магнитоуравновешенность» в целом может достигаться за счет равных противоположно направленных собственных магнитных моментов токовых контуров в парных панелях. А в случае использования в работе одной из панелей пары появляется соответствующая составляющая магнитного момента, присущая только работающей панели.If several such panels are installed on the spacecraft, then their total magnetic moment is determined by the previously specified expression (4). In this case, the magnetic moments of all current circuits of the DOS PHAR obtained in the compiled panels are summarized. In such cases, “magneto-equilibrium” as a whole can be achieved due to equal oppositely directed intrinsic magnetic moments of current loops in paired panels. And if one of the panels of the pair is used in operation, the corresponding component of the magnetic moment appears, which is inherent only to the working panel.
Таким образом, существуют несколько путей управления режимами работы ФАР для получения положительных или отрицательных собственных магнитных моментов, создаваемых всеми токовыми контурами ДОС ФАР КА, или получения условия их «магнитоуравновешенности».Thus, there are several ways to control the operating modes of the HEADLIGHTER for obtaining positive or negative intrinsic magnetic moments created by all current circuits of the DOS HEADLIGHTS or to obtain the conditions for their “magneto-balance”.
На фиг. 4 представлена схема разгрузки СГ от накопленного кинетического момента с использованием ФАР. При этом введены обозначения: 1 - КА; 2 - панель ФАР; OXYZ - связанный базис КА, оси которого совпадают с главными центральными осями инерции;
Указанный на схеме управляющий момент
Рассмотренный пример является частным случаем разгрузки СГ, поскольку вектор
Для этого определяют
В процессе разгрузки СГ контролируют наличие накопленного кинетического момента, т.е.
Как следует из (6), разгрузка невозможна в случае, когда угол между векторами
В случае выполнения указанного условия (6), для обеспечения дальнейшей разгрузки, производят повторное формирование разгрузочного момента вышеуказанным образом. При этом значения магнитного момента ФАР определяется по выражению (4) для каждого р-го режима ее работы на момент времени выполнения условия (6).If the specified condition (6) is fulfilled, to ensure further unloading, re-formation of the unloading moment is performed in the above manner. Moreover, the values of the magnetic moment of the phased array is determined by the expression (4) for each p-th mode of its operation at the time the condition (6) is satisfied.
Далее продолжают разгрузку СГ до ее завершения (получению значения
Реализация предложенного способа осуществляется на базе бортового комплекса управления (БКУ) КА, необходимый состав которого представлен на фиг. 5. БКУ представляет собой централизованно распределенную структуру бортовых систем:Implementation of the proposed method is carried out on the basis of the spacecraft onboard control complex (BCC), the necessary composition of which is presented in FIG. 5. BKU is a centrally distributed structure of airborne systems:
1 - бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС);1 - on-board digital computer system (BTsVS);
2 - система управления движением и навигации (СУДН);2 - traffic control and navigation system (SUDN);
3 - система управления бортовой аппаратурой (СУБА);3 - on-board equipment control system (SUBA);
4 - бортовая аппаратура управления (БАУ) ФАР;4 - on-board control equipment (BAU) PAR;
5 - система бортовых измерений (СБИ);5 - on-board measurement system (SBI);
6 - бортовая аппаратура служебного канала управления (БА СКУ).6 - on-board equipment of the service control channel (BA SKU).
