Застосування пасивного автобалансира як демпфера кута нутації сплюснутого обертового космічного апарата

1. Застосування пасивного автобалансира як демпфера кута нутації сплюснутого обертового космічного апарата. 2. Застосування за п. 1, яке відрізняється тим, що космічний апарат статично незрівноважений, відстань від центра мас космічного апарата до площини корекції не перевищує [C - max(A, B)] /(M åb) , де: b - відстань від центра мас космічного апарата до площини статичного дисбалансу, А, В - екваторіальні, U 2 (19) 1 3 28407 4 демпфер кута нутації сплюснутого обертового перевищує [C - max(A, B)] /(Måb), де b - відстань космічного апарата. Якщо космічний апарат від центра мас космічного апарата до площини статично незрівноважений, то для зменшення кута статичного дисбалансу, А, В - екваторіальні, С нутації від статичного дисбалансу відстань від повздовжній головні центральні осьові моменти центра мас космічного апарата до площини корекції не повинна перевищува ти інерції космічного апарата, Må - його маса, [C - max(A, B)] /(Måb), де b - відстань від центра коригувальні вантажі пасивного автобалансира будуть приходити у положення, у якому найбільше мас космічного апарата до площини статичного зрівноважують космічний апарат, чим зменшать дисбалансу, А, В - екваторіальні, С - повздовжній складову кута нутації, викликану статичною головні центральні осьові моменти інерції незрівноваженністю. При цьому повне усунення кута нутації відбудеться у випадку, коли площина космічного апарата, Må - його маса. В цьому випадку для повного усунення кута нутації від корекції пасивного автобалансира суміщена із статичного дисбалансу площина корекції площиною статичного дисбалансу. Зауважимо, що пасивного автобалансира повинна співпадати із неможливе усунення кута нутації, викликаного площиною статичного дисбалансу. Пасивний моментною незрівноваженністю космічного автобалансир може бути класичним (у якого апарата. Пасивний автобалансир може бути як центри мас коригувальних вантажів рухаються по класичним, так і некласичним, причому тип колам із центром на повздовжній осі обертового автобалансира принципово не впливає на процес тіла, причому площина кіл перпендикулярна зменшення кута нутації. повздовжній осі). зокрема кульовим, роликовим, На Фіг.1 зображений сплюснутий космічний маятниковим, кільцевим тощо. Пасивний апарат, у якого площина статичного дисбалансу автобалансир може бути некласичним не співпадає із площиною корекції, на Фіг.2 (коригувальні вантажі здійснюють інший рух, ніж статично, а на Фіг.3 - моментно незрівноважений коригувальні вантажі у класичних космічний апарат, на Фіг.4 зображений сплюснутий автобалансирах), зокрема таким, у якого космічний апарат, у якого площина статичного коригувальні вантажі обертаються навколо дисбалансу співпадає із площиною корекції, на поперечних осей космічного апарата, Фіг.5 зображений кільцевий автобалансир, на Фіг.6 повздовжньої і поперечної осей космічного кульовий, чи роликовий однорядний апарата, двох осей, які не є повздовжніми щодо автобалансир, на Фіг.7 - кульовий, чи роликовий космічного апарата, здійснюють сферичний рух дворядний автобалансир, на Фіг.8 - маятниковий навколо точки на повздовжній осі космічного автобалансир, на Фіг.9 - автобалансир, у якого апарата. коригувальні вантажі обертаються навколо Застосування пасивного автобалансира за поперечних осей космічного апарата, на Фіг.10 новим призначенням можливе за наступних автобалансир, у якого коригувальний вантаж підстав. З теорії демпферів кута нутації відомо, що обертається навколо повздовжньої і поперечної космічний апарат у початковий момент часу має осей космічного апарата, на Фіг.11 - автобалансир, кут н утації, викликаний як дисбалансом, так і у якого коригувальний вантаж обертається неточним наданням початкового обертання навколо двох осей, які не є повздовжніми щодо космічному апарату. Остання складова призводить космічного апарата, на Фіг.12 - автобалансир, у до руху відносно космічного апарата твердих тіл якого коригувальний вантаж здійснює сферичний демпфера і як наслідок - до розсіяння енергії. рух навколо точки на повздовжній осі космічного Також відомо, що у випадку сплюснутого апарата. обертового космічного апарата розсіяння енергії Приклади конкретного виконання. призводить до зменшення кута нутації від Приклад 1: На Фіг.1 показаний сплюснутий неточного надання обертання, а у випадку статично незрівноважений космічний апарат 1, витягнутого космічного апарата - до зростання який повинен обертатися навколо повздовжньої цього кута. Застосування пасивного осі 2, який статично незрівноважений, причому автобалансира як демпфера кута нутації площина статичного дисбалансу 3 не співпадає із сплюснутого обертового космічного апарата площиною корекції пасивного автобалансира 4. можливе тому, що він, як