RU2441816C1 - Method for linking the spacecraft - Google Patents
Method for linking the spacecraft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2441816C1 RU2441816C1 RU2010120418/11A RU2010120418A RU2441816C1 RU 2441816 C1 RU2441816 C1 RU 2441816C1 RU 2010120418/11 A RU2010120418/11 A RU 2010120418/11A RU 2010120418 A RU2010120418 A RU 2010120418A RU 2441816 C1 RU2441816 C1 RU 2441816C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellite
- panels
- coolant
- solar panels
- orbit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике, в частности к геостационарным телекоммуникационным спутникам.The invention relates to space technology, in particular to geostationary telecommunication satellites.
Известны способы компоновки телекоммуникационных спутников по патентам Российской Федерации (РФ) №№2151722 [1], 2227108 [2], по которым приборы спутника устанавливают на внутренних обшивках сотовых панелей "+Z", "-Z" с встроенными в них под приборами (или прикрепленными к внутренним обшивкам со стороны размещения приборов) коллекторами - жидкостными трактами для циркуляции теплоносителя (однофазного или двухфазного), а панели солнечных батарей развернуты в плоскости, перпендикулярной панелям "+Z", "-Z", и совершают один оборот в сутки вокруг осей +OZ, -OZ и рабочие поверхности панелей солнечных батарей постоянно перпендикулярны лучам Солнца. При этом панели (с приборами) "+Z", "-Z" размещают симметрично в перпендикулярных плоскостях к осям +OZ (северная сторона) и -OZ (южная сторона) спутника (начало координат в центре масс спутника), и наружные поверхности панелей "+Z", "-Z" являются излучателями избыточного тепла приборов спутника.Known methods of linking telecommunication satellites according to the patents of the Russian Federation (RF) No. 2151722 [1], 2227108 [2], according to which satellite devices are installed on the inner skin of cellular panels "+ Z", "-Z" with built-in under them devices ( or collectors attached to the inner sheathing from the instrument placement side) - liquid paths for circulating the coolant (single-phase or two-phase), and the solar panels are deployed in a plane perpendicular to the "+ Z", "-Z" panels and make one revolution per day around axes + OZ, -OZ and the working surfaces of solar panels are constantly perpendicular to the rays of the sun. In this case, the panels (with devices) "+ Z", "-Z" are placed symmetrically in perpendicular planes to the + OZ (north side) and -OZ (south side) axes of the satellite (the origin at the center of mass of the satellite), and the outer surfaces of the panels "+ Z", "-Z" are emitters of excess heat of satellite devices.
При движении теплоносителя по участкам жидкостного тракта и при вращении панелей солнечных батарей возникают различные по величине и направлению моменты количества движения (кинетические моменты) - (см. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике. М., Наука., 1964 г.; стр.70-73 [3]) - при этом, если направление движения теплоносителя и направление вращения панелей солнечных батарей совпадают, результирующая величина кинетического момента будет максимальной.When the coolant moves along the sections of the liquid path and when the solar panels rotate, the moment of movement (kinetic moments) of different magnitude and direction arise (see B. M. Yavorsky and A. A. Detlaf. Physics Handbook. M., Science ., 1964; p. 70-73 [3]) - in this case, if the direction of movement of the coolant and the direction of rotation of the solar panels coincide, the resulting value of the kinetic moment will be maximum.
Согласно закону сохранения момента количества движения вышеуказанная величина результирующего кинетического момента обуславливает вращение спутника в противоположном направлении и нарушает требуемую ориентацию осей координат спутника и следовательно, например, нарушают ориентацию антенн на Землю.According to the law of conservation of angular momentum, the aforementioned value of the resulting kinetic momentum causes the satellite to rotate in the opposite direction and violates the required orientation of the satellite coordinate axes, and therefore, for example, disrupt the orientation of the antennas to the Earth.
