×
28.06.2019
219.017.997d

Результат интеллектуальной деятельности: Устройство контроля параметров углового движения космического аппарата по данным бортовых измерений состояния геомагнитного поля

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к магнитным средствам управления параметрами движением вокруг центра масс космического аппарата (КА) научно-технологического назначения, особенностью которого является обеспечение ориентированного режима полета с невысокими требованиями к точности угловой ориентации. Дополнительно введены блок информационного обмена с обеспечивающими системами КА, блок контроля электропитания, блок управления электромагнитами, блок вычислителя, блок расширителя портов обмена информацией, два трехкомпонентных магнитометра для измерения состояния магнитного поля, три электромагнита, блок солнечных датчиков. Блоки связи с обеспечивающими системами КА, контроля электропитания, управления электромагнитами, вычислителя, расширителя портов обмена информацией конструктивно объединены в один моноблок. Блок управления и контроля имеет интерфейсы сопряжения с обеспечивающими системами КА по каналам питания, информационного обмена для получения команд управления, коррекции и настройки программного обеспечения блока вычислителя, телеметрии для контроля работоспособности устройства. Увеличивается точность измерений, повышается эффективность работы магнитных средств управления. 1 ил.

Изобретение относится к области космического машиностроения, в частности к магнитным средствам управления параметрами движением вокруг центра масс космического аппарата (КА) научно-технологического назначения.

Известно устройство определения углового положения летательного аппарата по магнитному полю Земли (Коваленко А.П. Магнитные системы управления космическими летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1975, с. 124-160), содержащее блок магнитометров, блок вычисления углов курса и тангенса, блоки определения долготы, широты и высоты, вычислитель составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, первый, второй и третий входы которого связаны с выходами блоков определения долготы, широты и высоты, а также синхронизатор.

Недостатками данного устройства является его невысокая точность.

В качестве прототипа выбрано устройство (патент РФ №163618, Электромагнитное устройство ориентации космического аппарата / Чернышев А.Н., Терентьев В.В., Фирсюк C.O., МПК B64G 1/32, опубликованный 27.07.16), содержащее блок управления и контроля и магнитную катушку, конструктивно связанную с корпусом аппарата и создающую магнитный момент при взаимодействии с МПЗ, когда электрический ток протекает по виткам катушки.

Недостатками такого устройства являются:

- отсутствие в составе устройства блоков для определения ориентации аппарата до, во время и после подачи напряжения на магнитные катушки, т.к. датчик фиксации электромагнитного поля, установленный на магнитную катушку устройства предназначены только для контроля работоспособности магнитной катушки;

- для повышения мощности электромагнитного устройства ориентации необходимо устанавливать дополнительные элементы катушки: дополнительные обмотки, силовые реле и датчики тока, что ведет к увеличению массы и габаритных размеров устройства;

- невысокая точность управления, особенно в зоне прохождения геомагнитных полюсов;

- отсутствие возможности перепрограммирования и настройки алгоритмов управления, реализованных в устройстве.

Техническим результатом является расширение функциональных задач устройства, увеличение точности измерений, повышение эффективности работы магнитных средств управления.

Технический результат достигается за счет того, что дополнительно введены блок информационного обмена с обеспечивающими системами КА, блок контроля электропитания, блок управления электромагнитами, блок вычислителя, блок расширителя портов обмена информацией, два трехкомпонентных магнитометра для измерения состояния магнитного поля, три электромагнита, блок солнечных датчиков.

