Устройство для поворота летательного аппарата


 


Владельцы патента RU 2474519:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" (RU)

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим двигателям, и может быть использовано для создания моментов сил, способных поворачивать подвижные объекты, перемещающиеся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля. Технический результат состоит в создании моментов сил, способных поворачивать подвижные объекты, перемещающиеся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля Земли. Витки обмотки расположены снаружи подвижного объекта, перемещающегося в магнитом поле Земли. Две противоположные стороны каждого витка расположены вдоль оси поворота подвижного объекта и по разные стороны этой оси. Остальные части витка закрыты магнитонепроницаемыми экранами. 1 ил.

 

Изобретение относится к электрической технике, в частности к электрическим двигателям, и может быть использовано для создания моментов сил, способных поворачивать подвижные объекты, перемещающиеся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля.

Для поворота летательного аппарата могут использоваться аэродинамические или газодинамические органы управления, реактивные двигатели. Первые требуют нахождения летательного аппарата в достаточно плотных слоях атмосферы и неэффективны на больших высотах, вторые требуют наличия реактивных или ракетных двигателей и запаса топлива, что снижает массу полезной нагрузки аппарата.

Одним из типов исполнительных элементов системы ориентации (стабилизации), как системы автоматического управления, могут быть электрические двигатели.

Наиболее близким к предлагаемому решению является моментный вентильный двигатель постоянного тока, в котором статор и ротор не имеют общего корпуса и подшипников. Данные двигатели применяются в системах гироскопической стабилизации, системах точного позиционирования (Н.И.Волков, В.П.Миловзоров, Электромашинные устройства автоматики. Изд.2. Учебник для студентов вузов. М.: «Высшая школа», 1986, с.264-265).

Существенным недостатком такого двигателя является принципиальная невозможность использования его в качестве исполнительного элемента, позволяющего управлять угловым положением летательного аппарата, движущегося по орбите вокруг Земли. Ротор и статор такого двигателя создают моменты относительно оси двигателя, но это внутренние моменты, которые не могут привести к повороту летательного аппарата.

Технической задачей изобретения является разработка устройства, создающего моменты сил, способные поворачивать подвижные объекты, перемещающиеся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля Земли.

Указанная цель достигается тем, что согласно изобретению витки обмотки расположены снаружи летательного аппарата, причем две противоположные стороны каждого витка расположены вдоль оси поворота и по разные стороны этой оси, а остальные части витка закрыты магнитонепроницаемыми экранами.

Существенным отличием предлагаемого технического решения является то, что витки обмотки расположены снаружи летательного аппарата, причем две противоположные стороны каждого витка расположены вдоль оси поворота и по разные стороны этой оси, а остальные части витка закрыты магнитонепроницаемыми экранами.

На чертеже показано устройство для поворота летательного аппарата. Снаружи летательного аппарата 1 расположены витки 2 обмотки. Вдоль оси 3 поворота летательного аппарата расположены две противоположные стороны каждого витка обмотки, остальные части витков закрыты магнитонепроницаемыми экранами 4.

При протекании по обмотке 2 электрического тока действует сила F, которая создает вращающий момент М, приводящий к повороту летательного аппарата 1 относительно оси 2. Магнитонепроницаемые экраны 4 препятствуют взаимодействию электрического тока, протекающего в проводах обмотки, расположенных в экранах, с магнитным полем Земли, чтобы не создавался момент сил, стремящийся развернуть летательный аппарат относительно оси, перпендикулярной оси поворота 3.

В данном устройстве нет имеющегося в известных электрических двигателях статора с его магнитной системой. Его роль выполняет магнитное поле Земли.

В данном устройстве отсутствует проблема передачи электрической энергии с неподвижного источника на подвижный ротор, т.к. источник энергии и обмотки ротора неподвижны относительно друг друга, а необходимость смены направления тока для изменения направления вращающего момента может быть решена так же, как и у вентильных двигателей.

