Анализ устойчивости и поддержание орбитальной структуры космической системы связи

Используются стандартные передвижные пеногенераторы, которые позволяют непрерывно получать химическую пену. Пеногенератор типа ПГМ-50 применяют для тушения легковоспламеняющейся и горючей жидкости.

Анализ устойчивости и поддержание орбитальной структуры космической системы связи

Дипломная работа

Авиация, Астрономия, Космонавтика

Другие дипломы по предмету

Авиация, Астрономия, Космонавтика

Сдать работу со 100% гаранией
енных с помощью решения навигационной задачи, заданных ограничений и характеристик объекта управления. Решение задачи наведения можно получить различными путями. При этом может оказаться необходимым решать некоторые частные задачи наведения, например:

  • определение требуемой траектории движения, реализация которой обеспечила бы приведение КА из точки фазового пространства, в которой он находится, в заданную точку;
  • определение необходимых сил и моментов, которые ведут КА на требуемую траекторию полета;
  • определение закона изменения параметров управления, их зависимости от параметров движения, которые необходимо реализовать для обеспечения полета по требуемой траектории.

Перечисленные задачи навигации и наведения можно объединить как задачи управления движением центра масс КА.

Задачи ориентации и стабилизации, которые можно назвать задачами управления движения относительно центра масс КА следующие:

  • совмещение осей КА (или одной оси) с осями (или осью) некоторой системы координат, называемой базовой системой отсчета, движение которой в пространстве известно (задача ориентации);
  • устранение неизбежно возникающих в полете малых угловых отклонений осей КА от соответствующих осей базовойсистемы отсчета (задача стабилизации).

Принципы построения систем ориентации и стабилизации на активных и пассивных участках полета примерно одинаковы. Вместе с тем малость возмущающих внешних моментов, действующих на КА в полете, позволяет использовать ряд необычных так называемых пассивных способов стабилизации КА.

Пассивные способы стабилизации.

Стабилизировать КА относительно осей базовой системы отсчета можно за счет использования стабилизирующих свойств некоторых внешних моментов. К таким моментам относятся гравитационный момент, аэродинамический и момент от давления лучей Солнца. Во всех случаях пассивной стабилизации конструкцию КА надо выбирать таким образом, чтобы усилить эффективность стабилизации с помощью указанных моментов. Условно к пассивным способам стабилизации в инерциальной системе координат можно отнести стабилизацию КА с помощью вращения, когда используются гироскопические свойства КА, которому предварительно сообщена постоянная угловая скорость относительно одной из осей. Этот способ стабилизации называется стабилизацией вращения.

Активные способы стабилизации.

По сравнению с пассивной стабилизацией, активная более эффективна при парировании внешних возмущений и более точна, так как точность в основном зависит от методической ошибки алгоритма стабилизации и инструментальной погрешности приборов ориентации.

Системы ориентации и стабилизации с реактивными двигателями. Существует несколько видов активных систем ориентации и стабилизации в зависимости от типа применяемых исполнительных органов, которые предназначены для создания управляющих моментов. Широко распространены малогабаритные реактивные двигатели, которые могут быть как однокомпонентные, так и двухкомпонентные. В однокомпонентных двигателях тяга создается либо за счет энергии сжатого газа, либо разложением вещества, например, перекиси водорода.

Система ориентации и стабилизации с двигателями - маховиками и гироскопическими силовыми стабилизаторами. Управляющий момент в системах с маховиками создается изменением угловой скорости маховика, установленного по оси КА. В качестве привода маховика используется электродвигатель, к которому предъявляется рад специфических требований. В первую очередь, он должен обладать хорошими регулировочными характеристиками и позволять изменять угловую скорость маховики в широком диапазоне. Такими свойствами обладают двухфазный асинхронный двигатель и двигатель постоянного тока с постоянными магнитами. Наибольшее предпочтение отдают первому из них, так как он обладает дополнительными преимуществами, связанными с массой и энергопотреблением.

Наряду с обычными двигателями - маховиками для стабилизации КА с большими моментами инерции могут применяться силовые гироскопы в кардановом подвесе, работающие по принципу усиления момента и создающие управляющие моменты за счет гироскопических моментов.

Системы с моментным магнитопроводом создают управляющий момент с помощью тока в электрическом контуре внутри КА, в результате взаимодействия его с магнитным полем Земли.