Для того, чтобы удержать требуемую ориентацию осей координат спутника, создают управляющие моменты, например, при помощи струи рабочего газа, вытекающей через реактивные сопла, и чем больше результирующая величина вышеуказанного кинетического момента, тем больше должен быть на борту спутника запас массы рабочего газа.In order to maintain the required orientation of the satellite coordinate axes, control moments are created, for example, by means of a working gas jet flowing out through the jet nozzles, and the larger the resulting magnitude of the above kinetic momentum, the greater the supply of working gas mass on board the satellite.
Согласно патенту РФ №2221733 [4] для сведения к минимуму нескомпенсированного кинетического момента, обусловленного работой жидкостного тракта СТР, его разрабатывают способом взаимной компенсации отдельных составляющих, т.е. жидкостные тракты скомпоновывают таким образом, что каждому участку жидкостного тракта, расположенному в одну сторону от центра масс (или осей OX, ОУ, OZ), имелся такой же идентичный и аналогично расположенный жидкостный тракт в противоположной от центра масс (или осей ОХ, ОУ, OZ) стороне, в которых скорости потока теплоносителя по модулю одинаковы, имеют одинаковые направления, т.е. в этом случае моменты количества движения, например, от движения теплоносителя в жидкостных трактах панелей "+Z", "-Z", взаимно компенсируются. Однако имея в виду при этом наличие нескомпенсированного кинетического момента от вращения панелей солнечных батарей вокруг оси OZ, техническое решение [4] не обеспечивает оптимальное снижение массы потребного рабочего газа на борту спутника.According to the patent of the Russian Federation No. 2221733 [4], in order to minimize the uncompensated kinetic moment due to the operation of the STP fluid path, it is developed by the method of mutual compensation of individual components, i.e. the liquid paths are arranged in such a way that each section of the liquid path located one side of the center of mass (or the OX, OA, OZ axes) has the same identical and similarly located liquid path opposite the center of mass (or the OX, OA axis, OZ) side, in which the flow rates of the coolant are the same modulo, have the same directions, i.e. in this case, the moments of momentum, for example, from the movement of the coolant in the liquid paths of the panels "+ Z", "-Z", are mutually compensated. However, bearing in mind the presence of an uncompensated kinetic moment from the rotation of the solar panel panels around the OZ axis, the technical solution [4] does not provide an optimal reduction in the mass of the required working gas on board the satellite.
В настоящее время направление движения теплоносителя в жидкостных трактах приборных панелей "+Z" и "-Z", обеспечивающее компенсацию (полностью или частично) кинетических моментов, создаваемых вращающимися в условиях эксплуатации на орбите панелями солнечных батарей, не регламентировано и не известны технические решения, решающие эту задачу.Currently, the direction of movement of the coolant in the liquid paths of the instrument panels "+ Z" and "-Z", providing compensation (in whole or in part) for the kinetic moments created by solar panels rotating in orbit under operating conditions, is not regulated and technical solutions are not known, solving this problem.
Таким образом, общим существенным недостатком известных технических решений является потребность иметь на борту спутника относительно большую массу рабочего газа для обеспечения нормального функционирования спутника в течение требуемого срока эксплуатации на орбите.Thus, a common significant drawback of the known technical solutions is the need to have a relatively large mass of working gas on board the satellite to ensure the normal functioning of the satellite during the required lifetime in orbit.
Проведенный авторами анализ известных технических решений показал, что наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является способ компоновки КА на основе [2], у которого вращающиеся вокруг осей +OZ, -OZ панели солнечных батарей размещены в плоскостях, перпендикулярных приборным панелям "+Z", "-Z".The analysis of the known technical solutions by the authors showed that the closest prototype of the present invention is a spacecraft layout method based on [2], in which solar panels rotating around the + OZ, -OZ axes are placed in planes perpendicular to the “+ Z”, " Z. "
Принципиальная схема известного способа компоновки спутника объяснена графическими материалами, изображенными на фиг.1 и 2.The schematic diagram of a known method for composing a satellite is explained by the graphic materials depicted in figures 1 and 2.
