-
Вступ
- 1 Розміри гіродінов
- 2 Віль гіродінов
- 3 Практичні аспекти використання Примітки
Гіродін - обертається инерциальное пристрій, що застосовується для високоточної орієнтації і стабілізації, як правило, космічних апаратів (КА), що забезпечує правильну орієнтацію в польоті і запобігає безладне обертання.
Гіродін - це двоступеневий керуючий силовий гіроскоп, який виступає в ролі гіростабілізатора [1]. На КА він замінив більш прості системи на базі двигуна-маховика. [1] Принцип роботи цих інерційних пристроїв заснований на законі збереження моменту імпульсу. Наприклад, коли двигун-маховик розкручується в одну сторону, то КА, відповідно, починає крутитися в інший бік. Наприклад, якщо під впливом зовнішніх чинників КА почав розвертатися в певному напрямку, досить збільшити швидкість обертання маховика в ту ж сторону, щоб він компенсував момент ( «прийняв обертання на себе») і небажаний поворот КА припиниться.
Принцип же роботи гіродіна полягає в створенні гироскопического моменту [2]. діючого через опори гіроскопа.
1. Розміри гіродінов
За допомогою гіродінов можна не тільки стабілізувати КА, а й змінювати його орієнтацію, причому іноді навіть точніше, ніж за допомогою ракетних двигунів. Щоб гіродіни були ефективні, вони повинні володіти великим моментом інерції, що передбачає значну масу і розміри. Для великих супутників силові гіроскопи можуть бути дуже великі. Наприклад, три силових гіроскопа американської орбітальної станції «Скайлеб» важили по 110 кг кожен і оберталися з частотою близько 9000 об / хв. На Міжнародній космічній станції (МКС) гіродіни - це пристрої з розмірами більше метра по осях вимірювань і масою близько 300 кг. Незважаючи на значну масу, використовувати їх все ж вигідніше, ніж постійно забезпечувати станцію паливом.
2. Розвантаження гіродінов
Однак великі гіродіни не можна розганяти швидше декількох сотень або максимум тисяч обертів на хвилину. Якщо зовнішні обурення постійно закручують апарат в одну і ту ж сторону, то з часом маховик виходить на граничні обороти і його доводиться «розвантажувати», включаючи двигуни орієнтації.
3. Практичні аспекти використання
Як згадувалося вище, основне призначення гіродінов - це стабілізація і орієнтація космічного апарату. Якщо мова йде про безпілотний апараті, управління якого здійснюється дистанційно, то пріоритетною стає високоточна орієнтація корабля, для забезпечення стійкої далекого космічного зв'язку, що здійснюється за допомогою вузько параболічних антен.
Для стабілізації апарату досить трьох гіродінов з взаємно перпендикулярними осями. Але зазвичай їх ставлять більше: як і будь-яке виріб, що має рухомі деталі, гіродіни можуть ламатися. Тоді їх доводиться ремонтувати або замінювати.
Заміну відпрацювали свій ресурс і вийшли з ладу гіродінов виконували астронавти NASA, коли відвідували на орбіті телескоп «Хаббл».
Двоступеневий гіростабілізатори, застосовуваний в космічній промисловості США, носить назву CMG від англ. Control moment gyroscope (буквально: гіроскоп з керуючим моментом).