ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к электромеханическим устройствам, а именно к моментным электромеханическим органам, которые могут найти применение при управлении угловым движением космического аппарата (КА) относительно его центра масс за счет создания этим устройством управляющего момента.
Известны управляемые по моменту двигатели-маховики серии ДМ, используемые в качестве электромеханических исполнительных органов для управления космическими аппаратами «Метеор - 3», «Ресурс», «Электро», (разработка ВНИИЭМ им. акад. Иосифьяна, г. Москва), 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».
Недостаток указанных исполнительных органов - большая длина статоров цилиндрического типа, вследствие чего они обладают повышенными массогабаритными характеристиками, которые в космической области являются критическими и которые при проектировании минимизируют.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является управляемый по скорости двигатель - маховик, представленный в книге К.Г.Алексеев, Г.Г. Бебенин - Управление космическими летательными аппаратами, М., «Машиностроение», 1974 г. Двигатель-маховик состоит из вентильного электродвигателя постоянного тока и установленного на его валу маховика с требуемым моментом инерции.
Электродвигатель состоит из ротора - это двухполюсный вариант с постоянными магнитами и статора с двумя взаимно перпендикулярными обмотками, двух датчиков Холла, установленных в зазоре между ротором и статором и двух усилителей мощности, обеспечивающих электропитание обмоток.
Активные проводники статора находятся в магнитном поле постоянных магнитов ротора. При подаче команды с блока логики системы ориентации космического аппарата по обмотке статора проходит ток и при его взаимодействии с магнитным потоком магнитов ротора развивается механический момент, пропорциональный току и по направлению, определяемому направлением протекания тока.
Недостатком управляемого по скорости двигателя-маховика с цилиндрическим типом статора является то, что вентильный электродвигатель имеет статор цилиндрической формы сравнительно больших размеров, что влечет за собой относительно существенный прирост массы и длины электродвигателя-маховика, а изготовление намотки такого статора технологически довольно трудоемко.
Задача технического решения - улучшение массогабаритных характеристик исполнительного органа на базе управляемого по скорости двигателя-маховика для системы ориентации космического аппарата.
Электромеханический исполнительный орган системы ориентации космического аппарата состоит из вентильного электродвигателя постоянного тока с установленным на его валу маховиком. Статор электродвигателя выполнен в виде плоского диска с расположенной на обеих сторонах печатной обмоткой. Часть магнитной системы в виде кольцевого магнитопровода расположена на вращающемся маховике, а вторая часть магнитной системы - на корпусе.
На фиг. 1 представлен общий вид электромеханического исполнительного органа системы ориентации космического аппарата на базе бесконтактного двигателя постоянного тока с печатной обмоткой на статоре.
На фиг. 2 - статор с выполненной печатной обмоткой.
Электромеханический исполнительный орган системы ориентации содержит корпус 1, в котором закреплена часть магнитной системы вентильного электродвигателя, представляющая собой кольцевой магнитопровод 2 и кольцевой магнитопровод 6. В корпусе 1 закреплена втулка 3, в которой соосно расположены подшипники 4, а в них установлен вал, изготовленный заедино с маховиком 5.
В маховике 5 установлена вторая половина магнитной системы электродвигателя, представляющая собой кольцевой магнитопровод 6, в пазах его установлены постоянные магниты 7. Между кольцевым магнитопроводом 2 и кольцевым магнитопроводом 6 установлен статор 8, выполненный в виде плоского диска с печатной обмоткой. Коммутатором электродвигателя служит датчик Холла 9, расположенный на втулке 3. Вентильный электродвигатель соединен с источником питания электроразъемом 10. Конструкция вентильного электромеханического исполнительного органа закрыта предохранительным кожухом 11.
Предлагаемый исполнительный орган прикладывает управляющий момент к корпусу космического аппарата за счет изменения количества движения вращающегося маховика в момент разгона-торможения вентильного электродвигателя за счет изменения кинетического момента механической системы «электродвигатель-маховик».