Задача большинства научных приборов на космическом аппарате – выполнение измерений. Источник опорного напряжения – один из основных элементов измерительной системы, от которого зависит её точность. Во время штатной эксплуатации прибора опорное напряжение подвержено температурным изменениям, которые в отличие от начальной погрешности не могут быть устранены наземной калибровкой. Экспериментально исследована работа источника ISL21090B-50 в типичном рабочем диапазоне температур космической аппаратуры, определены его интегральный и дифференциальный температурные коэффициенты и тепловой гистерезис, сделаны выводы о теоретически достижимом разрешении прецизионной измерительной системы на основе данной микросхемы и описаны способы его повышения. Показана принципиальная возможность повышения разрешающей способности измерительных систем на основе опорных источников с линейной зависимостью напряжения от температуры путём введения математической поправки в результаты измерений на основе данных о фактической температуре опорного элемента. Экспериментально в климатической камере исследована работа радиационно-стойких интегральных термодатчиков 5306НТ025 для их применения в качестве внутренних телеметрических датчиков в перспективных научных приборах, получены зависимости их погрешности от температуры. Приводится пример компенсации температурного дрейфа микросхемы ISL21090B-50 на основе показаний термодатчиков.

Бесплатно

Электромагнитная система компенсации веса

Максимов В.Н., Максимов П.Н., Кондратьев К.В.

Статья научная

В статье детально представлены результаты исследования и разработки уникальной активной электромагнитной системы компенсации веса, созданной инженерами АО «Решетнёв». Основное предназначение данной системы – проведение модальных испытаний современных слабодемпфированных конструкций, характерных для космической отрасли. Ключевая задача системы заключается в создании и поддержании условий, максимально достоверно моделирующих состояние невесомости на Земле. Этот эффект достигается благодаря сложному, прецизионно управляемому взаимодействию электродинамических сил. Авторами подробно изложен основной принцип функционирования системы, а также её конструктивная реализация, уделено особое внимание описанию ключевых узлов. Предложен и математически обоснован инновационный метод формирования зависимости управляющего тока от координаты подвижного элемента, что является основой точного управления. Для обеспечения высочайшей стабильности и динамической точности в систему были интегрированы и адаптированы продвинутые алгоритмы регулирования, использующие ПИД-контроль. Существенный скачок в качестве управления был достигнут за счёт внедрения специализированного мощного усилителя тока, который позволил убрать электродвижущую силу индукции и существенно повысить точность задания возбуждающей силы. Проведённый комплекс экспериментальных исследований и испытаний в полной мере подтвердил высокую эксплуатационную состоятельность и эффективность всех разработанных технических решений. Полученные результаты также позволили выявить конкретные перспективные направления для дальнейшей оптимизации системы с целью улучшения её характеристик.

Бесплатно

Электромагнитное устройство для ориентирования космических аппаратов

И. П. Попов

Статья

Показано, что в основу создания «искусственной» массы, не связанной ни с объемом, ни с плотностью материала, заключенного в искусственно инертном объекте, положено требование удовлетворения второму закону Ньютона. Представляет интерес возможность создания условий для возникновения искусственного момента инерции. Поскольку принцип эквивалентности инертной и гравитационной массы не распространяется на искусственную массу, устройство с искусственной массой может быть несопоставимо легче своего механического аналога с таким же моментом инерции. Это качество делает такое устройство особенно привлекательным для использования в космонавтике в качестве легких маховиков для ориентирования космических аппаратов. Цель исследования состоит в аналитическом синтезировании искусственного момента инерции и установлении определяющих его параметров. Если поместить искусственный электрический маховик в «черный ящик» с выведением вала наружу, то никакими экспериментами невозможно установить, искусственный или «натуральный» маховик находится внутри. Главными преимуществами искусственного или электромагнитного маховика над «натуральным» являются несопоставимо меньший вес и возможность электрического управления его моментом инерции в широких пределах путем изменения магнитного поля (возбуждения) и емкости.

