Гиродин: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
м Bot: добавление заголовков в сноски; исправление двойных сносок
- lowercase.js, оформление
Строка 3: Строка 3:
'''Гиродин''' — вращающееся [[Инерциальная навигация|инерциальное устройство]], применяемое для высокоточной ориентации и стабилизации, как правило, [[космический аппарат|космических аппаратов]] (КА), обеспечивающее правильную ориентацию в полете и предотвращающее беспорядочное вращение.
'''Гиродин''' — вращающееся [[Инерциальная навигация|инерциальное устройство]], применяемое для высокоточной ориентации и стабилизации, как правило, [[космический аппарат|космических аппаратов]] (КА), обеспечивающее правильную ориентацию в полете и предотвращающее беспорядочное вращение.


Гиродин&nbsp;— это двухстепенный управляющий силовой [[гироскоп]], выступающий в роли [[гиростабилизатор]]а<ref name="ai1">http://elibrary.ru/item.asp?id=12328307</ref>. На КА он заменил более простые системы на базе двигателя-маховика.<ref name="ai1"/> Принцип работы этих инерциальных устройств основан на [[закон сохранения момента импульса|законе сохранения момента импульса]]. Например, когда двигатель-маховик раскручивается в одну сторону, то КА, соответственно, начинает крутиться в другую сторону. Например, если под влиянием внешних факторов КА начал разворачиваться в определённом направлении, достаточно увеличить [[скорость вращения]] [[маховик]]а в ту же сторону, чтобы он скомпенсировал момент («принял вращение на себя») и нежелательный поворот КА прекратится.
Гиродин&nbsp;— это двухстепенный управляющий силовой [[гироскоп]], выступающий в роли [[гиростабилизатор]]а<ref name="ai1">[http://elibrary.ru/item.asp?id=12328307 Электромеханические устройства космических аппаратов и ракет-носителей]</ref>. На КА он заменил более простые системы на базе двигателя-маховика.<ref name="ai1"/> Принцип работы этих инерциальных устройств основан на [[закон сохранения момента импульса|законе сохранения момента импульса]]. Например, когда двигатель-маховик раскручивается в одну сторону, то КА, соответственно, начинает крутиться в другую сторону. Например, если под влиянием внешних факторов КА начал разворачиваться в определённом направлении, достаточно увеличить [[скорость вращения]] [[маховик]]а в ту же сторону, чтобы он скомпенсировал момент («принял вращение на себя») и нежелательный поворот КА прекратится.


Принцип же работы гиродина заключается в создании гироскопического момента<ref>[http://www.youtube.com/watch?v=s-g7ddGSuz8 YouTube - Demonstrating GYRO effect - high RPM objects<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>, действующего через опоры гироскопа.
Принцип же работы гиродина заключается в создании гироскопического момента<ref>[http://www.youtube.com/watch?v=s-g7ddGSuz8 YouTube - Demonstrating GYRO effect - high RPM objects<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>, действующего через опоры гироскопа.

Версия от 17:49, 9 октября 2010

Технический персонал Боинга готовит гиродин CMG-1, для экипажа STS-93, который установит его на ферму Z1 МКС, и который впоследствии выйдет из строя.
(Фото НАСА, 1998 год)

Гиродин — вращающееся инерциальное устройство, применяемое для высокоточной ориентации и стабилизации, как правило, космических аппаратов (КА), обеспечивающее правильную ориентацию в полете и предотвращающее беспорядочное вращение.

Гиродин — это двухстепенный управляющий силовой гироскоп, выступающий в роли гиростабилизатора[1]. На КА он заменил более простые системы на базе двигателя-маховика.[1] Принцип работы этих инерциальных устройств основан на законе сохранения момента импульса. Например, когда двигатель-маховик раскручивается в одну сторону, то КА, соответственно, начинает крутиться в другую сторону. Например, если под влиянием внешних факторов КА начал разворачиваться в определённом направлении, достаточно увеличить скорость вращения маховика в ту же сторону, чтобы он скомпенсировал момент («принял вращение на себя») и нежелательный поворот КА прекратится.

Принцип же работы гиродина заключается в создании гироскопического момента[2], действующего через опоры гироскопа.

Размеры гиродинов

С помощью гиродинов можно не только стабилизировать КА, но и менять его ориентацию, причем иногда даже точнее, чем с помощью ракетных двигателей. Чтобы гиродины были эффективны, они должны обладать большим моментом инерции, что предполагает значительную массу и размеры. Для крупных спутников силовые гироскопы могут быть очень велики. Например, три силовых гироскопа американской орбитальной станции «Скайлэб» весили по 110 кг каждый и вращались с частотой около 9000 об/мин. На Международной космической станции (МКС) гиродины — это устройства с размерами более метра по осям измерений и массой около 300 кг. Несмотря на значительную массу, использовать их всё же выгоднее, чем постоянно снабжать станцию топливом.

Разгрузка гиродинов

Однако большие гиродины нельзя разгонять быстрее нескольких сотен или максимум тысяч оборотов в минуту. Если внешние возмущения постоянно закручивают аппарат в одну и ту же сторону, то со временем маховик выходит на предельные обороты и его приходится «разгружать», включая двигатели ориентации.

Практические аспекты использования

Как упоминалось выше, основное назначение гиродинов — это стабилизация и ориентация космического аппарата. Если речь идёт о беспилотном аппарате, управление которого осуществляется дистанционно, то приоритетной становится высокоточная ориентация корабля, для обеспечения устойчивой дальней космической связи, осуществляемой с помощью узконаправленных параболических антенн.

Для стабилизации аппарата достаточно трех гиродинов с взаимно перпендикулярными осями. Но обычно их ставят больше: как и всякое изделие, имеющее подвижные детали, гиродины могут ломаться. Тогда их приходится ремонтировать или заменять.

В 2004 году для ремонта гиродинов, расположенных «за бортом» МКС, ее экипажу пришлось совершить несколько выходов в открытый космос.

Замену отработавших свой ресурс и вышедших из строя гиродинов выполняли астронавты NASA, когда посещали на орбите телескоп «Хаббл».

Двухстепенной гиростабилизатор, применяемый в космической промышленности США, носит название CMG от англ. Control moment gyroscope (буквально: гироскоп с управляющим моментом).

Ссылки

См. также

Примечания