Kérdés:
Milyen tényezők határozzák meg, hogy egy űrhajó / szonda / műhold giroszkópokat vagy hajtóanyag-tolóerőket használ-e a forgatáshoz?
Dan Hulme
2014-03-24 19:50:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tegyük fel, hogy szondát vagy műholdat tervezek. A hozzáállás ellenőrzéséhez adhatok hozzá giroszkópot, vagy minden sarkon tehetek tolóerőt, vagy mindkettőt hozzáadhatom, és repülés közben választhatok egyet a helyzetnek megfelelően. Hogyan dönthetem el, hogy melyiket használjam? Hogyan függ ez a tervezett élettartamtól, tömegtől, a szemléletváltások várható gyakoriságától és a szonda keringésétől?

Nagyon jó lenne, ha egy-két példával alátámasztanád a magyarázatodat.

Kettő válaszokat:
PearsonArtPhoto
2014-03-24 20:14:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Megjegyzendő, hogy van egy harmadik lehetőség, a Magnetorquers. Ezért használnád az egyiket a másikhoz.

Magnetorquers - olcsó, kevés karbantartást igénylő, de nem minden helyzetben működik. Általában a LEO űrhajók használják, és kis méretűek. Úgy működnek, hogy eltolják a mágneses mezőt. Vagy meg kell akadályoznia az űrhajó mozgását, vagy pedig ellensúlyoznia kell a lendületet egy másik meghajtási formával. Ezek nagyszerűen működnek, ha elvárhatóan számíthat arra, hogy az űrhajó végül azonos szögmomulussal rendelkezik. Hajlamosak az idő múlásával lebomlani, de hosszú évekig tarthatnak. Azért nem tehetik, mert alapvetően az űrhajó lendületét cserélik a kerék lendületével. Csak akkor hajthat végre tartós változtatást, ha valami külsővel szemben nyomja, vagy valamit maga felé vagy elől tol, a Reaction Wheels csak addig változtatja meg a lendületet, amíg a kerék le nem áll. Meg tudják változtatni a tájolást, csak nem a lendületet. A bemutatóért lásd: ezt a videót.

Tológépek - Ezek folyamatosan működnek, de üzemanyagot használnak. Így az üzemanyag-terhelés és a küldetés élettartama alapján korlátozódik arra, hogy mennyit használhat fel. A kipufogógázuk is veszélyes lehet a műholdjára, ha valami érzékeny dolog van benne - ez a Hubble űrtávcső esete, ahol a tolókerekek szennyezhetik az optikát.

A lényeg: , használja, amit csak tud, és minimális hatást fog okozni űrhajójára.

Miért nem képes ** egy reakciókerék állandóan megváltoztatni a hozzáállást?
Honnan jön az impulzus?
Az impulzust a test ** lineáris ** impulzusának változásaként definiálják, és ez nem releváns a szögpozíció változásában ...
A reakciókerék nem képes állandó változásokat végrehajtani, mert nem okoz külső erőt az űrhajóra.
Külső erőre nincs szükség a lineáris vagy szögpozíció megváltoztatásához, csak a lineáris vagy szögsebesség és lendület megváltoztatásához ...
Ne felejtsük el a Control Moment giroszkópokat, amelyek a reakciókerekektől eltérő koncepciót használnak.
@User58220: Jó pont, a pontosítás érdekében szerkesztettem.
@PearsonArtPhoto A válasz azt állítja, hogy "[a reakciókerekek nem képesek állandóan megváltoztatni az attitűdöt", és azt is kijelenti, hogy "megváltoztathatják az orientációt". A "hozzáállás" nem ugyanaz, mint a "tájékozódás"? Véglegesen át tudok-e orientálni egy űrhajót a Betelgeuse-tól a Vegára csak a reakciókerékkel? E manőver előtt és után a szögimpulzus nulla lenne (WRT távoli csillagokra). A nettó lendületváltozás szintén nulla. Csak a hozzáállás = orientáció változna véglegesen. Csak reakciókerékekkel lehetséges?
A tájékozódás a hozzáállás része, de igen, látom, hogy még javítanom kell ezen a válaszon. Megváltoztathatja az űrhajó irányát, csak nem tudja kivenni az űrhajó spinjét. Mivel a legtöbb műhold enyhén természetes módon forog ...
Kissé összekapcsolt helyzetben a Google a „motorkerékpár szöget sugárzó lendülete” segítségével megtudhatja, hogy az ugrásban lévő motorkerékpár-ugrók (gyakorlatilag a VeryLEO) hogyan fojtószelepet / fékeket használnak a levegő szögelfordulásának megváltoztatására, a keréktárcsákat reakciókerékként használva.
DJohnM
2014-03-27 17:47:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

