Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Левантовский В.И. -> "Механика космического полета в элементарном изложении" -> 37

Механика космического полета в элементарном изложении - Левантовский В.И.

Левантовский В.И. Механика космического полета в элементарном изложении — М.: Наука, 1980. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): mehanikakosmicheskogopoleta1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 31 32 33 34 35 36 < 37 > 38 39 40 41 42 43 .. 221 >> Следующая


Метод астрономической навигации используется главным образом в дальних космических полетах. Он основан на наблюдении светил на небесной сфере и во многом аналогичен используемому штурманами морских кораблей и самолетов. С помощью оптических приборов измеряются угловые расстояния между планетой и какой-либо из ярких неподвижных звезд (сфера неподвижных звезд в любой точке солнечной системы не отличается от видимой на Земле), между планетой и Солнцем, между Солнцем и звездой. Вблизи планеты измеряется угловое расстояние между звездой и краем видимого диска планеты или каким-либо ориентиром на ней; регистрируется момент затмения планетой звезды или захода Солнца; измерение углового диаметра планеты позволяет определить расстояние до нее. Метод астронавигации вполне автономен.

На практике перечисленные методы зачастую применяются одновременно, взаимно дополняя результаты

§ 5. Движение космического аппарата относительно

центра масс и управление им

До сих пор мы говорили главным образом о траектории космического аппарата, т. е. о линии, вычерчиваемой центром масс (центром тяжести) космического аппарата. Иными словами, мы рассматривали космический аппарат в качестве материальной точки. Но фактически космический аппарат имеет определенные размеры § 5. ДВИЖЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРА МАСС

85

и ту или иную форму. Перемещаясь по траектории, он одновременно так или иначе поворачивается вокруг своего центра масс, т. е. изменяет свою ориентацию.

Движение космического аппарата относительно центра масс (вращательное движение) происходит под действием уже знакомых нам природных сил — гравитационных, магнитных, сил сопротивления среды, светового давления [1.45]. При этом оно оказывается гораздо более чувствительным к некоторым слабым внешним воздействиям, чем движение центра масс по траектории, которое вообще их не замечает. Известны случаи временной потери космическим аппаратом ориентации из-за удара микрометеорита, ничуть не сказавшегося на траектории.

Но многие задачи, возникающие при полетах, требуют целенаправленного поворота космического аппарата. Соответствующий процесс также называется ориентацией и должен быть осуществлен путем воздействия управляющих моментов, создаваемых исполнительными органами системы ориентации космического аппарата. Из-за отсутствия внешней демпфирующей среды начавшееся при развороте вращение само по себе прекратиться не может. Поэтому во всех случаях, когда не ставится цель закрутки аппарата, это вращение должно начать тормозиться на полпути до заданного положения с помощью нового управляющего момента, создаваемого тем же или другим исполнительным органом.

Рассмотрим две главные разновидности исполнительных органов [1.46].

1. Управляющие реактивные двигатели. Это двигатели малой тяги, работающие на сжатом газе или на жидком топливе — одно-компонентном или двухкомпонентном. Космический аппарат начнет поворачиваться вокруг центра масс, если сопло двигателя так расположено на корпусе аппарата, что линия действия тяги не проходит через центр масс аппарата. Часто, однако, действуют одновременно два сопла, создающие пару сил (две равных и параллельных, противоположно направленных силы), действие которой не отражается на траектории аппарата. Несколько укрепленных на корпусе реактивных сопел способны сообщить ^космическому аппарату любой необходимый разворот.

2. Гироскопические силовые стабилизаторы. Эти исполнительные органы основаны на использовании гироскопов с различным числом степеней свободы.

Управляющий маховик, или одностепенный гироскоп (гироскоп с одной степенью свободы), начинает поворачиваться вокруг неподвижной относительно аппарата оси под действием электромотора, ротором которого он по существу является и тем самым создает противоположный реактивный момент, заставляющий статор вместе с аппаратом поворачиваться в обратную сторону. 86 ГЛ. в. АКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Три маховика, оси вращения которых взаимно перпендикулярны, способны сообщить нужный разворот космическому аппарату.

В случае двухстепенного гироскопа существует возможность поворачивания оси уже раскрученного гироскопа вокруг другой, неподвижной относительно космического аппарата, оси. При этом, в соответствии с известным свойством гироскопа, его ось стремится повернуться в направлении, перпендикулярном тому, куда ее толкает вращение вокруг упомянутой неподвижной оси. Возникающее из-за этого реактивное усилие стремится на Земле вырвать эту ось из подшипников '), а в космосе — повернуть космический аппарат.

Наконец, трехстепенный гироскоп («свободный гироскоп», гироскоп в кардановом подвесе) применяется в связи с известным его замечательным свойством — сохранять неизменным направление своей оси в пространстве (несмотря на, в нашем случае, повороты корпуса космического аппарата). А значит от оси заранее раскрученного свободного гироскопа можно отталкиваться, стараясь ее повернуть и тем самым поворачивая корпус космического аппарата (ось гироскопа при этом тоже несколько отклонится и притом «вбок»).
Предыдущая << 1 .. 31 32 33 34 35 36 < 37 > 38 39 40 41 42 43 .. 221 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed