×
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 41-50 of 77 items.
24.05.2019
№219.017.5eec

Волоконно-оптический датчик угла поворота

Изобретение относится к средствам измерения угловых перемещений. Волоконно-оптический датчик угла поворота состоит из лазерного диода, микроконтроллера, оптического делителя мощности, двух фотодетекторов и двух отрезков оптического волокна. Отрезки оптического волокна свернуты в полукольца...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688596
Дата охранного документа: 21.05.2019
09.06.2019
№219.017.7663

Автоматическое устройство термомеханического управления радиальным зазором между концами рабочих лопаток ротора и статора компрессора или турбины газотурбинного двигателя

Группа изобретений относится к газотурбинным двигателям и газотурбинным установкам, в том числе к авиационным ТРД и ТРДД, а именно к устройствам регулирования радиального зазора между концами рабочих лопаток ступени ротора компрессора или турбины и статора газотурбинного двигателя. Предложено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691000
Дата охранного документа: 07.06.2019
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
20.06.2019
№219.017.8cf0

Способ определения деформаций на основе спекл-фотографии

Способ относится к бесконтактным оптическим методам исследования деформаций. Способ измерения деформаций заключается в том, что объект освещают когерентным светом, регистрируют спекл-фотографию объекта до и после его деформирования, сканируют полученную совмещенную спекл-фотографию и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691765
Дата охранного документа: 18.06.2019
20.06.2019
№219.017.8d8a

Устройство для измерения массы жидких компонентов топлива при работе ракетных двигателей малой тяги в режиме одиночных включений и в импульсных режимах

Изобретение относится к испытаниям жидкостных ракетных двигателей малой тяги. Устройство для измерения массы жидких компонентов топлива при работе ракетного двигателя малой тяги в режиме одиночных включений и в импульсных режимах, состоящее из электропневмоклапана, градуированных стеклянных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691873
Дата охранного документа: 18.06.2019
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
27.06.2019
№219.017.986b

Тягоизмерительное устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги в стационарном режиме работы

Изобретение относится к испытаниям жидкостных ракетных двигателей малой тяги. Устройство состоит из упругой балки с двумя силоизмерительными датчиками (весоизмерительным и задающим), на которой крепится испытуемое изделие и измерительный датчик, узла подвеса, силозадающего устройства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692591
Дата охранного документа: 25.06.2019
10.07.2019
№219.017.a966

Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива

Изобретение относится к области энергетики и машиностроения. Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива содержит гидродинамический кавитационный аппарат эмульгатора, состоящий из трубопровода обрабатываемого жидкого топлива, трубопровода добавляемой жидкости,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693942
Дата охранного документа: 08.07.2019
11.07.2019
№219.017.b254

Способ количественной оценки распределения дисперсных фаз листовых алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлографических исследований и анализа материалов применительно к определению неоднородности распределения частиц дисперсных фаз в листовых металлах и сплавах. Способ включает получение металлографического шлифа, его травление для выявления фаз, затем с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694212
Дата охранного документа: 09.07.2019
19.07.2019
№219.017.b663

Оптоэлектронный цифровой преобразователь угла

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления подвижными объектами. Техническим результатом является повышение надежности преобразователя за счет использования метода граничного сканирования для выявления дефектов монтажа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694759
Дата охранного документа: 16.07.2019
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