Действующая модель движения искусственного спутника земли

 

Изобретение относится к учебным посрбиям и предназначено для моделирования непрерывного глобального обзора поверхности Земли минимальным числом спутников , находящихся на круговых орбитах одинакового наклонения и радиуса. Модель содержит глобус с контурами материков, укрепленный на опорной стойке с возможностью вращения, и электропривод и отличаются тем, что с целью расширения дидактических возможностей глобус выполнен из прозрачного материала, внутри него установлено пять сферических сегментов, окрашенных в разные цвета, имитирующих круговые зоны обзора спутников. Сегменты установлены на дугообразных кронштейнах, одни концы которых со свободой поворота соединены с центрами сегментов, а другие кииематически связаны между собой посредством дифференциального механизма, укрепленного на опорной стойке, содержащей в верхней части сферическую чашку, который выпол-11 нен в виде двух ведущих шестерен, жестко установленных на вертикальном валу в подшипниках опорной стойки, с первой из жестко установленных на вертикальном валу в подшипниках опорной стойки, с первой из которых, установленной в центре сферической чашки, связаны шестерни приводов поворотных сферических сегментов, оси которых расположены под углом 44й к горизонтали и углом 72 между собой в плоскости экватора, а с второй - шестерня привода вращения, которая жестко связана с глобусом и установлена с помощью подшипников на трубке привода снаружи стойки . Каждый поворотный сегмент содержит прорези и подпружиненные заслонки прикрытия . Для прохождения сегментов мимо трубки привода на глобусе нанесена шкала долгот, а на опорной стойке установлен ее указатель. При включении электропривода глобус и сферические сегменты приходят в движение и имитируют вращение Земли и движение по ней зон обзора спутников. 3 ил. сл с о XI о сл ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)л 6 09 В 27/00

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4745858/12 (22) 30.10.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (72) В.И.Половников и Л.Д,Иванов (53) 523.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 255671, кл, G 09 В 27/02, 1970. (54) ДЕЙСТВУЮЩАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ

ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ (57) Изобретение относится к учебным посрбиям и предназначено для моделирования непрерывного глобального обзора поверхности Земли минимальным числом спутников, находящихся на круговых орбитах одинакового наклонения и радиуса. Модель содержит глобус с контурами материков, укрепленный на опорной стойке с возможностью вращения, и электропривод и отличаются тем, что с целью расширения дидактических возможностей глобус выполнен из прозрачного материала, внутри него установлено пять сферических сегментов, окрашенных в разные цвета, имитирующих круговые зоны обзора спутников. Сегменты установлены на дугообразных кронштейнах, одни концы которых со свободой поворота соединены с центрами сегментов, а другие кинематичеИзобретение относится к учебным пособиям и предназначено для моделирования непрерывного глобального обзора поверхности Земли минимальным числом спутников, находящихся на круговых орбитах одинакового наклонения и радиуса, при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по теории полета летательных

ЬЫН» 1679534А1 ски связаны между собой посредством дифференциального механизма, укрепленного на опорной стойке, содержащей в верхней части сферическую чашку, который выпол» нен в виде двух ведущих шестерен, жестко установленных на вертикальном валу в подшипниках опорной стойки, с первой из жестко установленных на вертикальном валу в подшипниках опорной стойки, с первой из которых, установленной в центре сферической чашки, связаны шестерни приводов поворотных сферических сегментов, оси которых расположены под углом 44" к горизонтали и углом 72 между собой в плоскости экватора, а с второй — шестерня привода вращения, которая жестко связана с глобусом и установлена с помощью подшипников на трубке привода снаружи стойки. Каждый поворотный сегмент содержит прорези и подпружиненные заслонки прикрытия, Для прохождения сегментов мимо трубки привода на глобусе нанесена шкала долгот, а на опорной стойке установлен ее указатель. При включении злектропривода глобус и сферические сегменты приходят в движение и имитируют вращение Земли и движение по ней зон обзора спутников, 3 ил. аппаратов по разделу баллистическое проектирование систем летательных аппаратов.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей путем демонстрации непрерывного глобального обзора поверхности Земли с учетом ее вращения минимальным числом спутников.