На фиг.1 изображена принципиальная схема орбиты геостационарного спутника, где 1 - Солнце; 2 - Земля; 2.1 - северный полюс Земли; 4 - геостационарный спутник; 4.1 - две панели солнечных батарей, каждая из которых расположена перпендикулярно приборным панелям 4.2 (4.3) "+Z" ("-Z"); соответствующими стрелками указаны направления вращения Земли, спутника по орбите, панелей солнечных батарей вокруг оси OZ спутника (ОХ, ОУ, OZ - оси спутника, проходящие через его центр масс О).Figure 1 shows a schematic diagram of the orbit of a geostationary satellite, where 1 is the Sun; 2 - Earth; 2.1 - the north pole of the Earth; 4 - geostationary satellite; 4.1 - two solar panels, each of which is perpendicular to the dashboards 4.2 (4.3) "+ Z" ("-Z"); the corresponding arrows indicate the directions of rotation of the Earth, the satellite in orbit, the solar panels around the axis OZ of the satellite (OX, OU, OZ — the axis of the satellite passing through its center of mass O).
На фиг.2 изображена принципиальная схема геостационарного спутника, где: 1 - спутник; 1.2 - антенна; 1.3, 1.4 - панели солнечных батарей; 1.5 - корпус спутника (приборы условно не показаны); 1.5.1 - приборная панель "+Z"; 1.5.2 - приборная панель "-Z"; 1.5.3 - жидкостные тракты (черными треугольными стрелками указаны направления движения теплоносителя в жидкостных трактах 1.5.3, обеспечиваемого гидронасосом 1.5.3.1 - направления движения теплоносителя компенсируют кинетические моменты, возникающие от движения теплоносителя в жидкостных трактах панелей, в частности "+Z", "-Z", но не компенсируют кинетические моменты от вращения панелей 1.3 и 1.4 солнечных батарей); О - центр масс спутника; ОХ, ОУ, OZ - оси спутника; стрелками указаны направления вращения панелей 1.3 и 1.4 при движении спутника по орбите, если смотреть с конца осей OZ и -OZ.Figure 2 shows a schematic diagram of a geostationary satellite, where: 1 - satellite; 1.2 - antenna; 1.3, 1.4 - solar panels; 1.5 - satellite body (instruments not conventionally shown); 1.5.1 - dashboard "+ Z"; 1.5.2 - dashboard "-Z"; 1.5.3 - liquid paths (the black triangular arrows indicate the directions of movement of the coolant in the liquid paths 1.5.3 provided by the hydraulic pump 1.5.3.1 - the directions of movement of the coolant compensate for the kinetic moments arising from the movement of the coolant in the liquid paths of the panels, in particular "+ Z", "-Z", but do not compensate for the kinetic moments from the rotation of panels 1.3 and 1.4 of solar panels); O is the center of mass of the satellite; ОХ, ОУ, OZ - satellite axis; the arrows indicate the directions of rotation of the panels 1.3 and 1.4 when the satellite moves in orbit, when viewed from the end of the OZ and -OZ axes.
Как следует из вышеизложенного, существенным недостатком известного способа компоновки космического аппарата является относительно повышенная масса его из-за необходимости иметь на борту повышенное количество рабочего газа для обеспечения нормального функционирования спутника на орбите в течение заданного (требуемого) срока эксплуатации.As follows from the foregoing, a significant drawback of the known method of spacecraft layout is its relatively increased mass due to the need to have an increased amount of working gas on board to ensure the normal functioning of the satellite in orbit for a given (required) period of operation.
Целью изобретения является устранение вышеуказанного существенного недостатка.The aim of the invention is to eliminate the above significant drawback.
