Исследование и разработка элементов конструкции одноосного силового гиростабилизатора с учетом динамики роторной системы

• Автор: Тверяков, Олег Викторович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ДОСТИГНУТОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ В РАЗРАБОТКЕ ИНЕРЦИОННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ
ОРГАНОВ
1Л. Основные эксплуатационные параметры инерционных
исполнительных органов
1.2. Тенденции совершенствования инерционных исполнительных органов
1.3. Теоретические и экспериментальные предпосылки обеспечения ресурса
1.4. Состояние вопроса динамики быстровращающихся роторов
1.5. Задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЦИОНАРНЫХ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ РОТОРА ГИРОДВИГАТЕЛЯ СООСНОЙ КОНСТРУКЦИИ
2.1. Конструктивные особенности высокоскоростного гиродвигателя
2.2. Оценка жесткости элементов роторной системы
2.3. Динамика роторной системы гиродвигателя
2.4. Влияние конструкционных параметров на динамику роторной системы
2.5. Определение динамических усилий между ротором и опорой
2.6. Выводы
3. ПЕРСПЕКТИВЫ И ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНСТРУКЦИИ ИНЕРЦИОННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ. ДИНАМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРОБЛЕМЫ
3.1. Границы применения сплошных металлических материалов для маховиков и вопросы безопасности
3.2. Использование полимерных композитов в маховиках
3.3. Использование композитных материалов в деталях карданова подвеса гиростабилизатора
3.4. Выводы

w 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА
4 Л. Лабораторный образец инерционного
исполнительного органа
4.2. Результаты экспериментальных исследований функциональных узлов
4.2.1. Маломоментный токоподвод
4.1.1. Магнитный демпфер
4.3. Экспериментальные исследования динамики роторной системы
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Расчет статической жесткости и контактных напряжений в шарикоподшипниках

Эффективность функционирования космического аппарата (КЛ) на орбите во многом зависит от точности и надежности работы его системы ориентации и стабилизации.
За прошедшие с начала космических полетов 40 с небольшим лет было разработано множество различных методов для осуществления управления ориентацией. Все эти методы могут быть классифицированы как активные и пассивные. Несмотря на то, что методы активной стабилизации требуют больших затрат энергии, необходимой для обеспечения функционирования микрореактивных двигателей, силовых гироскопов и двигателей-маховиков, они получили наибольшее распространение.
В отличие от систем, базирующихся на реактивных двигателях, » использующих невосполнимые на борту запасы топлива или газа,
требующих к тому же сложной системы его хранения и распределения в условиях космического полета, электромеханические системы используют электроэнергию, восполняемую солнечными батареями. Следовательно, управление осуществляется практически без затрат топлива. Это качественное отличие позволяет значительно увеличить эксплуатационный ресурс системы управления ориентацией КА.
В настоящее время электромеханические исполнительные органы (ЭМИО) — силовые гироскопы и управляющие двигатели-маховики (УДМ) — широко используется во всех системах ориентации длительно существующих околоземных КА и орбитальных космических станций. Это обусловлено экономией рабочего тела (топлива или газа) для микрореактивных двигателей на

Магнитная система муфт вспомогательного вращения рассчитана таким образом, что поддерживается соотношение скоростей вращения а>2 = 0,5 су/ согласно формуле (2.1).
Использование «пассивного» привода вращения наружных колец подшипников позволяет снизить потребляемую гиродвигателем мощность по сравнению с вариантом, когда для создания вспомогательного движения используется дополнительный зле ктро д ви гател ь.
В конструкции разработанного высокоскоростного гиродвигателя для повышения надежности работы подшипникового узла, увеличения ресурса его работы и обеспечения необходимых условий смазки в период активной эксплуатации предусмотрено автоматическое смазочное устройство [1].
Смазочное устройство, конструктивная схема которого представлена на рисунке 2.3, работает следующим образом. До определенного времени для нормального функционирования составной шарикоподшипниковой опоры достаточно заложенной первоначальной порции смазки. По истечении определенного времени смазывающие свойства смазки ухудшаются, и подшипники начинают нагреваться. При этом нагреваются детали подшипникового узла: валы 3 и 10 в местах установки
шарикоподшипников /, втулки 4, размещенные в осевых каналах валов, а также поршни 7, выполненные в виде сильфона и изготовленные из материала, обладающего «памятью» первоначальной формы детали. Под действием температуры поршни деформируются (принимают первоначальную форму) и тем самым вылавливают смазку 8 из камер во втулках 4.