1679534

20

На фиг.1 представлен предлагаемый прибор, общий вид; на фиг.2 — то же, разрез; на фиг.3 — вид отдельного сегмента с заслонкой, Устройство (фиг.1 и 2) содержит глобус

1 с контурами материков, выполненный из прозрачного материала и укрепленный на трубке 2, установленный с помощью подшипников 3 снаружи пустотелой опорной стойки 4, содержащей в верхней части сферическую чашку 5, пять поворотных сферических сегментов 6, раскрашенных в разные цвета, имитирующих круговые зоны обзора бортовой аппаратуры спутников, которые установлены внутри глобуса 1 на дугообразных кронштейнах 7 со свободой поворота относительно них. Одни концы кронштейнов 7 соединены с центрами сегментов со стороны их внутренней части с помощью болтов 8 через отверстия 9, причем головки болтов с внешней стороны сегментов имитируют подспутниковые точки, другие жестко укреплены на осях ведомых шестерен дифференциального механизма и кинематически связаны с ним, Дифференциальный механизм выполнен в виде двух конических ведущих шестерен 10 и 11, жестко укрепленных на ведущем валу 12, установленном на подшипниках 13 внутри опорной стойки

4 и связанном через промежуточную шестерню 14 с ведущей шестерней 15 электропривода 16 вращения, при этом первая ведущая шестерня 10 установлена в центре сферической чашки 5.

В сферической чашке 5 опорной стойки

4 расположено пять конических шестерен

17 дифференциального механизма, связанных кинематически с первой ведущей шестерней 10 и через оси 18, установленные во втулках 19 чашки 5„с дугообразными кронштейнами 7 сферических сегментов. Оси 18 конических шестерен 17 жестко связаны с кронштейнами 7 и установлены в чашке 5 под углом 44 к горизонтальной плоскости, проходящей через центр ведущей шестерни

10, чем создаются одинаковые наклонения плоскостей орбит к круговым зонам обзора, выполненным в виде сферических сегмен- тов 6 к плоскости экватора. В горизонтальной плоскости оси 18 установлены через

72, чем создается разнесение восходящих узлов орбит один от другого в плоскости экватора на одинаковые углы, Подспутниковые точки имитируются головками болтов 8, находящихся снаружи и в центре поворотных сферических сегментов

6 (фиг.1 и 2).

Начальные аргументы широты подспутниковых точек на своих орбитах отличаются друг от друга на угол 72 .

Для создания непрерывного глобального обзора поверхности Земли пятью спутниками, движущимися по круговым орбитам одинакового наклонения i = 44 и радиуса, угловые размеры каждой зоны обзора должны быть одинаковы и равны 138,6 .

Сферические сегменты 6 содержат по краю пазы 21 (фиг,3), в которые частично входит трубка 2 крепления глобуса 1 при движении сферических сегментов 6 по круговым орбитам, заслонки 22 и держатели 23 и 24 пружин 25 и 26, причем заслонки 22 с держателями 23 установлены на осях 27, укрепленных на сферических сегментах 6, Держатели 24 закреплены на концах дугообразных кронштейнов 7, пружины 25 соединены с держателями 23 и 24, а пружины

26 соединены одним концом с держателями

24, а другим — со штырями 28, установленными на сферических сегментах 6, где укреплены также упоры 29 для заслонок и упоры 30 для сегментов 6, Упоры 30 упираются в ограничительные штыри 31, укрепленные в дугообразных кронштейнах 7.

Пазы 21 сферических сегментов 6 выполнены шириной Ь и длиной (, где b— диаметр трубки 2 привода глобуса, а

Ь где К вЂ” коэффициент (К = 0,406 рад);

R — радиус глобуса, мм.

Значение коэффициента К определяется следующим образом, Поскольку наклонение плоскостей орбит к плоскости экватора составляет угол i = 44, то угол между плоскостью любой орбиты и осью глобуса равен ф = 90 " - i = 46, Отсюда следует, что трубка 2 привода глобуса должна максимально углубляться в сферические сегменты 6 при их движении по своей работе на угол

Ьф= 69,3 - 46 = 23,3, что в радианах составляет 0,406. Если учесть диаметр трубки 2 привода, то получают искомое значение ь

Вторая ведущая шестерня 11 дифференциального механизма через саттелитные шестерни 32 и 33, установленные на концах оси 34, укрепленной во втулке 35 сферической чашки 5, и через ведомую шестерню 36 связана с трубкой 2 поворота глобуса 1.

Снаружи глобуса 1 по линии экватора установлена шкала 37 долгот, а на пустотелой опорной стойке 4 укреплен с воэможностью поворота указатель 38 шкалы долгот, Опорная стойка 4 и электропривод 16 установлены на основании 20.

Модель работает следующим образом.

1679534

30 ворачиваясь вокруг кронштейна 7 и трубки 35

45

Вначале демонстрируется система глобального обзора поверхности Земли с учетом ее вращения с помощью минимального числа спутников. Для этого на электропривод 16 вращения подается питание и при его вращении ведущая шестерня 15 электропривода через промежуточную шестерню

14 начинает поворачивать вал 12, установленный на подшипниках 13 внутри опорной стойки 4, а с ним и две конические ведущие шестерни 10 и 11. Ведущая шестерня 10 поворачивает ведомые конические шестерни 17 дифференциального механизма, а через оси 17, установленные во втулках 19 сферической чашки 5 опорной стойки 4, и дугообразные кронштейны 7 со сферическими сегментами 6 эон обзора, которые начинают двигаться по своим орбитам внутри прозрачного глобуса 1, при этом подспутниковые точки имитируются головками болтов

19, находящимися в центре разноцветных сегментов 6.

Одновременно вторая ведущая шестерня 10 поворачивает через сателлитные шестерни 32 и 33 и ведомую шестерню 36трубку

2 поворота глобуса и сам глобус 1 относительно опорной стойки 4, имитируя вращение Земли.

На каждом обороте сферических сегментов 6 по своим орбитам при подходе края того или иного сегмента 6 к трубке 2 привода глобуса последняя частично входит в пазы 21 сегментов, отодвигая подпружиненную заслонку 22. Затем сегменты 6, по2 привода, выходят иэ взаимодействия с трубкой 2 привода, подпружиненные пружиной 25 заслонки 22 закрывают пазы 21, а под действием пружины 36 сегменты 6 поворачиваются на кронштейне 7 в обратную сторону и становится с помощью ограничительных штырей 31 на упоры 30, принимая исходное положение.

После демонстрации непрерывного глобального обзора поверхности Земли эонами обзора пяти спутников, движущихся по своим орбитам, производится измерение с помощью шкалы 37 долгот, указателя 38 и секундомера промежутка времени между двумя последовательными прохождениями любой подспутниковой точки (ее центра) 5

25 восходящего узла орбиты, т.е. получают аналог периода обращения спутника на своей орбите, Затем с помощью шкалы 37 долгот, указателя 38 и секундомера определяют время одного оборота глобуса 1 вокруг своей оси (аналог звездных суток). По измеренным величинам можно определить параметры полета спутников, необходимые для непрерывного глобального обзора

Земли: период обращения и радиус круговой орбиты.

Формула изобретения

Действующая модель движения искусственного спутника Земли, содержащая глобус с контурами материков, укрепленный на опорной стойке с возможностью вращения, и электропривод, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей путем демонстрации непрерывного глобального обзора поверхности

Земли минимальным числом спутников, глобус выполнен из прозрачного материала, внутри него установлено пять сферических сегментов, окрашенных s разные цвета, имитирующих круговые зоны обзора спутника, сегменты установлены на дугообразных кронштейнах, одни концы которых шарнирно соединены с центрами сегментов, а другие кинематически связаны между собой посредством дифференциального механизма, укрепленного на опорной стойке, содержащей в верхней части сферическую чашку, который выполнен в виде двух ведущих шестерен, жестко установленных на вертикальном валу в подшипниках опорной стойки, с первой из которых, установленной в центре сферической чашки, связаны шестерни приводов поворотных сферических сегментов, оси которых расположены под углом 44 к горизонтали с углом 72" между собой в плоскости экватора, а с второй— шестерня привода вращения, которая жестко связана с глобусом и установлена с помощью подшипников на трубке привода снаружи стойки, каждый из поворотных сегментов содержит прорези и подпружиненные заслонки для прикрытия прохождения сегментов мимо трубки привода, на глобус по экватору нанесена шкала долгот, а на опорной стойке установлен ее указатель.

3679534

Фиг 1

1679534

Редактор Н.Рогулич

Заказ 3217 Тираж 268 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель М.Греблов

Техред М,Моргентал Корректор М.Кучерявая