Возможности применения линейных электродинамических двигателей в авиации и космонавтике

Секция «Электронная техника и технологии»

Модель подобной конструкции была создана и испытана при числе оборотов 3 000 об/мин. Электрическое напряжение АБ при испытаниях не изменялось, целостность корпуса батарей не нарушалась. Использование кинетической энергии вращающихся АБ позволит сократить массу бортовой энергетической установки на 5-7 % (за счет использования электростатического заряда, образующегося на поверхности КА, а также за счет уменьшения габаритно-массовых характеристик солнечных батарей).

Библиографические ссылки

1. Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов. М. : Машиностроение, 2003.

2. Новиков Л. С. [и др.]. Электризация космических аппаратов в магнитосферной плазме / Т. 2. Воздействие космической среды на материалы и оборудование КА. 8-е изд. М., 2007.

3. Зайцев Ю. И. Спутники «Космос». М. : Наука, 1975.

4. Акишин А. И., Новиков Л. С. Электризация космических аппаратов. М. : Знание, 1985.

© Виноградов К. Н., Виноградова Е. К., Фадеев А. А., Надараиа Ц. Г., 2013

УДК 621.313.13.1

П. Г. Гордовенко Научный руководитель - О. Н. Рябов Сибирский федеральный университет, ИГДГГ, Красноярск

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В АВИАЦИИ И КОСМОНАВТИКЕ

Рассматривается возможность применения линейных электродинамических двигателей в качестве непосредственного привода механизмов использующихся в авиации и космонавтике.

Во множестве процессов движение рабочего органа имеет прямолинейный характер. В то же время привод фактически всегда осуществляется только вращательными двигателями. Именно поэтому в классической компоновке между приводом и рабочим органом необходимы механизмы для преобразования вида и параметров движения. Это осуществляется с помощью зубчатых реек, винтовых передач, пневмо-или гидропривода и т. п. Техническая и экономическая целесообразность применения линейных электродвигателей в качестве непосредственного привода рабочих органов обоснована в работах многих авторов, например в источнике [1].

Следует особо подчеркнуть, что применение линейных электродвигателей позволяет повысить надежность, быстродействие, точность позиционирования рабочего инструмента.

Например, первоначально в таких областях, как роботостроение, станкостроение значительное место занимали пневматический и гидравлический привод. Однако в настоящее время во всем мире четко прослеживается тенденция к расширению области применения электрического привода. По мере развития робототехнических систем, совершенствования систем подач современных станков, требования к гибкому управлению ими будут все более возрастать, и, по-видимому, электрический привод станет рассматриваться как один из основных.

Такому положению способствует, прежде всего, одинарное преобразование информации электрического сигнала в механическое движение. Особое место занимает непосредственный привод, включающий в себя двигатели линейного и поворотного движения и системы управления ими. Такой привод характеризуется простотой и технологичностью конструкции,

позволяет обеспечить непосредственное управление от ЭВМ или микропроцессоров, удобен как для встраивания непосредственно в конструкцию системы робота либо станка, так и для обслуживания и ремонта. Привод также имеет высокую надежность и низкий уровень собственных шумов. С точки зрения функциональных возможностей для него характерны широкий диапазон динамических состояний и высокое быстродействие.

В раде случаев двигатели линейного движения можно изготавливать по упрощенной технологии, позволяющей в качестве магнитных материалов использовать обычную конструкционную сталь. Такая технология за счет доступности ее для предприятий, имеющих обычную машиностроительную базу, позволяет значительно упростить кинематические схемы оборудования имеющего механизмы с линейным возвратно-поступательным движением, и за счет этого упрощения повысить рентабельность производства и надежность изделий [1].

На кафедре «Электронной техники и телекоммуникаций» СибГАУ накоплен опыт по конструированию и создана серия линейных электродинамических машин. Апробированной сферой их применения является привод механизмов используемых при электрической обработке поверхностей, в вибрационных и ударных машинах.

