Несущий узел управляющего двигателя-маховика

Полезная модель относится к области космического приборостроения и может быть использована при создании управляющих двигателей-маховиков (УДМ) различной номенклатуры.
Несущий узел - элемент конструкции, обеспечивающий крепление деталей изделия к корпусу и воспринимающий основные нагрузки, возникающие в ходе эксплуатации изделия. В используемом настоящем описании, несущий узел воспринимает нагрузки, возникающие в роторе двигателя и обеспечивает жесткое соединение статора с основанием УДМ.
Известны двигатели-маховики серии ДМ, используемые в качестве электромеханических исполнительных органов для управления космическими аппаратами «Метеор - 3», «Ресурс», УДМ - 40, УДМ - 2-50, ДМ - 1-10 (разработка ОАО НПЦ «Полюс», г. Томск), используемые в качестве исполнительных органов ОАО «Информационные спутниковые системы» им. акад. М.Ф. Решетнева, г. Железногорск для целого ряда космических аппаратов серии «Космос».
Главный недостаток данных исполнительных органов - большая длина статоров цилиндрического типа, как следствие они обладают повышенными массогабаритными характеристиками, которые в космической области являются критическими и которые при проектировании минимизируют.
Известен ряд технических решений в виде узлов, предназначенных для крепления роторов двигателей, например, по патенту США № US 6720694B2.
Недостатком технического решения, представленного в данном патенте, является высокая масса узла, что не позволяет использовать данное техническое решение в современных двигателях-маховиках космических аппаратов.
Наиболее близким вариантом исполнения конструкции управляющего двигателя-маховика и, как отдельного элемента - несущего вала, является двигатель-маховик, представленный в патенте RU 155293 U1.
В упомянутом патенте предлагается изготавливать втулку в виде полого цилиндра. Недостатком данного технического решения является возникновение вихревых токов, существенно увеличивающих энергопотребление управляющего двигателя-маховика, за счет потерь в виде тепла и магнитного трения, а также повышение массогабаритных характеристик.
Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является уменьшение контуров, в которых индуцируются вихревые токи, возникающие в узле из-за наводок со стороны катушек индуктивности и постоянных магнитов, с сохранением жесткости несущей конструкции.
Поставленная задача решается тем, что несущий узел управляющего двигателя-маховика, выполненный в виде полой втулки, изготовленной из высокопрочной аустенитной стали, содержит верхнюю и нижнюю части, гальванически изолированные между собой с помощью алюминиевых проставок, покрытых оксидной пленкой и соединенных посредством крепежных элементов, электрически изолированных от верхней части, при этом в нижней части втулки имеются продольные вырезы для уменьшения сечения.
Технический результат достигается тем, что заявляемый несущий узел УДМ выполнен составным из гальванически изолированных деталей - верхней и нижней, снабженной продольными вырезами, частей втулки, что позволяет ограничить контур, по которому могут течь вихревые токи, и при этом использование высокопрочной аустенитной стали для изготовления деталей позволяет сохранить жесткость конструкции узла.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен продольный разрез несущего узла.
Узел состоит из верхней части 1, гальванически изолированной с помощью непроводящей проставки 2 от нижней части 3 полой втулки. Нижняя и верхняя части 1 и 3 соединены с помощью винтов 4, а электрическая изоляция винтов 4 от верхней части 1 обеспечена с помощью алюминиевых проставок 5, покрытых оксидной пленкой.
Несущий узел может быть использован в бесколлекторных управляющих двигателях - маховиках. Данных узел позволяет уменьшить энергопотребление управляющих двигателей-маховиков за счет уменьшения вихревых токов, увеличить жесткость конструкции, а также существенно упростить процесс изготовления двигателей-маховиков.