Поставленная цель достигается путем использования в составе устройства двух датчиков-магнитометров 3, блока датчиков солнца 2, программно-управляемых регуляторов тока (вместо силовых реле), которые образуют блок управления электромагнитами 4, кроме того, микроконтроллер из состава прототипа заменяется на блок вычислителя и блок информационного обмена с обеспечивающими системами КА 8, что, позволит обеспечивать настройку и перепрограммирование бортовых алгоритмов управления ориентацией, а в состав блока управления и контроля 9 дополнительно вводятся блок расширителя портов 5 для подключения датчиков-магнитометров 3, блока солнечных датчиков 2 и блока управления электромагнитами 4. Причем два датчика магнитометра 3 устанавливают на КА так, чтобы оси одного датчика не были параллельны осям другого. Т.о. парируется ситуация, когда в процессе полета при совпадении вектора напряженности МПЗ с одной из осей датчика, он будет показывать свой собственный «шум», другой датчик сможет корректно измерять составляющие МПЗ, т.к. его оси не будут параллельны вектору напряженности МПЗ. Программно-управляемые регуляторы тока расширяют функциональные возможности т.к. позволяют регулировать величину тока, подаваемую на магнитные катушки, обеспечивая более эффективное и «гибкое» управления режимами ориентации.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит три электромагнита 1, блок солнечных датчиков 2, два датчика-магнитометра 3, блок управления и контроля 9, в состав которого входят блок управления электромагнитами 4, блок расширителя портов 5, блок электропитания 6, блок вычислителя 7, блок информационного обмена с обеспечивающими системами КА 8, три электромагнита соединены входами блока управления электромагнитами, который вместе с блоком солнечных датчиков и двумя датчиками-магнитометрами соединены со входами блока расширителя портов 5, блок расширителя портов 5 соединен со входом блока вычислителя 7, блок вычислителя 7 соединен со входами блока информационного обмена с обеспечивающими системами КА 8 и блока электропитания 6.

Устройство работает следующим образом.

В датчиках-магнитометрах 3 производится измерение проекции векторов индукции магнитного поля Земли Вх, Ву, Bz и измерение угла между оптической осью солнечных датчиков 2 и направлением на центр Солнца. От обеспечивающих систем космического аппарата через блок информационного обмена с обеспечивающими системами 8 в блок вычислителя 7 поступает навигационная информация с параметрами движения центра масс (ПДЦМ) космического аппарата. На основании полученных данных ПДЦМ рассчитывается вектор геомагнитной индукции по модели геомагнитного поля, реализованной на средствах вычислителя. Из совокупности полученных данных формируются сигналы для системы электромагнитов 1 для управления ориентацией КА. Результаты работы устройства передаются на наземные пункты приема по каналам телеметрии КА. Полученная информация анализируется и, при необходимости, составляется массив данных, корректирующий программу работы устройства. Составленный массив передается на борт КА и транслируется в устройство для коррекции бортового программного обеспечения.

Устройство контроля параметров углового движения космического аппарата (КА), содержащее блок управления и контроля и магнитную катушку, конструктивно связанную с корпусом аппарата и создающую магнитный момент при взаимодействии с МПЗ, когда электрический ток протекает по виткам катушки, отличающееся тем, что дополнительно введены блок информационного обмена с обеспечивающими системами КА, блок контроля электропитания, блок управления электромагнитами, блок вычислителя, блок расширителя портов обмена информацией, два трехкомпонентных магнитометра для измерения состояния магнитного поля, три электромагнита, блок солнечных датчиков, при этом блоки связи с обеспечивающими системами КА, контроля электропитания, управления электромагнитами, вычислителя, расширителя портов обмена информацией конструктивно объединены в один моноблок, электромагниты расположены ортогонально относительно друг друга, магнитометры расположены на космическом аппарате в местах с минимальной напряженностью электромагнитного поля на наибольшем расстоянии от намагниченных элементов конструкции космического аппарата, силовых кабелей и приборов с высоким энергопотреблением, датчики солнца установлены на разные стороны КА, по одному на каждую грань КА, блок управления и контроля имеет интерфейсы сопряжения с обеспечивающими системами КА по каналам питания, информационного обмена для получения команд управления, коррекции и настройки программного обеспечения блока вычислителя, телеметрии для контроля работоспособности устройства.
Устройство контроля параметров углового движения космического аппарата по данным бортовых измерений состояния геомагнитного поля
Устройство контроля параметров углового движения космического аппарата по данным бортовых измерений состояния геомагнитного поля
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 77 items.
20.06.2018
№218.016.6532