Небольшая напряженность магнитного поля Земли позволяет получить сравнительно небольшие моменты сил, которые, однако, могут действовать продолжительное время, поворачивая летательный аппарат в пространстве на требуемый угол. Так, например, при массе цилиндрического летательного аппарата 5000 кг и его радиусе 1 м, длине неэкранированной части обмотки 100 м (25 витков обмотки при длине объекта 2 м) и токе в ней 10а, создаваемый момент в состоянии повернуть летательный аппарат за 1 минуту на 2°, а за 5 минут этот поворот уже может составить 50°. Изменения скорости поворота можно получить, изменяя длину обмотки, величину тока в обмотке или время его включения.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет использовать его в качестве исполнительного элемента для ориентации летательного аппарата, движущегося по орбите вокруг Земли.

Устройство для поворота летательного аппарата, включающее ротор с обмоткой, отличающееся тем, что витки обмотки расположены снаружи летательного аппарата, причем две противоположные стороны каждого витка расположены вдоль оси поворота и по разные стороны этой оси, а остальные части витка закрыты магнитонепроницаемыми экранами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам получения электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии на подвижных объектах, перемещающихся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля.

Изобретение относится к управлению ориентацией космического аппарата (КА), оснащенного магнитометром для определения вектора напряженности магнитного поля Земли (МПЗ).

Изобретение относится к управлению полетом космических аппаратов с использованием данных о магнитном поле Земли (МПЗ). .

Изобретение относится к космической технике и может применяться для стабилизации искусственных спутников Земли (ИСЗ) с использованием геомагнитного поля. .

Изобретение относится к области управления ориентацией и движением центра масс космических аппаратов (КА). .

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для управления ориентацией космических аппаратов (КА). .

Изобретение относится к космической технике и может использоваться в полупассивных системах управления искусственными спутниками Земли (ИСЗ). .

Изобретение относится к области управления ориентацией и орбитой центра масс космических аппаратов (КА). .

Изобретение относится к области управления ориентацией и орбитой центра масс космических аппаратов (КА). .

Изобретение относится к системам управления искусственными спутниками Земли с использованием магнитного поля Земли. .

Изобретение относится к ракетно-космической технике

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам, предназначенным для получения электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии на летательных аппаратах, перемещающихся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля Земли. Технической результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в уменьшении влияния работы электрического генератора для искусственного спутника Земли на ориентацию летательного аппарата при одновременном обеспечении повышения эффективности работы самого электрического генератора. Указанный технической результат достигается тем, что в предлагаемом электрическом генераторе для искусственного спутника Земли, якорь которого выполнен в виде катушки, половина которой, включающая в себя половину каждого витка катушки, закрыта магнитонепроницаемым экраном, согласно изобретению якорь генератора выполнен из двух одинаковых катушек, расположенных по обе стороны искусственного спутника Земли симметрично относительно его центра масс, при этом обмотки катушек генератора соединены параллельно или последовательно и согласно. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для определения временной привязки телеметрических измерений с космического аппарата (КА). Способ определения временной привязки телеметрических измерений с КА включает генерацию на борту временных меток и передачу их с измеряемыми параметрами бортовых систем в сформированном телеметрическом кадре на наземный приемный пункт. При этом измеряют на борту космического аппарата напряженность магнитного поля Земли, измеряют параметры орбиты космического аппарата, по которым определяют напряженность магнитного поля Земли, определяют ошибку временной привязки телеметрических измерений Δt из соотношений где Ha - модуль напряженности магнитного поля Земли, полученный по измеренным параметрам орбиты космического аппарата, Н - модуль напряженности магнитного поля Земли, полученный по измерениям на борту космического аппарата, и определяют временную привязку телеметрических измерений по формуле t*=t+Δt, где t - временная привязка телеметрических измерений, полученная по бортовым временным меткам. Обеспечивается точная временная привязка телеметрических измерений с КА.
Наверх