Вращающаяся антенна

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Н 01 Q 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3496189/18-09 (22) 30.09.82 (46) 30.03.84. Бюл. Ô 12 (72) А.В.Самоцветов, Б.С.-Г.Рябой (53) 621.396.67(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ У 1466541, кл. Н 01 Q 1/12, опублик. 1976.

2. Патент ClilA В 3276024, кл. 343-757, опублик. 1966 (прото тип). (54)(57) ВРАЩАЮЩАЯСЯ АНТЕННА, содержащая рефлектор и облучатель, расположенные на вращающейся платформе с

1 валом, снабженной приводом, при этом вал установлен на опорах, и компенсатор аэродинамической нагрузки, закрепленный на тыльной стороне рефлектора, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения мощности привода путем уменьшения аэродинамических сил сопротивления, компенсатор аэродинамической нагрузки выполнен в виде груза обтекаемой формы, например шара, расположенного со

„,Я0„„1083262 A стороны действия аэродинамических сил сопротивления и ниже центра их давления на вращающуюся антенНу на расстоянии 1 в осевой плоскости, перпендикулярной осевой плоскости, проходящей через центр давления аэродинамических сил сопротивления, а расстояние „ и вес груза определяются из выражений: аЪ - — Р=

2 ы2„ где h — расстояние по вертикали между центром давления аэродинамических сил сопротивления и грузом; ф — ускорение земного притяжения;

ы — угловая скорость вращения антенны; — вес груза;

@ — сила аэродинамического сопротивления вращающейся антенны;

1 — радиус вращения груза.

1083262

Яф

2 2

Ш и) 35

Изобретение относится к радиот нике, в частности к конструкциям

i. вращающихся антенн,и может быть использовано во вращающихся устройствах, не обладающих осевой симметрией, 5 для компенсации или уменьшения возникающих при вращении аэродинамических сил на опоре.

Известна конструкция вращающейся антенной системы, состоящей из двух зеркальных антенн, тыльными сторонами обращенных друг к другу. Между краями рефлекторов расположены. выпуклой поверхностью наружу специальные аэродинамические закрылки, позволяющие уменьшить аэродинамический момент сопротивления вращению 1 ).

Однако компенсатор аэродинамических нагрузок нельзя применять для одиночных антенн и его вес сос- 20 тавляет заметную долю в общем весе антенной системы.

Наиболее близкой к йредлагаемой является вращающаяся антенна, содержащая рефлектор и облучатель, рас- >5 положенные на вращающейся платформе с валом, снабженной приводом, при этом вал установлен на опорах, и компенсатор аэродинамической нагрузки, закрепленный на тыльной стороне 50 рефлектора t.23.

К недостаткам известной вращающейся антенны относятся повышенные аэродинамические силы сопротивления и мощность привода.

Цель изобретения — уменьшение мощности привода путем уменьшения аэродинамических сил сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что во вращающейся антенне, содержащей рефлектор и облучатель, расположенные на вращающейся платформе с валом, снабженной приводом, при 45 этом вал установлен на опорах, и компенсатор аэродинамической нагрузки, закрепленный на тыльной стороне рефлектора, компенсатор аэродинамической нагрузки выполнен в виде гру- 50 за обтекаемой формы, например шара, расположенного со стороны действия аэродинамических сил сопротивления и ниже центра их давления на вращающую я антенну на расстоянии h в осе- 55 вой плоскости, перпендикулярной осевой плоскости, проходящей через. центр давления аэродинамических сил т сопротивления, а расстояние 1„ и вес груза определяются из выражений: где Ь вЂ” расстояние по вертикали между центром давления аэродинамических сил сопротивле;"ния и грузом; — ускорение земного притяжения; ш — угловая скорость вращения антенны;.

Р— вес груза;

9 — сила аэродинамического сопротивления вращающейся антенны; г — радиус вращения груза.

На фиг. 1 представлена вращающаяся антенна с, компенсатором, на фиг . 2 — схема аэродинамических нагрузок при установившемся вращении антенны без компенсатора; на фиг.3 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 М . Груз закреплен в точке

А, которая лежит в плоскости АВС (фиг. 3), проходящей через вертикальную ось 8 вращения и перпендикулярной к плоскости ДВС, которая проходит через ось 8 вращения и точку

Д вЂ” 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

Аэродинамическая сила сопротивления & при вращении антенны является равнодействующей всех сил, распределенных по поверхности конструктивных элементов вращающейся антенны, Сила сопротивления Я приложена к центру давления аэродинамических сил сопротивления вращающейся антенны в точке Д, которая лежит в плоскости, 1083262 4 ся расположение груза 7 в плоскости, и перпендикулярной плоскости симметрии вращающейся антенны, в точке с координатами г, Ъ . Вес груза определяют расчетным путем. Расположение груза 7 должно бысть впереди центра давления по направлению вращения антенны, так как при этом векторы сил Я и Т встречно направлены. Центро1О бежная сила груза весом Р т = " ш2„таы2Г . ф

Р=

8g г„

Т:Р =

Q q r из соотношения иТ=-а

> Pr.

3 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 ат первой опоры 5, то момент М" =

= 8 P преодолевается приводным момен том N,,а перенесенная в точку В сии ла И приводит к возникновению радиальных реакций 5„ и 5 на опорах

5 и 6. Радиальные реакцйи .S и .5 являются знакопеременными нагрузками на опоры вращающейся антенны, компен сация.их осуществляется компенсатором 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 антенны со скоростью и была равна по величине 2б аэродинамической силе сопрочивления

Я, т.е. сила Т уравновесит силу Я,, что приведет к исчезновению радиаль-; ных реакций. 5 и 5< . Сила Р груза 7 воспринимается как вертикальная . 25 нагрузка вала 4.

Действительно, если выдержать соотношение Т:P = гЪ, то направление суммарной силы Й = Т + Р будет вдоль линни АВ, т.е. точку приложения силы Й 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 ра- у5 диальных сил в опорах 5 и 6 являетг

Qg .Таким образом, Г = — и = 2 (g — 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 крутящего момента для вращения антенны и снижении мощности привода и металлоемкости.

Изобретение может быть использовано для вращающихся антенн, расположенных как внутри обтекателя, так и на открытом воздухе.

1083262

Ь

Составитель А.Михайлин

Редактор А.Лежнина Техред Л.Коцюбняк Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1764/46 Тираж 591 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород,. ул. Проектная, 4