В данной работе рассматриваются КА, система ориентации и стабилизации которых, используют двигатели маховики. При использовании гиростабилизаторов возникает слишком большой управляющий момент, что является совершенно неприемлемым для космических аппаратов малых габаритов, которые рассматриваются в работе. Необходимо только отметить, что система с двигателями - маховиками требует второго контура для их разгрузки. Суть ее состоит в том, что моментный магнитопровод создает внешний момент, на основе взаимодействия магнитного поля Земли с магнитном полем катушек на борту КА, по которым течет ток. Система с двигателями - маховиками реагирует на этот момент и парирует его, обеспечивая уменьшение угловой скорости двигателей - маховиков. Обеспечение высокой точности ориентации и стабилизации, а также максимально возможной экономичности делает такую систему наиболее целесообразной для космических аппаратов, входящих в состав космической системы связи.

В целях управления бортовыми параметрами КА, которые в течение срока функционирования претерпевают значительные изменения, на борту КА находится система коррекции. В данной работе рассматривается КСС, состоящая из 66 спутников, расположенных на квазиполярных орбитах. Коррекция производится при нарушении ограничения на зону обслуживания: B(t)B*, где B(t) текущее значение зоны обслуживания каждого КА, B* заданный параметр. Система коррекции может быть построена на основе различных типов КДУ.

Жидкостные реактивные двигатели (ЖРД). В двигателях данного типа тяга, а соответственно и управляющий момент возникает за счет реакции струи газа, вытекающего из сопла. Истекающий газ является продуктом сгорания двухкомпонентного топлива, которое является самовоспламеняющимся.

Стационарные плазменные двигатели (СПД) (двигатели малой тяги). В данных двигателях в процессе работы образуется плазма в результате нагрева до высоких температур. Для ускорения используется магнитное поле. Недостатком этих двигателей является большое энергопотребление, что ведет к увеличению габаритов КА (увеличение площади солнечных батарей). Тем не менее, они позволяют получить большее значение удельной тяги по сравнению с ЖРД.

На КА, рассматриваемых в данной работе, тип КДУ окончательно еще не выбран.

  1. Требования, предъявляемые к КСС

1. Технические требования

Космическая система связи должна включать в свой состав:

1) Космический комплекс, состоящий из:

  • орбитального комплекса;
  • наземного ракетно-технического комплекса;
  • наземного комплекса управления.

2) Наземный специальный комплекс, состоящий из:

  • абонентских терминалов;
  • шлюзовых станций;
  • станции передачи команд и приема телеметрической информации.

3) Орбитальный комплекс должен включать 66 основных и 6 резервных спутников.

4) Наземный ракетно-технический комплекс должен включать в свой состав:

  • ракету-носитель;
  • стартовый комплекс;
  • измерительный комплекс;
  • технический комплекс.

5) Наземный комплекс управления должен включать в свой состав:

  • центральный пункт управления;
  • командно измерительные пункты.

6) КА должен включать в свой состав:

  • Радиоэлектронное оборудование;
  • Систему ориентации, стабилизации и управления;
  • Двигательную установку;
  • Систему энергопитания;
  • Конструкцию КА.

2. Конструктивные требования

  • простота сборки;
  • взаимозаменяемость однотипных сборочных узлов;
  • модульная конструкция всех узлов;
  • минимизация веса конструкции;
  • минимизация перепадов температуры путем применения шлифованных поверхностей, термоизолирующих покрытий, термопроводящих материалов, датчиков аппаратуры и аппаратуры регулирования температуры.

3. Технологические требования

Для изделий данного класса серийности должны использоваться типовые технологические процессы.

4. Требования к радиоэлектронной защите

Необходимо обеспечение помехозащищенности, электромагнитной совместимости.

5. Требование к живучести и стойкости к внешним воздействиям

Обеспечение стойкости к:

  • акустическим воздействиям;
  • вакууму;
  • радиации и др.

6. Требование к надежности

Резервирование критического оборудования:

  • центрального процессора;
  • генератора опорной частоты;
  • преобразователей напряжения;
  • усилителей мощности радиолиний;
  • шифраторов и дешифраторов командных сигналов.

7. Эксплуатационные требования

Обеспечение сохранности КА при транспортировке и хранении, а также безопасности, удобстве и не трудоемкости обслуживания.

8. Требование к поддержанию зоны обслуживания каждого КА в заданных пределах.

Зона обслуживания каждого КА должна лежать в пределах от 4200 км до 3800км.

  1. Формулировка технической задачи

В настоящей технической задаче рассматривается космическая система спутниковой связи типа “Иридиум”.

Выполнив анализ системы, можно сформулировать постановку технической задачи. Техническая задача это задача для проектировщиков и конструкторов.

КСС разрабатывается с целью обеспечения непрерывной глобальной связи в

Похожие работы

<< < 1 2 3 4 5 6 7 8 > >>