Устройство для измерения пространственной плотности микрометеороидов и частиц космического мусора

Изобретение относится к области приборостроения, средств автоматизации и систем измерения и может быть использовано в ходе натурного эксперимента в качестве датчика высокоскоростных пылевых частиц на борту космического аппарата. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658072
Дата охранного документа: 19.06.2018
08.07.2018
№218.016.6da7

Мультисенсорное волоконно-оптическое устройство сбора информации

Изобретение относится к системе контроля энергонасыщенных объектов. Техническим результатом является повышение достоверности устройства сбора информации за счет коррекции динамической погрешности преобразования и исключения неоднозначности преобразования. Мультисенсорное волоконно-оптическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660644
Дата охранного документа: 06.07.2018
08.07.2018
№218.016.6dbc

Мультисенсорный преобразователь информации

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении достоверности преобразования за счет создания возможности оперативной поверки и автокоррекции инструментальных погрешностей преобразователя. Такой результат достигается за счет того, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660623
Дата охранного документа: 06.07.2018
08.07.2018
№218.016.6e28

Планарный микродозатор с изменением фиксированного количества анализируемого газа в дозе

Изобретение относится к устройствам ввода газообразных проб в газовый хроматограф и может быть использовано для количественного анализа многокомпонентных сложных смесей в различных отраслях промышленности: химической, нефтяной, газовой, пищевой, медицине, экологии и др. Планарный микродозатор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660392
Дата охранного документа: 06.07.2018
21.07.2018
№218.016.732b

Преобразователь угол - код

Группа изобретений относится к области аналого-цифрового преобразования и может быть использована в системе контроля энергонасыщенных объектов. Техническим результатом является упрощение конструкции и уменьшение габаритов преобразователя. Устройство содержит излучатель, передающий световод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661752
Дата охранного документа: 19.07.2018
02.08.2018
№218.016.77d3

Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения. ротор бустера и ротор компрессора высокого давления авиадвигателя пятого поколения, с рабочими лопатками, закрепляемыми с помощью замков типа "ласточкин хвост" в кольцевых канавках этих устройств. способ сборки места крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора

Группа изобретений относится к области гашения вибраций рабочих лопаток бустера и компрессора авиационных газотурбинных двигателей пятого поколения. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения, выполненное в виде кольцевого выступа на внешней и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662755
Дата охранного документа: 30.07.2018
21.11.2018
№218.016.9f2c

Способ бесконтактного фрактального контроля шероховатости гидрофобной поверхности

Изобретение относится к средствам контроля микронеровностей поверхностей, полученных в результате воздействия машиностроительных технологических операций на шероховатую гидрофобную поверхность, например парафин, воск, огнеупоры и т.п. Заявленный способ бесконтактного фрактального контроля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672788
Дата охранного документа: 19.11.2018
06.12.2018
№218.016.a42d

Пульсирующий турбореактивный двигатель

Пульсирующий турбореактивный двигатель снабжен входным диффузором, компрессором, газовой турбиной, выходным реактивным соплом и блоком пульсирующих камер сгорания, электродвигатель постоянного тока с редуктором. Блок пульсирующих камер сгорания содержит неподвижные горизонтальные пульсирующие...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674091
Дата охранного документа: 04.12.2018
12.12.2018
№218.016.a579

Композиция для производства пористого заполнителя

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок. Композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674449
Дата охранного документа: 10.12.2018
14.12.2018
№218.016.a72b

Способ получения деталей из жаропрочных никелевых сплавов, включающий технологию селективного лазерного сплавления и термическую обработку

