Спосіб управління положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті та пристрій для його здійснення

1 Спосіб управління положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті шляхом зміни положення відбивачів, який відрізняється тим, що у процесі управління додатково змінюють оптичні властивості поверхні відбивачів 2 Пристрій для управління положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті, що містить плоскі відбивачі, які встановлено з можливістю зміни положення, який відрізняється тим, що відбивачі додатково оснащені елементами жалюзійного типу 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що елемент жалюзійного типу виконано у вигляді ра ми, яку розміщено на поверхні відбивача та яка містить плоскі елементи, які встановлено з можливістю обертання 4 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що на поверхні відбивача виконані паралельно рівномірно розміщені прорізі, елемент жалюзійного типу виконаний у вигляді рами, яку розміщено під поверхнею з можливістю поступового переміщення та яка містить плоскі елементи, які встановлені під деяким фіксованим кутом у прорізях поверхні відбивача 5 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що елемент жалюзійного типу виконано у вигляді діафрагми, яку розташовано на поверхні відбивача з можливістю перекриття частини поверхні відбивача пелюстками діафрагми 6 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що елемент жалюзійного типу виконано у вигляді складової частини поверхні відбивача, яка встановлена з можливістю обертання та має покриття з різними оптичними властивостями з протилежних сторін о ю Винахід відноситься до галузі управління рухом космічного апарату (КА) відносно центра мас, а саме до управління положенням центра тиску сонячної радіації на апараті Відомий спосіб управління положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті, що реалізується за допомогою зміни положення спеціальних поверхонь, що відбивають сонячне випромінювання (відбивачів), встановлених на космічному апараті [Д Б Де Бра, Принципы работы пассивных систем стабилизации и основные направления исследований, в кн "Современное состояние механики космического полета", - М Наука, 1969 - С 179-235] Відомий пристрій управління положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті, що складається із трьох пар відбивачів, розміщених взаємно перпендикулярно Кожен відбивач може повертатися навколо поздовжньої осі відповідної штанги та має покриття з однорідними оптичними властивостями [Э Б Галицкая, М И Киселев О радиационной ориентации космических аппаратов, Космические исследования - 1 9 6 5 - т III, вып 3, - С 391 - 394] Відомий також пристрій для управління положенням центра тиску, що складається з чотирьох сонячних рулів (відбивачів), які встановлено на панелях сонячних батарей з можливістю обертання та мають покриття з однорідними оптичними властивостями [Д Б Де Бра, Принципы работы пассивных систем стабилизации и основные направления исследований, в кн "Современное состояние механики космического полета", - М Наука, 1969 - С 179 - 235] У зазначених способі та пристроях для управління положенням центра тиску сонячної радіації на КА відсутня можливість одержати широкий спектр напрямків рівнодіючої сили тиску світу на поверхню окремого відбивача в наслідок того, що поверхня має покриття з незмінними оптичними властивостями та має обмеження по переміщенню щодо ю 45415 у вигляді рами, яку розміщено на поверхні відбивача та яка містить плоскі елементами, які встаноНайбільш близьким аналогом способу, що завлено з можливістю обертання являється, обраним як прототип, є спосіб управління положенням центра тиску сонячної радіації Крім того, на поверхні відбивача виконані пана космічному апараті, який включає визначення ралельні рівномірно розміщені прорізі, елемент поточного положення центра тиску на підставі дажалюзійного типу виконано у вигляді рами, яку них, що одержують від оптичних та інерційних датрозміщено під поверхнею з можливістю поступовочиків системи орієнтації, вироблення сигналів для го переміщення та яка містить плоскі елементи, які електродвигунів, які керують положенням спеціавстановлені під деяким фіксованим кутом у прорільних відбивачів та регулювання положення зях поверхні центра тиску шляхом зміни розташування відбиКрім того, елемент жалюзійного типу виконано вачів відносно КА [Патент США № 4426052 кп у вигляді діафрагми, яку розташовано на поверхні B64G1/36, 17 011984] Спосіб, що заявляється, відбивача з можливістю перекриття частини поветакож як і прототип включає зміну положення відрхні пелюстками діафрагми бивачів Крім того, елемент жалюзійного типу виконано Найбільш близьким аналогом приладу, що зау вигляді складової частини поверхні, яка встаноявляється, обраним як прототип, є пристрій для влена з можливістю обертання та має покриття з управління положенням центру тиску сонячної різними оптичними властивостями з протилежних радіації на