При этом первый выход БЦВС 1 соединен с входом СУДН 2, выход которой соединен с первым входом БЦВС 1. Второй выход БЦВС 1 соединен с входом СУБА 3, выход которой соединен с входом БАУ ФАР 4. Три выхода БАУ ФАР 4 подключены (многоканально) с тремя входами СБИ 5. Четвертый вход СБИ 5 подключен к третьему выходу БЦВС 1. А выход СБИ 5 подключен ко второму входу БЦВС 1. Четвертый выход БЦВС 1 подключен к входу БА СКУ 6. А выход указанной бортовой аппаратуры подключен к третьему входу БЦВС 1.In this case, the first output of the
Кроме указанных обозначений на фиг. 5, дополнительно показан наземный комплекс управления (НКУ) КА (поз. 7), взаимодействующий с БА СКУ 6, направления передачи телеметрической (TM) и командно-программной информации (КПИ), а также информации оперативного контроля (ИОК). Интеграция перечисленных систем и бортовой аппаратуры в единый управляющий комплекс осуществляется средствами программного обеспечения (ПО) БКУ, размещаемого в цифровых вычислительных машинах и устройствах сопряжения БЦВС.In addition to the indicated symbols in FIG. 5, an additional ground control complex (GCC) of the spacecraft (pos. 7) is shown, which interacts with
Для реализации предлагаемого способа ПО БКУ обеспечивает решение следующих задач (см. фиг. 5):To implement the proposed method, BKU software provides a solution to the following tasks (see Fig. 5):
- расчет и управление ориентацией КА (поз. 1, 2);- Calculation and control of the orientation of the spacecraft (pos. 1, 2);
- управление и контроль включения бортовых систем (поз. 1-6);- management and control of the inclusion of on-board systems (pos. 1-6);
- прием, хранение, обработка и распределение КПИ, получаемой от НКУ (поз. 7).- reception, storage, processing and distribution of KPI received from GCC (item 7).
При помощи алгоритмов БЦВС 1, обеспечивающих работу кинематического и динамического контуров СУДН 2 [1], производится построение и поддержание заданной ориентации. При этом в качестве исполнительных органов используются СГ [1], с каждого из которых передаются в БЦВС измеренные значения кинетического момента. По указанным измеренным значениям определяется значение вектора накопленного кинетического момента
О текущем состоянии ФАР информация с датчиков тока, установленных в преобразователях напряжения модулей, поступает в виде ТМ информации через СБИ 5 в БЦВС 1. При этом подключение измерительных каналов БАУ ФАР 4 в СБИ 5 или повторное подтверждение в виде команд управления на их использование производится из БЦВС 1 одновременно с выдачей команды в СУБА 3. По этой же команде формируется массив цифровой ИОК для передачи через БА СКУ 6 в приемные средства НКУ 7 о выборе режима работы ФАР. В НКУ 7 осуществляется контроль работы выбранных режимов ФАР как по ИОК с борта КА, так и по характеристикам радиосигнала при непосредственном приеме и передаче его в системе спутниковой связи определенного диапазона, обеспечиваемого работой активной ФАР.About the current state of the HEADLIGHTS information from current sensors installed in the voltage converters of the modules comes in the form of TM information through
По результатам контроля работы ФАР, а также работы СГ, в случае необходимости, командами управления с НКУ 7 через БА СКУ 6 с формированием КПИ, поступающей в БЦВС 1, режимы управления ФАР могут принудительно изменяться.According to the results of monitoring the operation of the HEADLIGHTS, as well as the work of the SG, if necessary, the control commands from the
Оценим величину управляющего момента, создаваемого собственным магнитным моментами ФАР описанной выше конструкции. В соответствии с (3) определим для единичной ДОС модуля ФАР, представленного на фиг. 1, значение собственного магнитного момента в р-м режиме работыLet us estimate the magnitude of the control moment created by the own magnetic moments of the headlamps of the design described above. In accordance with (3), we determine for a single DOS of the PAR module shown in FIG. 1, the value of the intrinsic magnetic moment in the rth mode of operation
Для первого модуля с числом ДОС z1=64 и второго модуля с числом ДОС z2=48 значения собственных магнитных моментов будут соответственно равныFor the first module with the number of DOS z 1 = 64 and the second module with the number of DOS z 2 = 48, the values of the intrinsic magnetic moments will be respectively equal
Для одной панели ФАР (r=1), содержащей число модулей µ1=22 и µ2=16, в соответствии с (4), собственный магнитный момент равенFor one PAR panel (r = 1) containing the number of modules µ 1 = 22 and µ 2 = 16, in accordance with (4), the intrinsic magnetic moment is
Перспективные КА могут содержать до 14 указанных панелей (r=14). Тогда максимальный собственный магнитный момент всей ФАР, при векторной однонаправленности моментов ДОС, будет равенPromising spacecraft can contain up to 14 of these panels (r = 14). Then the maximum intrinsic magnetic moment of the entire PAR, with vector unidirectionality of the DOS moments, will be equal to