Рассмотрим возможности применения линейного электродинамического двигателя в авиации и космонавтике на примере существующих механизмов: 1) передача винт-гайка скольжения подъёмника стабилизатора самолёта; 2) привод линейного перемещения (производство ОАО «ИСС») для сдерживания и синхронизации движения силовых спиц или их перемещения при раскрытии рефлектора антенны.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Сравнительные технические характеристики механизмов

Механизм Кинематическая схема Тяговое усилие, кН Перемещение, м

Подъёмник стабилизатора самолёта Электродвигатель, конический редуктор, передача винт-гайка скольжения 240 0,25

Двигатель (производство ОАО «ИСС») Непосредственный привод рабочего органа 2 0,3

Двигатель линейный электродинамический Непосредственный привод рабочего органа 450 0,3

Сравнительные технические характеристики механизмов сведены в таблицу.

Сравнения позволяет сделать вывод о возможности применения линейных электродинамических двигателей в механизмах, использующихся в авиации и космонавтике.

Разработка конструкции и проектирование линейных электродинамических машин для конкретных

механизмов в различных сферах применения и ставится целью наших дальнейших исследований.

Библиографическая ссылка

1. Шестаков И. Я., Стрюк А. И., Фадеев А. А. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 148 с.

© Гордовенко П. Г., 2013

УДК 621.372.543.2

В. В. Иванин, В. А. Шокиров Научный руководитель - Я. Ф. Бальва Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МИНИАТЮРНЫЙ ТРЕХПРОВОДНИКОВЫЙ ПОЛОСКОВЫЙ РЕЗОНАТОР И ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ СВЧ ФИЛЬТР С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ В ШИРОКОЙ ПОЛОСЕ ЗАГРАЖДЕНИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ

Предложена миниатюрная конструкция трехпроводникового полоскового резонатора на двухслойной диэлектрической подложке, на основе которого можно создавать миниатюрные полосно-пропускающие фильтры с протяженной полосой заграждения и высоким уровнем режекции. Для демонстрации перспективности предложенной конструкции изготовлен макет полосно-пропускающего фильтра четвертого порядка, у которого граничная частота полосы заграждения по уровню -100 дБ более чем в 10 раз превышает центральную частоту полосы пропускания.

Известно, что повышение помехоустойчивости систем беспроводной связи, предназначенных для работы в условиях высокого уровня шумов, требует разработки новых миниатюрных полосно-пропус-кающих фильтров (ППФ) с улучшенными селективными свойствами. При этом зачастую важно не только понизить уровень прохождения мощности в полосе заграждения, но и одновременно увеличить ширину этой полосы. В большинстве случаев этому препятствуют паразитные полосы пропускания, возникающие на частотах высших мод колебаний используемых резонаторов. К настоящему времени предложено большое количество способов расширения полосы заграждения [1-3], однако в лучшем случае удается высокочастотный край полосы заграждения по уровню -60 дБ приблизить к частоте около 8/0, где /0 -центральная частота фильтра. В то же время для современной беспроводной связи зачастую требуется более протяженная полоса заграждения с более высоким уровнем режекции. Одним из путей решения данной проблемы является применение оригинальных технических решений, например, новой конструкции

миниатюризированного коаксиального резонатора [4]. На его основе возможна реализация полосно-пропускающих фильтров со сверхширокой полосой заграждения (до 47/0 по уровню -100 дБ), однако с точки зрения технологичности, надежности и стоимости такие устройства существенно уступают конструкциям на полосковых и микрополосковых структурах.

В настоящей работе предлагается оригинальная миниатюрная конструкция полоскового резонатора (рис. 1), позволяющая проектировать полосковые ППФ с рекордно глубокой и широкой полосой заграждения.

Резонатор выполнен на двухслойной диэлектрической подложке, подвешенной посередине между верхней и нижней стенкой металлического корпуса. Он образован тремя полосковыми проводниками, расположенными один под другим на поверхностях слоев диэлектрической подложки. Два проводника, расположенные на внешних поверхностях подложки, замкнуты одним концом на одну из боковых стенок корпуса. Проводник, расположенный внутри подлож-