космічному апараті, що складається з сторін шести спеціальних відбивачів, які розташовано на Наявність у пристрої управління положенням панелях сонячних батарей з можливістю обертанцентра тиску сонячної радіації на космічному апаня та які мають однорідне покриття з незмінними раті, що пропонується, відбивачів, які оснащені оптичними властивостями [Патент США № елементами жалюзійного типу, дозволяє змінюва4426052 кл B64G1/36, 17 01 1984] Пристрій, що ти оптичні властивості поверхні кожного відбивача, заявляється, також як і прототип містить плоскі що забезпечує реалізацію способу управління повідбивачі, встановлені з можливістю зміни пололоженням центра тиску сонячної радіації на косміження чному апараті, який пропонується Це дозволяє зробити висновок, що винаходи, які пропонуються У відомому способі та пристрої відбивачі мапов'язані між собою настільки, що вони утворюють ють однорідне покриття з незмінними оптичними єдиний винахідницький задум і, отже вимогу єдновластивостями, та обмеження по переміщенню сті винаходу виконано відносно апарату, що звужує діапазон можливих напрямків рівнодіючої сили тиску радіації на окреНа відміну від прототипу, в способі управління мий відбивач положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті, що пропонується, у процесі В основу винаходу поставлено задачу вдоскоуправління додатково змінюють оптичні властивоналення способу управління положенням центра сті поверхні кожного відбивача Напрямок рівнодітиску сонячної радіації на космічному апараті, в ючої сили тиску радіації на поверхню при фіксоваякому шляхом управління оптичними властивосному положенні відбивача та незмінних оптичних тями поверхонь відбивачів забезпечити поширенвластивостях, визначено однозначно для будьня діапазону можливих напрямків та модулів рівякого заданого напрямку освітлення Зміна оптичнодіючої сили та моменту тиску радіації на них властивостей поверхні дозволяє змінити наповерхню апарату і за рахунок цього підвищити прямок рівнодіючої сили тиску в межах поміж наефективність управління прямком зовнішньої нормалі до поверхні (у В основу винаходу поставлено також задачу випадку повного відбивання випромінювання) та вдосконалення пристрою для управління полонапрямком розповсюдження випромінювання (у женням центра тиску сонячної радіації на космічвипадку повного поглинання), тобто при деяких ному апараті, в якому шляхом нового конструктивкутах освітлення з'являється можливість зміни ного виконання відбивача забезпечити можливість напрямку рівнодіючої сили на кути до 90 градусів регулювання оптичних властивостей поверхні коТаким чином, можливість зміни оптичних властижного відбивача і за рахунок цього поширити діавостей поверхні відбивача дозволяє розширити пазон можливих напрямків рівнодіючої сили тиску діапазон можливих напрямків рівнодіючої сили радіації на поверхню окремого відбивача і підвитиску радіації на кожен окремий відбивач і, тим щити ефективність управління самим, підвищити ефективність використання коПоставлена задача вирішується тим, що у жної поверхні та системи управління в цілому способі управління положенням центра тиску сонячної радіації на космічному апараті, який вклюПорівняльний аналіз із прототипом показує, чає зміну положення відбивачів, згідно з винахощо пристрій управління положенням центра, тиску дом, у процесі управління додатково змінюють сонячної радіації на космічному апараті, що прооптичні властивості поверхні відбивачів понується, відрізняється тим, що відбивачі додатково оснащені елементами жалюзійного типу, а Поставлена задача вирішується також тим, що також конструктивним виконанням цих елементів у приладі для управління положенням центра, тисПерша відмітна ознака є достатньою в усіх випадку сонячної радіації на космічному апараті, що місках, на які поширюється обсяг правової охорони, тить плоскі відбивачі, які встановлено з можливісякий запитується Інші ознаки характеризують витю зміни положення, згідно з винаходом, відбивачі нахід в окремих випадках його виконання Наявдодатково оснащені елементами жалюзійного ність елементів жалюзійного типу дозволяє здійстипу нювати регулювання оптичних властивостей Крім того, елемент жалюзійного типу виконано KA поверхні відбивачів Суть винаходу роз'яснюється кресленнями, де на фіг 1 зображено відбивач, яким оснащено елементом жалюзійного типу, що виконаний у вигляді рами, яку розміщено на поверхні відбивача та яка містить плоскі елементами, які встановлено з можливістю обертання, на фіг 2 - вигляд по А фіг1, на фіг 3 зображено відбивач, який оснащено елементом жалюзійного типу, що виконаний у вигляді рами, яку розміщено під поверхнею з можливістю поступового переміщення та яка містить плоскі елементи, які встановлені під деяким фіксованим кутом у прорізях поверхні, на фіг 4 - вигляд по А фіг 3, на фіг 5 зображено відбивач, який оснащено елементом жалюзійного типу, що виконаний у вигляді діафрагми, на фіг 6 зображено відбивач, який оснащено елементом