Далее, проведем оценку управляющего момента для КА, содержащего ФАР и находящегося на геостационарной орбите, где
Сравнительные оценки показали, что полученный магнитный управляющий момент больше чем на порядок величин при сравнении с гравитационным моментом и моментом от силы светового давления, действующих на один и тот же КА. Поскольку при штатной ориентации КА указанными моментами управлять сложно, то, формируя предложенным способом управляющий магнитный момент, можно парировать действие других моментов на КА, тем самым уменьшая нагрузку на систему СГ по кинетическому моменту. В конечном счете это приводит к экономии рабочего тела реактивных двигателей, применяемых для разгрузки СГ от накопленного кинетического момента [1].Comparative estimates showed that the obtained magnetic control moment is more than an order of magnitude when compared with the gravitational moment and the moment from the light pressure force acting on the same spacecraft. Since it is difficult to control the indicated moments with the regular orientation of the spacecraft, by forming the controlling magnetic moment by the proposed method, it is possible to counter the effect of other moments on the spacecraft, thereby reducing the load on the SG system by the kinetic moment. Ultimately, this leads to savings in the working fluid of jet engines used for unloading SG from the accumulated kinetic moment [1].
Список литературыBibliography
1. Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов. Москва. «Наука». 1974.1. Raushenbakh B.V., Tokar E.N. Spacecraft orientation control. Moscow. "The science". 1974.
2. Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Соллогуб А.В., Макаров В.П. Методы обеспечения живучести низкоорбитальных автоматических КА зондирования Земли. Москва. «Машиностроение». 2010.2. Kirilin A.N., Akhmetov R.N., Sollogub A.V., Makarov V.P. Methods for ensuring survivability of low-orbit automatic spacecraft sensing the Earth. Moscow. "Engineering". 2010.
3. Патент RU 2030338 С1. МКИ В64G 1/28 / Ковтун В.С., Кузьмичев А.Ю., Платонов В.Н. Способ формирования разгрузочного момента для системы силовых гироскопов космического аппарата с солнечными батареями // Изобретения. 1995. №7.3. Patent RU 2030338 C1.
4. Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электронным движением луча. Под редакцией Л.Д. Бахраха. С.-Петербург, 2001.4. Vendik O.G., Parnes M.D. Antennas with electronic beam movement. Edited by L.D. Bahraha. St. Petersburg, 2001.
Claims (1)
формирование сигнала управления на токовые контуры космического аппарата путем изменения величины и направления протекания тока для обеспечения условий разгрузки силовых гироскопов от накопленного кинетического момента
где
отличающийся тем, что предварительно в q -х диаграммообразующих схемах, где q=1, 2,…Q, в каждом p-м режиме работы фазированной антенной решетки, где p=1, 2,…Р, измеряют значения токов в контурах питания I pq и площадей S pq контуров, а также определяют направления нормалей
по магнитным моментам для каждого токового контура определяют значение магнитного момента фазированной антенной решетки в каждом р-м режиме работы
определяют значения единичных векторов
где
где
generating a control signal to the current circuits of the spacecraft by changing the magnitude and direction of the current flow to provide conditions for unloading power gyroscopes from the accumulated kinetic moment
Where
characterized in that previously inqdiagramming schemes, whereq = 1, 2, ... Qin eachp-m mode of operation of the phased antenna array, wherep = 1, 2, ... Pmeasure current values in power circuitsI pq and areasS pq contours, and also determine the direction of the normals
the magnetic moments for each current circuit determine the value of the magnetic moment of the phased antenna array in eachR-m mode of operation
determine the values of unit vectors
Where
Where
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123860/11A RU2580593C2 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Method of discharging power from gyro of spacecraft with creating the magnetic moment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123860/11A RU2580593C2 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Method of discharging power from gyro of spacecraft with creating the magnetic moment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014123860A RU2014123860A (en) | 2015-12-20 |
| RU2580593C2 true RU2580593C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=54871140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014123860/11A RU2580593C2 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Method of discharging power from gyro of spacecraft with creating the magnetic moment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580593C2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030338C1 (en) * | 1992-04-20 | 1995-03-10 | Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Method of forming unloading moment for powdered gyroscope system of space vehicle with solar-cell batteries |
