Электродвигатель-маховик с магнитогидравлическими опорами вращения

предоставляет ряд API-интерфейсов для получения информации о доступных для устройства сетях Wi-Fi, а также о свойствах подключения к сети Wi-Fi. Эта информация может быть использована для отслеживания уровня сигнала, поиска точек доступа или выполнения некоторых операций при подключении к определенным точкам доступа [2-4].

В докладе рассматривается разработка приложения для устройства дистанционного управления светом под ОС Android. Отладку приложения целесообразно проводить на базе аппаратной платформы, на которой будет реализовано конечное устройство, или на базе так называемых отладочных плат. В нашем случае отладка проводилась на одноплатном компьютере DevKit8500D на базе высокопроизводительного процессора DM3730 Texas Instruments (ядро ARM Cortex-A8 с тактовой частотой 1000 МГц). Приложение состоит из командной строки, строки для отображения принятых команд и кнопки отправки данных на осветительный прибор с регулятором освещения. Все команды отделяются при помощи символа перевода строки "\r". Весь буфер по приходу каждого байта переводится в массив My_Data[]. Как только пришел символ "\r", который означает конец команды, формируется строка strMy_Data и сравнивается с заранее внесенными командами для управления регулятором освещения. Всего определены 8 команд: Startl - включает модуль 1; Stopl - выключает модуль 1, и так для четырёх модулей.

Данное приложение может рассматриваться в качестве прототипа для разработки устройства дистанционного управления освещением. Так как в послед-

нее время всё большую популярность приобретают «умные дома», необходимым элементом которых является удаленное управление светом, то конечное устройство можно использовать в таких домах.

Библиографические ссылки

1. Darcey L., Conder S. Android wireless application development. Indianapolis: Wesley, 2012. 525 р.

2. Дэрси Л., Кондор Ш. Android за 24 часа. Программирование приложений под операционную систему от Google. М. : Рид Групп, 2011. 409 с.

3. Майер Р. Android 2. Программирование для планшетных компьютеров и смартфонов. М. : Эксмо,

2010. 670 с.

4. Хашими С., Коматинени С., Маклин Д. Разработка приложений для Android. СПб. : Питер, 2011. 736 с.

References

1. Darcey L., Conder S. Android wireless application development. Indianapolis: Wesley, 2012. 525 р.

2. Darcy L., Condor S. Android in 24 hours. Programming applications for the operating system from Google. Moscow: Reed groups, 2011. 409 p.

3. Mayer R. Android 2. Programming for tablet computers and Smartphones. Moscow: Eksmo, 2010. 670 p.

4. Hashemi S., Komatineni S., Mclean D. Application development for Android. St.-Petersburg : Piter,

2011. 736 p.

© Давыдов А. С., 2014

УДК 629.7.05

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ-МАХОВИК С МАГНИТОГИДРАВЛИЧЕСКИМИ ОПОРАМИ ВРАЩЕНИЯ

Д. В. Ермаков, А. Н. Бобриков, П. А. Алексанов

ОАО «Научно-производственный центр «Полюс» Российская Федерация, 634050, г. Томск, пр. Кирова, 56в. Е-mail: polus@online.tomsk.net

Результатом работы электродвигателя-маховика, выполненного на магнитогидравлических опорах с аварийными шарикоподшипниками, является увеличение стабильности работы роторной системы при вращении, когда на нее действуют не только осевые, но и радиальные силы смещения от внешних механических воздействий на корпус.

Ключевые слова: магнитогидравлическая опора, аварийный шарикоподшипник, электродвигатель-маховик.

ELECTRIC MOTOR-FLYWHEEL WITH MAGNETIC-HYDRAULIC BEARINGS D. V. Ermakov, A. N. Bobrikov, P. A. Aleksanov

JSC "Research and production center "Polyus" 56v, Kirov Av, Tomsk, 634050, Russian Federation. E-mail: polus@online.tomsk.net

The result of electric motor-flywheel operation, designed with magnetic-hydraulic bearing with emergency bearing, is increasing stability of rotor's system operation stability when rotating, while it experiences not only axial forces of displacement but also radial forces by outer mechanical disturbance to the frame.