A @PearsonArtPhoto válaszára reagálva is lehetséges egy reakciókerék segítségével állandóan megváltoztatni a hozzáállást. Vegyünk egy nem forgó műholdat, amely nem forgó giroszkópot hordoz. Ha egy motort használnak a giroszkóp felpörgetésére, Newton harmadik törvénye megköveteli, hogy fordított nyomaték legyen a műholdon, és az ellenkező irányba kezd forogni. Megfelelő idő elteltével a giroszkóp megállásig fékeződik, ekkor a szögimpulzus megőrzése azt diktálja, hogy a műhold és a giroszkóp is újra nem forog, a műhold a kívánt, új irányba mutat.

Ha a műhold bármilyen kívüli nyomatékot tapasztal, akkor a reakciókerékkel tárolható az új szögmomentum, rögzítve tartva a műhold helyzetét. Ebben az esetben a giroszkópot folyamatosan forgatni kell, amíg a szögmomentum "ki nem süllyedhet", vagy valamilyen ellentétes külső nyomaték jön létre ...

Kérem, tisztázna egy kicsit? Amikor "a giroszkóp megállásig fékeződik", a lendület onnan visszakerül a fékező testbe, tehát lényegében visszatértél oda, ahol a giroszkóp megpörgetése előtt elindultatok (lendületmegőrzés). A reakciókerekek korlátozott fordítási lendületet képesek tárolni, mivel a centrifugálási sebességük korlátozott, és nem tudnak végtelen ideig pörögni, ezért egyet kell értenem Pearsonnal, hogy szemléletváltozásuk sem tartós. Hiányzik az a pont, amit próbálsz megfogalmazni? Hogyan lehet "lerakni" a reakció kerekekben tárolt szöget?
Próbáld ki: állj fel, fordulj meg, és ülj le újra. Visszacsattan az eredeti helyzetébe? Ideiglenesen megváltoztatja a szögsebességét, a szögimpulzus átkerül a földre. Amikor abbahagyja a fordulást, az AM úgy rendeződik át, ahogy volt, de a szögpozíció változása állandó ...
Csak annyi, hogy nincs olyan Föld, amin ülni tudna az űrben ... akkor mi van?
A föld volt a reakció kerék; az űrben használja, amit csak tud. Az űrben úszó űrhajós meg tudta pöckölni a hüvelykujját. A fonás közben a hangmagasságban (lassan!) Előre (vagy a fonódás irányától függően) hátra forgott; amikor abbahagyta a ficánkolást, abbahagyta a forgást. Nem térne vissza a beszélgetés előtti hozzáállására ...
Ez az utolsó hasonlat nem igazán segít, de tegyük fel, hogy a hüvelykujj-csavarás lendületet tároló eszközként szolgálhat, akkor igen, abbahagyná. Ugyanazt a pontot tettem. Úgy tűnik, nem érted teljes mértékben, hogy mit jelent a "hozzáállás" a repülés dinamikájában. Az objektum tájékozódásáról van szó [inerciális referenciakeretben] (https://en.wikipedia.org/wiki/Inertial_frame_of_reference). Az a kezdeti hozzáállása, hogy "leállna a forgás". Tehát igen, valójában visszatérne oda, ahonnan elindult, ami a hozzáállást illeti. Ezért nincs állandó változás a szemléletben.
Szóval, a hozzáállás azt jelenti: "forgásállapot"? Milyen kifejezést használnak a tájolás leírására; mint például: "Állandóan meg kell tartanunk a Hubble _____? _____ értékét, miközben a galaxist ábrázoljuk"?
Ez még mindig hozzáállás, de ebben a példában valószínűleg a három tengely egyére vagy többére utal, amelyek a megfigyelt tárgyhoz vannak rögzítve. Tehát inkább "forgási sebesség a [...] -hoz képest", ahol természetesen 0 is lehet, vagy néha _javított_, _fagyasztott_ vagy _megtartott attitűdnek nevezzük. Ráadásul a Wikipedia [Attitude control] című cikke (https://en.wikipedia.org/wiki/Attitude_control) valójában nem is olyan rossz, nem találok benne kirívó hibákat.
Ez helytelen. Amikor a giroszkópot megállásig fékezi, a giroszkóp forgatóirányban forgatónyomatékot fejt ki a műholdon. Tehát amint a giroszkópod megáll, a műhold forogni kezd.


Ezt a kérdést és választ automatikusan lefordították angol nyelvről.Az eredeti tartalom elérhető a stackexchange oldalon, amelyet köszönünk az cc by-sa 3.0 licencért, amely alatt terjesztik.
Loading...