Поставленная цель достигается тем, что компоновку космического аппарата, включающую размещение его приборов на внутренних поверхностях сотовых приборных панелей "+Z", "-Z", прокладку жидкостных трактов с циркулирующим в них теплоносителем на (в) указанных приборных панелях, монтаж антенн, вращающихся панелей солнечных батарей размещением их перпендикулярно наружным поверхностям вышеуказанных приборных панелей, производят, осуществляя прокладку с направлением движения теплоносителя в жидкостных трактах приборных панелей "+Z" и "-Z", таким образом, что возникающие при движении теплоносителя кинетические моменты по направлению противоположны направлению кинетических моментов, создаваемых вращающимися на орбите панелями солнечных батарей, что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.This goal is achieved by the fact that the layout of the spacecraft, including the placement of its devices on the inner surfaces of the cellular instrument panels "+ Z", "-Z", the laying of liquid paths with the coolant circulating in them on (in) these instrument panels, the installation of antennas rotating solar panels by placing them perpendicular to the outer surfaces of the above dashboards, produce, laying with the direction of movement of the coolant in the liquid paths of the dashboards "+ Z" and "-Z", so about In short, the kinetic moments arising during the motion of the coolant in the direction are opposite to the direction of the kinetic moments created by the solar panels rotating in orbit, which, in the authors' opinion, are significant distinguishing features of the technical solution proposed by the authors.
В результате анализа, проведенного авторами известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных отличительных признаков заявляемого технического решения в известных источниках информации не обнаружено и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявляемом способе компоновки КА.As a result of the analysis conducted by the authors of the well-known patent and scientific and technical literature, the proposed combination of significant distinguishing features of the claimed technical solution was not found in the known sources of information and, therefore, the known technical solutions do not exhibit the same properties as in the claimed spacecraft layout method.
Суть предложенного авторами технического решения пояснена графическим материалом, изображенным на фиг.3, где: 1 - спутник; 1.2 - антенна; 1.3, 1.4 - панели солнечных батарей; 1.5 - корпус спутника (приборы условно не показаны); 1.5.1 - приборная панель "+Z"; 1.5.2 - приборная панель "-Z"; 1.5.3 - жидкостные тракты - черными треугольными стрелками указаны направления движения теплоносителя в жидкостных трактах 1.5.3 (1.5.3.1 - гидронасос). Направления движения теплоносителя компенсируют:The essence of the technical solution proposed by the authors is illustrated by the graphic material shown in figure 3, where: 1 - satellite; 1.2 - antenna; 1.3, 1.4 - solar panels; 1.5 - satellite body (instruments not conventionally shown); 1.5.1 - dashboard "+ Z"; 1.5.2 - dashboard "-Z"; 1.5.3 - fluid paths - the black triangular arrows indicate the direction of movement of the coolant in the fluid paths 1.5.3 (1.5.3.1 - hydraulic pump). The directions of movement of the coolant compensate for:
- кинетические моменты, возникающие от движения теплоносителя в жидкостных трактах панелей, в частности "+Z", "-Z" (изображены белым фоном);- kinetic moments arising from the movement of the coolant in the liquid paths of the panels, in particular "+ Z", "-Z" (shown in white background);
- кинетические моменты от вращения панелей 1.3 и 1.4 солнечных батарей (изображены темным фоном);- kinetic moments from the rotation of panels 1.3 and 1.4 of solar panels (depicted by a dark background);
О - центр масс спутника; ОХ, ОУ, OZ - оси спутника; стрелками указаны направления вращения панелей 1.3 и 1.4 при движении спутника по орбите, если смотреть с конца осей OZ и -OZ.O is the center of mass of the satellite; ОХ, ОУ, OZ - satellite axis; the arrows indicate the directions of rotation of the panels 1.3 and 1.4 when the satellite moves in orbit, when viewed from the end of the OZ and -OZ axes.