Keywords: magnetic-hydraulic bearing, emergency bearing, electric motor-flywheels.

Малые космические аппараты: производство, эксплуатация и управление

Известен электродвигатель-маховик (ЭДМ) - вал, маховик которого вращается в магнитогидравличе-ских опорах вместо шарикоподшипниковых [1; 2].

Недостатком такого ЭДМ является отсутствие регулирования положения вала маховика вдоль оси вращения, что позволяет ему смещаться от установленного положения при воздействии на корпус ЭДМ внешних ударных нагрузок. В результате смещения появившееся биение контактирующих поверхностей приведет к неуравновешенности роторной системы, а возникшие вибрации создадут динамическую нагрузку, что вызовет дополнительный дисбаланс всей системы вращения вала маховика.

Регулировка вала маховика вдоль оси вращения с помощью комплектов электромагнитов, расположенных на торцах магнитогидравлических опор, обеспечит необходимое уравновешенное состояние вала маховика в корпусе ЭДМ при внешних воздействиях на него (рис. 1) [3].

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить стабильность работы роторной системы, жесткость конструкции за счет удержания от смещения в осевом направлении вала маховика, что дает стабильность характеристик роторной системы при вращении, когда на нее действуют осевые силы смещения.

Регулирование вала маховика происходит следующим образом. При подаче питания на электродвигатель начинается вращение роторной системы, создающее кинетический момент, пропорциональный частоте вращения. При смещении вала маховика 1 от установленного положения в осевом направлении сигнал с датчика положения вала 3 поступает в схему управления электромагнитами 2, которые возвращают вращающийся вал в магнитогидравлических опорах 4 в исходное положение.

Однако необходимо повышение надежности работы вала маховика, когда на него действуют не только осевые силы смещения, но и радиальные.

Указанная цель достигается тем, что в ЭДМ с маг-нитогидравлическими опорами, электромагнитами, датчиками положения маховика встроены аварийные шарикоподшипники и дополнительно введены датчики их вращения (рис. 2).

Рис. 2. ЭДМ с аварийными шарикоподшипниками

Регулирование вала маховика в данном случае осуществляется следующим образом. При воздействии на корпус внешних ударных нагрузок происходит радиальное смещение вала маховика 1, и его вращение компенсируется аварийными шарикоподшипниками 2. Датчик вращения 3 выдает сигнал, поступающий в схему управления электромагнитами 4, которые возвращают вал, вращающийся в магнитогидравлических опорах 5, в исходное уравновешенное состояние.

Преимущество использования сигнала с датчиков аварийных шарикоподшипников при отклонении маховика из центрального положения вплоть до касания об эти шарикоподшипники состоит в возможности исключения ложных переключений комплектов электромагнитов благодаря косвенным сигналам с датчиков положения маховика при кратковременных ударных воздействиях на корпус ЭДМ.

Техническим результатом предлагаемой схемы работы подобного ЭДМ, выполненного на магнитогид-равлических опорах, является увеличение стабильности работы роторной системы при вращении, когда на нее действуют не только осевые, но и радиальные силы смещения, а также снижение дисбаланса на валу маховика от внешних механических воздействий на корпус ЭДМ.

Библиографические ссылки

1. Магнитогидравлические опоры двигателей-маховиков / Ермаков Д. В. и др. // Решетневские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. (12-14 нояб. 2013 г., Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; СибГАУ. Красноярск, 2013. Ч. 1. С. 497-498.

2. Пат. 2013118932. Российская Федерация. Электродвигатель-маховик / Алексанов П. А., Бобриков А. Н., Ермаков Д. В., Лянзбург В. П. ; заявитель и патентообладатель ОАО «НПЦ «Полюс» ; опубл. 20.11.2013.

