Стабилизация вращения

Способ стабилизации спутника или ракеты-носителя

В аэрокосмической технике стабилизация вращения — это метод стабилизации спутника или ракеты-носителя посредством вращения, т. е. вращения вдоль продольной оси. Эта концепция исходит из закона сохранения углового момента применительно к баллистике , где вращение обычно достигается с помощью нарезов . Для большинства спутниковых приложений этот подход был заменен трехосной стабилизацией .

Использовать

Стабилизация вращения используется на ракетах и ​​космических кораблях, где требуется управление ориентацией без необходимости наличия бортовых трехосных двигателей или механизмов, а также датчиков для управления ориентацией и наведения. На ракетах с верхней ступенью твердотопливного двигателя используется стабилизация вращения, чтобы удержать двигатель от отклонения от курса, поскольку у них нет собственных двигателей. Обычно небольшие ракеты используются для раскрутки космического корабля и ракеты, а затем запускают ракету и отправляют корабль в полет.

Ракеты и космические корабли, использующие стабилизацию вращения:

• В ракетах-носителях « Юпитер -С» и «Минотавр-5» использовалась стабилизация вращения. Верхние ступени обеих систем используют стабилизацию вращения для стабилизации системы во время маневров. ^{[1] [2]}
• На спутнике Арьябхата использовалась стабилизация вращения ^[3]
• Космический корабль « Пионер -4» , второй объект, отправленный в облет Луны в 1959 году , сохранял свое положение с помощью стабилизации вращения. ^[4]
• Посадочный модуль Schiaparelli EDM был раскручен до 2,5 об/мин, а затем был выброшен из орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter перед попыткой приземления на Марс в октябре 2016 года. ^[5]
• « Юнона » была стабилизирована по вращению и прибыла на орбиту Юпитера в 2016 году. ^[6]
• При запусках зондов «Пионер-10» и «Пионер-11» на двух кораблях «Атлас Кентавр» в 1972 и 1973 годах использовались ракетные двигатели Star 37 , которые были стабилизированы по вращению, чтобы вывести спутники на высокоэнергетические гиперболические орбиты, необходимые для достижения скорости убегания Солнечной системы. ^[7] Кроме того, оба зонда были стабилизированы по вращению во время полета и вращались со скоростью примерно 5 об/мин. ^[8]
• При работе в качестве третьей ступени ракетный ускоритель Star 48 располагается на вершине вращающегося стола, и перед отделением его раскручивают для стабилизации во время отделения от предыдущей ступени. ^[9] Третья ступень ракеты-носителя Delta II использовала двигатель Star 48, была стабилизирована по вращению и зависела от второй ступени для правильной ориентации перед разделением ступеней, но иногда оснащалась системой контроля нутации для поддержания правильной оси вращения. ^[10] Он также включал в себя систему йо-гири, вызывающую опрокидывание на третьей ступени после отделения полезной нагрузки, чтобы предотвратить повторный контакт, или механизм де-вращения йо-йо для замедления вращения перед освобождением полезной нагрузки. ^[10]

Раскручивание может быть достигнуто с помощью различных техник, включая де-спин йо-йо . ^[11]

С развитием двигательных систем управления ориентацией, систем наведения, а также потребностей спутников в точном наведении приборов и систем связи, 3-осевое управление ориентацией стало гораздо более распространенным, чем стабилизация вращения для систем, работающих в космосе. ^[12]

Смотрите также

• Гироскоп
• Стабилизированный по вращению спутник

Рекомендации

1. "Юпитер-С/Эксплорер 1" . НАСА НССДКА . Проверено 1 января 2023 г.
2. «Высокоэнергетическая космическая ракета-носитель Минотавр V» (PDF) . НАСА . Проверено 1 января 2023 г.
3. Рао, UR (сентябрь 1978 г.). «Обзор проекта «Арьябхата»» (PDF) . Труды Индийской академии наук . С1 (2): 117–133. дои : 10.1007/BF02843538. S2CID  128455319 . Проверено 1 января 2023 г.
4. Лаборатория реактивного движения (по контракту с НАСА ) (1959). Лунный зонд «Пионер IV» (PDF) (Отчет). НАСА-Лаборатория реактивного движения . Проверено 26 февраля 2017 г.
5. "Schiaparelli EDM - ExoMars | Spaceflight101" .
6. "Пресс-кит космического корабля Юнона" . НАСА . Проверено 31 декабря 2022 г.
7. Кребс, Гюнтер Д. «Пионер 10, 11, H». Космическая страница Гюнтера . Проверено 1 января 2023 г.
8. "Пионерские миссии". НАСА. 26 марта 2007 г. Проверено 1 января 2023 г.
9. Муоло, Майкл Дж. (ноябрь 1993 г.). Справочник по космосу: Путеводитель по космосу для бойца, т. 1. Правительственная типография. п. 126. ИСБН 978-0-16-061355-5.
10. «Руководство по планированию полезной нагрузки Delta II, 2007 г.» (PDF) . ulalaunch.com . Архивировано (PDF) из оригинала 19 сентября 2011 года . Проверено 24 июля 2014 г.
11. Федор, СП (1 августа 1961 г.). Теория и расчетные кривые механизма раскрутки йо-йо для спутников (отчет). Центр оборонной технической информации . Проверено 1 января 2023 г.
12. «Когда и почему трехосная стабилизация стала заметной на геостационарных спутниках?». Исследование пространства обмена стеками . Проверено 1 января 2023 г.