| US5788188A (en) * | 1995-12-06 | 1998-08-04 | Matra Marconi Space France | Control of the attitude of a satellite in low orbit involving solar acquisition |
| RU2178761C1 (en) * | 2001-02-28 | 2002-01-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Method of control of moment of momentum of spacecraft in the course of orbit correction and system for realization of this method |
| US6681159B2 (en) * | 2001-10-28 | 2004-01-20 | The Boeing Company | Spacecraft methods and structures with enhanced attitude control that facilitates gyroscope substitutions |
| EP1428755A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-06-16 | The Boeing Company | Method and apparatus for solar tacking momentum maintenance in long-duration deployment of a large reflector |
| RU2356803C2 (en) * | 2006-12-01 | 2009-05-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Control method of kinetic momentum of space vehicle during orbit correction |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123860/11A patent/RU2580593C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030338C1 (en) * | 1992-04-20 | 1995-03-10 | Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Method of forming unloading moment for powdered gyroscope system of space vehicle with solar-cell batteries |
| US5788188A (en) * | 1995-12-06 | 1998-08-04 | Matra Marconi Space France | Control of the attitude of a satellite in low orbit involving solar acquisition |
| RU2178761C1 (en) * | 2001-02-28 | 2002-01-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Method of control of moment of momentum of spacecraft in the course of orbit correction and system for realization of this method |
| US6681159B2 (en) * | 2001-10-28 | 2004-01-20 | The Boeing Company | Spacecraft methods and structures with enhanced attitude control that facilitates gyroscope substitutions |
| EP1428755A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-06-16 | The Boeing Company | Method and apparatus for solar tacking momentum maintenance in long-duration deployment of a large reflector |
| RU2356803C2 (en) * | 2006-12-01 | 2009-05-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Control method of kinetic momentum of space vehicle during orbit correction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014123860A (en) | 2015-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2417690B1 (en) | Wireless power transmission system and method | |
| EP1889327B1 (en) | Lightweight space-fed active phased array antenna system | |
| US11329728B1 (en) | Optical tracking system using polarization modulation | |
| US10871560B2 (en) | Radar satellite and radar satellite system using radar satellite | |
| EP0963005A2 (en) | Reconfigurable multiple beam satellite reflector antenna with an array feed | |
| WO2024017850A1 (en) | Synthetic aperture radar satellite design and operation | |
| US20030206134A1 (en) | Partially deployed active phased array antenna array system | |
| EP3836427B1 (en) | Methods, systems and devices for free-space optical communications | |
| CN112688073B (en) | Reflection type multi-beam satellite communication panel array antenna control system and simulation method | |
| KR20200031095A (en) | Phased array antennas and devices that combine these phased array antennas | |
| Wilden et al. | GESTRA-technology aspects and mode design for space surveillance and tracking | |
| Fikes et al. | The Caltech space solar power project: Design, progress, and future direction | |
| RU2580593C2 (en) | Method of discharging power from gyro of spacecraft with creating the magnetic moment | |
| Saito et al. | Synthetic aperture radar compatible with 100kg class piggy-back satellite | |
| Brunet et al. | Transmitarrays for wireless power transfer on Earth and in space | |
| Pelham et al. | An Overview of Gigascale Antenna Arrays and Electromagnetics for Space Based Solar Power | |
| US12272881B1 (en) | Phased array antenna using series-fed sub-arrays | |
| JP3377960B2 (en) | Antenna control method | |
| RU2604268C2 (en) | Method for generating control actions on a spacecraft with phased antenna structure | |
| US12032079B1 (en) | Optical detector system with multiple path lengths | |
| US12312103B2 (en) | Satellite array system for detection and identification | |
| Dong et al. | Dynamic multi-mode microwave power transmission system concept for space applications | |
| US11522285B1 (en) | Beam steering and beam forming an antenna | |
| RU2725758C1 (en) | Wide-range intelligent on-board communication system using radio-photon elements | |
| Roshi et al. | The next generation Arecibo telescope: A preliminary study |