3. Пат. 2014114248. Российская Федерация. Электродвигатель-маховик / Алексанов П. А., Бобриков А. Н., Ермаков Д. В., Лянзбург В. П. ; заявитель и патентообладатель ОАО «НПЦ «Полюс» ; опубл. 10.04.2014.

Рис. 1. ЭДМ с электромагнитным регулированием

References

1. Ermakov D. V., Bobrikov A. N., Aleksanov P. A., Ljanzburg V. P. Magnetic-hydraulic bearing of reaction wheels / Reshetnevskie chtenija : XVII international scientific conference (12-14th of November 2013, Krasnoyarsk) : in 2 vol. / ed. by Y. Y. Loginov ; SibSAU. Krasnoyarsk, 2013, vol. 1, р. 497-498.

2. Patent RF for invention №: 2013118932, Reaction wheel, authors: Aleksanov P. A., Bobrikov A. N., Erma-

kov D. V., Ljanzburg V. P., date of publication

20.11.2013.

3. Patent RF for invention №: 2014114248, Reaction wheel, authors: Aleksanov P. A., Bobrikov A. N., Ermakov D. V., Ljanzburg V. P., date of publication

10.04.2014.

© Ермаков Д. В., Бобриков А. Н., Алексанов П. А., 2014

УДК 629.783

ПРЕИМУЩЕСТВА МАСШТАБИРУЕМОЙ МОДУЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРЫ МАЛЫХ И СВЕРХМАЛЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Д. М. Зуев, А. Г. Пятков, П. В. Мовчан

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: ZuevDmitriy93@yandex.ru

Рассматриваются преимущества использования модульной и масштабируемой архитектуры при разработке и изготовлении малых и сверхмалых космических аппаратов.

Ключевые слова: малый космический аппарат, сверхмалый космический аппарат, масштабируемая модульная архитектура, CubeSAT, nanosatellites.

ADVANTAGES OF MODULAR AND SCALABLE ARCHITECTURE IN SMALL AND ULTRASMALL SPACECRAFT

D. M. Zuev, A. G. Piatkov, P. V. Movchan

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: ZuevDmitriy93@yandex.ru

Advantages of using a modular and scalable architecture are considered. These advantages are assumed in relation to the development and production of small and ultra-small spacecrafts.

Keywords: small spacecraft, ultra-small spacecraft, satellite, scalable modular architecture, CubeSAT, nanosatellite.

Стоимость разработки и производства тяжелых спутниковых платформ составляет до нескольких миллиардов долларов, что делает актуальной задачу уменьшения стоимости космических аппаратов (КА). Процесс миниатюризации электроники стал основой для тенденции перехода от тяжелых платформ к малым и сверхмалым космическим аппаратам без потери функциональности (МКА и СМКА). Это позволяет на порядок уменьшить стоимость разработки, производства и выведения на орбиту [1].

Важным параметром является срок разработки и производства КА. Снижение сроков производства спутников позволит увеличить объемы производства и снизить итоговую цену для заказчика. Также короткие сроки изготовления важны для быстрого создания орбитальных группировок, оперативной замены вышедшего из строя аппарата, что, например, является важным для военных заказчиков. Стоит упомянуть американскую концепцию оперативного доступа

в космос ORS (Operationally Responsive Space), согласно которой должен быть разработан и внедрен ряд технологий, позволяющих изготовить, протестировать и запустить МКА за короткий срок (от нескольких недель до нескольких дней) для оперативной и непосредственной поддержки боевых действий. Данную задачу предполагается решить использованием модульных масштабируемых платформ [2].

Модульный масштабируемый принцип построения позволит определять функционал спутника путем компоновки типовых узлов служебной платформы и модулей полезной нагрузки по типу конструктора. Это позволит предложить заказчику широкий спектр решений и быстро вносить изменения в конфигурацию по желанию заказчика в зависимости от решаемых заказчиком задач.

Использование типовых узлов при модульной архитектуре позволит снизить стоимость комплектующих, так как производство деталей становится не