жалюзійного типу, що виконаний у вигляді складової частини поверхні, яка встановлена з можливістю обертання та має покриття з різними оптичними властивостями з протилежних сторін 45415 10 регулюється за допомогою електродвигуна 4, який змонтовано на нижній стороні поверхні 1 Реалізація способу здійснюється таким чином На підставі даних, що одержують від оптичних та інерційних датчиків орієнтації, за допомогою арифметико-лопчного пристрою, встановленого на борту КА, визначають поточне положення центра, тиску сонячної радіації Далі виробляють сигнали для електродвигунів, які регулюють положення відбивачів відносно КА (на рисунках не відображено) та для електродвигунів 4 (фіг 1 - 6), які регулюють оптичні властивості поверхні відбивачів Здійснюють поворот відбивачів та одночасну зміну їх оптичних властивостей з метою створення необхідних величин та напрямків сил тиску сонячної радіації, що призводить до зміни положення центра тиску сонячної радіації в необхідному напрямку Пристрій для управління положенням центра тиску сонячної радіації на КА містить відбивачі, які встановлено з можливістю переміщення Кожен відбивач (фіг 1 - 2) складається з поверхні 1, що має покриття, яке здійснює абсолютне відбивання випромінювання, та елементу жалюзійного типу, який виконано у вигляді рами 2, що розміщена на поверхні та оснащена плоскими елементами 3, які мають поглинаюче покриття та пов'язані з електродвигунами 4 шляхом тяг 5, встановлених у напрямних 6 Пристрій для управління положенням центра тиску сонячної радіації на КА може бути також виконано у вигляді поверхні 1 (фіг 3 - 4), що має покриття, яке здійснює абсолютне відбивання випромінювання, в якій виконано паралельні рівномірно розміщені прорізі 7, а елемент жалюзійного типу виконано у вигляді рами 2, розміщеної під поверхнею 1 з можливістю поступального руху, яка оснащена плоскими елементами 3, встановленими під деяким фіксованим кутом у прорізях 7 поверхні 1 Елементи 3 мають поглинаюче покриття Рама 2 з'єднана з поверхнею 1 за допомогою гвинтових механізмів (на рисунках не відображено) з електроприводом 4 Елемент жалюзійного типу може бути також виконано у вигляді ірисової діафрагми 8 (фіг 5), яка розташована на поверхні 1 відбивача з можливістю перекриття частини поверхні пелюстками діафрагми 9 Пелюстки діафрагми виконано з покриттям, яке здійснює абсолютне відбивання випромінювання Конструктивне виконання діафрагми співпадає з виконанням ірисової діафрагми для фотооб'єктива Площа поверхні, яку закривають пелюстки діафрагми, регулюється за допомогою електродвигуна 4 Елемент жалюзійного типу може також бути виконано у вигляді складової частини 10 поверхні 1 відбивача, яку встановлено з можливістю обертання відносно осі А-А (фіг 6) Елемент 10 має покриття з різними оптичними властивостями з протилежних сторін Кутове положення елементу Пристрій працює таким чином Для зміни оптичної властивості поверхні подається сигнал на електродвигуни 4 Обертання шестірні, встановленої на валу двигуна, призводить до поступального руху тяги 5, що в свою чергу викликає обертання шестерен (на рисунках не відображено), пов'язаних з плоскими елементами та поворот елементів 3 на деякий кут При цьому змінюється частина світлового потоку, що відбивається самою поверхнею 1 та поглинається елементами 3 внаслідок попадання на них прямого та відбитого випромінювання В разі виконання елементу жалюзійного типу, який відображено на фіг 3 - 4, для зміни оптичної властивості поверхні подається сигнал на електроприводи 4 гвинтових механізмів, які з'єднують раму із поверхнею 1, що шляхом обертання гвинту здійснюють переміщення рами 2 з елементами З на деяку відстань При цьому елементи 3 переміщуються у прорізях 7 поверхні 1, змінюється площа елементів, що виступає над поверхнею та здійснюється перерозподілення потоків, що відбиваються самою поверхнею 1 та поглинаються елементами 3 внаслідок попадання на них прямого та відбитого випромінювання В разі виконання елементу жалюзійного типу у вигляді діафрагми (фіг 5), для зміни оптичної властивості поверхні подається сигнал на електродвигун 4, що шляхом обертання поворотного кільця здійснює розкриття (закриття) діафрагми 8 на деяку величину При цьому змінюється частина світлового потоку, яка поглинається самою поверхнею 1 та яка відбивається пелюстками 9 внаслідок попадання на них прямого сонячного випромінювання У випадку, коли елемент жалюзійного типу виконано у вигляді частини поверхні, встановленої з можливістю обертання (фіг 6), для зміни оптичної властивості поверхні подається сигнал на електродвигун 4, що здійснює поворот елементу 10 на кут, який дорівнює 180 градусів При цьому змінюється частина світлового потоку, що відбивається самою поверхнею 1 та що відбивається елементом 10 внаслідок попадання прямого сонячного випромінювання на його поверхню 45415 вмгляд А •и 4 /> i, Фіг. 4 ФІГ. 1 & Вигляд Л и • і—a • Фіг. 2 Фіг. 5 0 Фіг. 6 Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 Ї