航天概論課件第四章-閱讀頁(yè)
2025-06-03 02:47本頁(yè)面
【正文】 使進(jìn)動(dòng)及時(shí)衰減來(lái)滿足自旋穩(wěn)定 的要求 。 可利用進(jìn)動(dòng)特性來(lái)修正衛(wèi)星自旋軸的方向，修正后的自旋軸方向?qū)⒀刂铣山莿?dòng)量 L + dL 的方向。 b ） 重力梯度穩(wěn)定 c） 磁穩(wěn)定 衛(wèi)星受 干擾偏離穩(wěn)定位置時(shí) ， 磁鐵磁場(chǎng)與地球磁 力線產(chǎn)生偏角 ， 所受的磁力矩將使衛(wèi)星恢 復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定位置 。 利用航天器上的能源（電能或推進(jìn)劑）產(chǎn)生控制力或控制力矩，并且依靠直接或間接測(cè)量到的姿態(tài)或軌道信息，按一定的控制律發(fā)出控制指令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生控制力和力矩，實(shí)現(xiàn)航天器的姿軌控制。 由 測(cè)量部件 （敏感器）、 控制電路或計(jì)算機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu) 三部分組成，連 同作為控制對(duì)象的航天 器本體組成一個(gè) 具有反 饋的閉合控制回路 。 主動(dòng)式控制的類(lèi)型 ：（ 兩種方式） ○ 自主控制 ○ 天 地大回路控制 自主控制 —— 閉合控制回路的 三大組成部分都在航天 器上而不需要地面干預(yù) 。 主要應(yīng)用于三軸穩(wěn)定航天器的姿態(tài)控制。 自主方式軌道控制的 關(guān)鍵技術(shù)是航天器上自主的軌道確定和自主導(dǎo)航 ，技術(shù)難度較大，目前具備這種能力的衛(wèi)星或其它航天器還不多見(jiàn)，但它是今后的一個(gè)發(fā)展方向。 姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng)部件 航天器上的姿軌控制系統(tǒng)由 測(cè)量部件、電子控制器 和 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 三大部分組成。 將測(cè)量部件檢測(cè)的信息進(jìn)行 處理，變換和放大 。 對(duì)自主式控制，控制器按照一定的控制規(guī)律形成控制指令發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 對(duì)天 地大回路控制，將處理變換后的信息通過(guò)發(fā)射機(jī)發(fā)送到地面測(cè)控站，并且接收和存貯地面站發(fā)來(lái)的控制程序和指令，轉(zhuǎn)發(fā)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成控制任務(wù)。 利用反作用原理的 噴氣執(zhí)行機(jī)構(gòu) ， 利用磁場(chǎng)、引力場(chǎng)等空間環(huán)境與航天器相互作用產(chǎn)生控制力矩的 環(huán)境力執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。 軌道上運(yùn)行的航天器要經(jīng)歷低至 200℃ 以下，高到 100℃ 以上的溫度環(huán)境，結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部設(shè)備無(wú)法承受如此惡劣的溫度變化。 任何類(lèi)型的航天器都有 精心設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng) ，否則難以完成預(yù)定的任務(wù)。 航天器溫度控制的方法有 被動(dòng)式 和 主動(dòng)式 兩種。 依靠選擇不同的溫控材料、器件和合理的總體布局來(lái)控制航天器內(nèi)外熱交換的過(guò)程，使航天器內(nèi)部的溫度保持在許可的范圍內(nèi)。 本身沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的能力，但是它簡(jiǎn)單可靠。 航天器與外界環(huán)境的熱交換幾乎全部靠熱輻射。 改變航天器外表面蒙皮的熱輻射特性，即吸收 輻射比 α /ε ， 就可以控制蒙皮的溫度。 外表面采用 α /ε 低的涂層，如白漆、三氧化二鋁、拋光金屬硅氧化物、鍍銀氧化硅等，將表面溫度降下來(lái)； b. 多層隔熱材料 真空條件下，當(dāng)量導(dǎo)熱率可低到 105W/（ m c. 軟質(zhì)泡沫塑料 K））， 但密度低得多軟質(zhì)泡沫塑料做內(nèi)隔熱。 能隨溫度變化改變相態(tài)，并在相變過(guò)程中吸收或放出熱量的材料。 當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，相變材料熔化，吸收熱量；環(huán)境溫度下降時(shí)，材料凝固放出潛熱，從而達(dá)到維持溫度基本不變的效果。 適用于放出脈沖熱源的周期性或間斷性工作的元器件的溫度控制。 常用的相變材料為石臘類(lèi)材料。 一種抽真空的密閉管道，管壁用導(dǎo)熱性良好的鋁合金或不銹鋼等材料制成，壁內(nèi)鋪設(shè)一層毛細(xì)結(jié)構(gòu)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)中充滿工作液體。 熱管一端受熱時(shí)，液體在受熱蒸發(fā)過(guò)程中吸收熱量，并使這一端的壓力升高，使蒸氣流向低溫的另一端的毛細(xì)結(jié)構(gòu)上冷凝并放出熱量，通過(guò)管壁向外散發(fā)。 （ 2）主動(dòng)式溫度控制 a. 控溫百葉窗 當(dāng)內(nèi)部溫度在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，葉片關(guān)閉，阻止內(nèi)外熱量的交換。 當(dāng)內(nèi)部溫度超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，用對(duì)溫度敏感的雙金屬片或記憶合金制成的動(dòng)作器受熱變形，直接或者通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)將葉片打開(kāi)，露出表面涂有高輻射涂層的底板，向空間散發(fā)熱量，使儀器設(shè)備的溫度降低。 當(dāng)溫度降到規(guī)定溫度時(shí)，動(dòng)作器恢復(fù)原位，又驅(qū)動(dòng)葉片關(guān)閉。 這樣， 無(wú)論航天器內(nèi)部或外部環(huán)境的熱流量如何改變，被控面的溫度都能保持在所規(guī)定的范圍內(nèi) 。 能夠大幅度地改變航天器表面的有效輻射率，構(gòu)造簡(jiǎn)單可靠，無(wú)功率消耗，在航天器溫控設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用，成為溫控技術(shù)的主要手段之一。 由電加熱器、溫度傳感器和控制器三部分組成，構(gòu)成閉環(huán)控制回路。 具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用方便，控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。 c. 流體循環(huán)換熱裝置 散熱后流體的溫度降低，又流回艙內(nèi)。 但技術(shù)復(fù)雜，還處于研究階段，應(yīng)用不多
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