Изобретение относится к способу изготовления деталей из жаропрочных сплавов на основе никеля, предназначенных для работы в условиях повышенных температур в газотурбинных двигателях. Деталь получают путем селективного лазерного сплавления с мощностью лазерного излучения от 280 до 320 Вт,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674685
Дата охранного документа: 13.12.2018
Showing 11-19 of 19 items.
26.08.2017
№217.015.da3e

Времяпролетный масс-спектрометр с нелинейным источником ионов

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, преимущественно для космических исследований и для применения в других областях при условиях жестких ограничений массы и габаритов. Времяпролетный масс-спектрометр снабжен ионным источником с нелинейным ускоряющим промежутком, выполненным в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623729
Дата охранного документа: 29.06.2017
04.04.2018
№218.016.2fa5

Способ формирования массовой линии ионов во времяпролетном масс-спектрометре

Изобретение относится к области масс-спектрометрии, преимущественно для космических исследований и для применения в других областях при условиях жестких ограничений массы и габаритов. Способ основан на выталкивании ионов из ускоряющего промежутка нелинейным полем и отклонении ионов в бесполевом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644578
Дата охранного документа: 13.02.2018
19.06.2019
№219.017.83d4

Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка)

Изобретение относится к области космической техники, предназначенной, в частности, для регистрации микрометеороидов и заряженных частиц ионосферы. Сущность изобретения заключается в том, что устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата дополнительно содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691657
Дата охранного документа: 17.06.2019
26.06.2019
№219.017.92a1

Ускоритель высокоскоростных твердых частиц

Изобретение относится к ускорителю высокоскоростных твердых частиц. Ускоритель содержит инжектор 1, индукционные датчики 2, усилители 3, линейный ускоритель 4, источник фиксированного высокого напряжения 5, цилиндрические электроды 6, селектор скоростей 7, селектор удельных зарядов 8, генератор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692236
Дата охранного документа: 24.06.2019
09.03.2020
№220.018.0ab4

Коллиматор нейтронов

Заявленное изобретение относится к коллиматору нейтронов. Устройство включает металлический четырехгранный прямоугольный корпус (2), в котором закреплены четыре секции (10) решетки (9), выполненные из тугоплавкого металла. Каждая секция (10) решетки (9) выполнена в форме прямой правильной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716142
Дата охранного документа: 06.03.2020
15.05.2023
№223.018.5a35

Устройство для разъемного соединения трубопроводов

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к соединениям вакуумных трубопроводов диагностических систем термоядерных установок. Устройство для разъемного соединения трубопроводов включает опорный корпус (1), содержащий соединительную систему (2) для прикрепления опорного корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002769292
Дата охранного документа: 30.03.2022
15.05.2023
№223.018.5a36

Устройство для разъемного соединения трубопроводов

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно к соединениям вакуумных трубопроводов диагностических систем термоядерных установок. Устройство для разъемного соединения трубопроводов включает опорный корпус (1), содержащий соединительную систему (2) для прикрепления опорного корпуса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002769292
Дата охранного документа: 30.03.2022
15.05.2023
№223.018.5bbb

Способ обнаружения скрытых каналов утечки информации в технических средствах приема, обработки, хранения и передачи информации

Изобретение относится к средствам радиомониторинга электронного оборудования и может быть использовано с целью обнаружения закладок (в частности аппаратных, программных, акустических, телефонных и др.), использующих скрытые каналы утечки информации, в технических средствах приема, обработки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002752281
Дата охранного документа: 26.07.2021
15.05.2023
№223.018.5bbc

Способ обнаружения скрытых каналов утечки информации в технических средствах приема, обработки, хранения и передачи информации

Изобретение относится к средствам радиомониторинга электронного оборудования и может быть использовано с целью обнаружения закладок (в частности аппаратных, программных, акустических, телефонных и др.), использующих скрытые каналы утечки информации, в технических средствах приема, обработки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002752281
Дата охранного документа: 26.07.2021
+ добавить свой РИД