Бесплатно

Элементы баллистического расчета при гравитационном маневре космического аппарата

И.П. Попов

Статья

Цель исследования – аналитическое описание участка баллистической траектории, соответствующего нормальному падению космического аппарата на поверхность безатмосферной планеты. При этом движение нормально падающего тела характеризуется возрастающим ускорением свободного падения. Задача о скорости, времени и ускорении нормального падения тела на поверхность планеты при отсутствии атмосферы сводится к решению дифференциального уравнения второго порядка, которое решается стандартным методом. Особенностью решения является формальное использование табличного интеграла на промежуточном этапе. Оказалось, однако, что его формула недостоверна, а именно, производная правой части не равна подынтегральному выражению. Из этого следует, что возможные существующие решения этой задачи, основанные на использовании указанного табличного интеграла, являются некорректными. В статье представлена корректировка этого табличного интеграла, что является попутным результатом исследования. В работе получено временное уравнение движения нормально падающего на поверхность планеты тела при отсутствии атмосферы, а также временные уравнения его скорости и ускорения. Полученные результаты могут быть полезны при расчетах пассивного гравитационного маневра при межпланетных полетах и расчетах отвесного падения небольших небесных тел и отработанных элементов конструкций космических аппаратов.

Бесплатно

Эллипсометрический контроль параметров многослойных наноструктур Fe/Si в процессе роста

И.А. Тарасов, И.А. Яковлев, С.Н. Варнаков, С.М. Жарков, С.Г. Овчинников

Статья

С использованием метода одноволновой лазерной эллипсометрии in situ проведено исследование процесса формирования многослойной структуры [Si/Fe57/Fe56]3/SiO2/Si(100). Были получены сведения об оптических и структурных свойствах данной структуры. Изменение морфологии поверхности растущих слоев и их оптических характеристик оказываются неидентичными для случаев осаждения железа на поверхность слоя кремния и осаждения кремния на поверхность слоя железа. Полученные профили оптических постоянных свидетельствуют об увеличении толщины переходных слоев, содержащих твердые растворы «железо–кремний» и силициды. Характер изменения оптических постоянных усложняется с каждым последующим слоем железа, осаждаемым на поверхность кремния. Поведение профилей n и k, соответствующих формированию кремниевых слоев, имеет более простой характер по сравнению с поведением подобных профилей железа. Эти профили имеют лишь некоторые особенности на начальных этапах роста и соответствуют формированию аморфных слоев кремния. Полученные данные согласуются с данными просвечивающей электронной микроскопии.

Бесплатно

Этапы информационного обеспечения разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов

А.А. Ковель

Статья

Наземно-экспериментальная отработка элементов космической техники – ответственный этап в создании космических изделий, фактически – это наземный «полет» создаваемых устройств. И от того, насколько адекватно будут воспроизведены на этом этапе эксплуатационные условия и обеспечено успешное функционирование устройств в предполагаемых условиях, зависит его успешная работа в реальном полете в течение срока эксплуатации. Радиоэлектронные устройства бортовой аппаратуры космического аппарата – один из непременных элементов, обеспечивающих выполнение целевых задач, которые должны подтвердить свою готовность к предстоящей работе на этапе наземно-экспериментальной отработки. В статье рассмотрены этапы информационного обеспечения разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов, показывающие пути совершенствования технологии экспериментальной отработки разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов. Показано, что на современном этапе развития космической отрасли стало возможным внедрение в инженерную практику методологии математического планирования эксперимента. Появился задел прикладных работ по радиоэлектронной тематике, показывающий возможность выявлять в полном факторном эксперименте влияние внутренних неуправляемых параметров (факторов) электронных компонентов на результаты эксперимента. Это сняло преграду при реализации возможностей метода в исследованиях и совершенствовании радиоэлектронных устройств бортовой аппаратуры.

Бесплатно

← Предыдущая

Журнал