і демпфер, утворюється Відстань |GK| від центра мас космічного апарата приєднаними до космічного апарата твердими точки G до площини корекції - точки К не тілами - коригувальними вантажами. За наявністю перевищує кута нутації, викликаного неточним наданням | GK | < [ C - max(A, B)] /(Måb), (1) обертання космічному апарату, вони будуть де: рухатися відносно останнього. Це призведе до b=IGOI - відстань від центра мас космічного розсіювання енергія, що забезпечить зменшення апарата до площини статичного дисбалансу, зазначеного кута нутації. Тому у будь-якому разі А, В - екваторіальні, пасивний автобалансир буде зменшува ти С - повздовжній головні центральні осьові зазначену складову кута нутації, чим буде моменти інерції космічного апарата, працювати як демпфер. Må - його маса. Якщо космічний апарат статично незрівноважений, то за умови, що площина Пасивний автобалансир буде працювати у корекції пасивного автобалансира розташована на якості демпфера кута нутації сплюснутого відстані до центра мас космічного апарата, що не обертового космічного апарата наступним чином. При наявності кута н утації від неточного надання 5 28407 6 початкового обертання космічному апарату Приклад 3: по прикладу 1 чи 2, що коригувальні вантажі пасивного автобалансира відрізняється тим, що пасивний автобалансир будуть руха тися відносно космічного апарата. При кільцевий - Фіг.5. цьому буде розсіюватися енергія. Оскільки Приклад 4: по прикладу 1 чи 2, що космічний апарат - сплюснутий, то розсіяння відрізняється тим, що пасивний автобалансир енергії призведе до зменшення кута нутації, однорядний кульовий, чи роликовий - Фіг.6. викликаного неточним наданням обертання Приклад 5: по прикладу 1 чи 2, що космічному апарату. відрізняється тим, що пасивний автобалансир Розглянемо умови, за яких пасивний дворядний кульовий, чи роликовий - Фіг.7. автобалансир буде зменшувати, або повністю Приклад 6: по прикладу 1 чи 2, що усуне кут н утації, викликаний статичним відрізняється тим, що пасивний автобалансир дисбалансом. На Фіг.2 показаний статично маятниковий - Фіг.8. незрівноважений сплюснутий обертовий космічний Приклад 7: по прикладу 1 чи 2, що апарат. Статичну незрівноваженість створює відрізняється тим, що у пасивного автобалансира елементарна маса dm. Оскільки складова кута коригувальні вантажі обертаються навколо нутації від неточного надання обертання усун ута, поперечних осей космічного апарата - Фіг.9. то космічний апарат буде обертатися навколо Приклад 8: по прикладу 1 чи 2, що головної центральної осі інерції w. При цьому відрізняється тим, що у пасивного автобалансира коригувальний вантаж обертається навколо залишиться складова кута нутації d, викликана повздовжньої і поперечної осей космічного статичною незрівнваженістю, причому апарата - Фіг.10. d » -J xz /(C - A ), Приклад 9: по прикладу 1 чи 2, що Jxz = -r GO dm = -rbdm відрізняється тим, що у пасивного автобалансира де - відцентровий коригувальний вантаж обертається навколо двох момент інерції космічного апарата відносно осей осей, які не є повздовжніми щодо космічного GXYZ (вісь Y спрямована на нас і не показана). З апарата - Фіг.11. точністю до величин першого порядку малості Приклад 10: по прикладу 1 чи 2, що відносно dm включно відрізняється тим, що у пасивного автобалансира dxK - d GK , коригувальний вантаж здійснює сферичний рух навколо точки на повздовжній осі космічного xG = -rdm / Må - координата центра мас де апарата - Фіг.12. космічного апарата відносно осей GXYZ . Відомо, що для того, щоб відбувалося автобалансування треба, щоб центр пасивного автобалансира - точка К відхилявся від осі обертання космічного апарата протилежно вектору статичного дисбалансу ds, викликавшому це відхилення. Для цього треба виконання умови dxK = rdm / Må - GK × brdm /( C - А ) < 0, з якої знаходимо умову, що відстань від центра мас космічного апарата до площини корекції не повинна перевищува ти GK < (C - A ) /(Måb). GK < (C - A ) /(Måb) Аналогічну умову можна одержати для іншої головної площини космічного апарата Gyz. Остаточно матимемо, що пасивний автобалансир буде зменшувати статичний дисбаланс при виконанні умови (1). На Фіг.3 показано обертання космічного апарата навколо головної центральної осі інерції w у випадку моментного дисбалансу. В цьому випадку де б не розташува ти центр пасивного автобалансира - точку К, він буде відхилятися у бік одного з векторів дисбаланса. Тому пасивний автобалансир не зможе зменшувати кут н утації, викликаний моментним дисбалансом. Приклад 2: по прикладу 1, Фіг.4, що відрізняється тим, що площина корекції пасивного автобалансира 4 співпадає із площиною статичного дисбалансу 3. В цьому випадку пасивний автобалансир повністю усуне кут нутації від статичного дисбалансу, після чого космічний апарат 1 буде обертатися навколо повздовжньої осі 2. 7 28407 8