В процессе компоновки анализируют конструкцию и характеристики гидронасоса 1.5.3.1 и осуществляют прокладку жидкостных трактов 1.5.3 и установку гидронасоса 1.5.3.1 таким образом, чтобы направления движения теплоносителя в жидкостных трактах приборных панелей "+Z" и "-Z" создавали кинетические моменты, по направлению противоположные направлениям кинетических моментов, создаваемых панелями солнечных батарей при вращении в процессе эксплуатации спутника на орбите, в результате чего вышеуказанные кинетические моменты взаимно компенсируются (или суммарная величина нескомпенсированного момента будет существенно уменьшена). В результате этого в течение требуемого срока эксплуатации спутника на орбите для создания управляющих моментов с помощью реактивных сопел потребуется меньший запас массы рабочего газа и, следовательно, обеспечивается снижение массы спутника и тем самым достигается цель изобретения.During the assembly process, the design and characteristics of the hydraulic pump 1.5.3.1 are analyzed and the liquid paths 1.5.3 are laid and the hydraulic pump 1.5.3.1 is installed in such a way that the directions of the coolant movement in the liquid paths of the “+ Z” and “-Z” dashboards create kinetic moments, in the direction opposite to the directions of the kinetic moments created by the solar panels during rotation during operation of the satellite in orbit, as a result of which the above kinetic moments are mutually compensated (or the total value of the uncompensated moment will be significantly reduced). As a result of this, during the required lifetime of the satellite in orbit, to create control moments using jet nozzles, a smaller supply of working gas mass is required and, therefore, a reduction in the mass of the satellite is achieved and thereby the object of the invention is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120418/11A RU2441816C1 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Method for linking the spacecraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120418/11A RU2441816C1 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Method for linking the spacecraft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010120418A RU2010120418A (en) | 2011-12-10 |
| RU2441816C1 true RU2441816C1 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=45404902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010120418/11A RU2441816C1 (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Method for linking the spacecraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2441816C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513321C1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Spacecraft thermal control system |
| RU2564286C2 (en) * | 2012-10-04 | 2015-09-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Spacecraft thermal control system |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4662178A (en) * | 1982-01-29 | 1987-05-05 | Rasmusson James K | Self contained rotator apparatus |
| US4776541A (en) * | 1985-09-24 | 1988-10-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fluidic momentum controller |
| US5026008A (en) * | 1990-01-31 | 1991-06-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fluid-loop reaction system |
| RU2151722C1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф.Решетнева" | Spacecraft temperature control system |
| RU2221733C2 (en) * | 2001-05-18 | 2004-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева" | Spacecraft temperature control system |
| RU2227108C1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева" | Communication, tv broadcasting and repeater satellite |
-
2010
- 2010-05-20 RU RU2010120418/11A patent/RU2441816C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4662178A (en) * | 1982-01-29 | 1987-05-05 | Rasmusson James K | Self contained rotator apparatus |
| US4776541A (en) * | 1985-09-24 | 1988-10-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fluidic momentum controller |
| US5026008A (en) * | 1990-01-31 | 1991-06-25 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fluid-loop reaction system |
| RU2151722C1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф.Решетнева" | Spacecraft temperature control system |
| RU2221733C2 (en) * | 2001-05-18 | 2004-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева" | Spacecraft temperature control system |
| RU2227108C1 (en) * | 2003-01-31 | 2004-04-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева" | Communication, tv broadcasting and repeater satellite |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513321C1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Spacecraft thermal control system |
| RU2564286C2 (en) * | 2012-10-04 | 2015-09-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Spacecraft thermal control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010120418A (en) | 2011-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2441816C1 (en) | Method for linking the spacecraft | |
| Oksavik et al. | Multi-instrument mapping of the small-scale flow dynamics related to a cusp auroral transient | |
| CN107985631A (en) | Low rail micro-nano satellite and the in-orbit installation method suitable for pulse differential of the arc electric thruster | |
| Weygand et al. | An interpretation of spacecraft and ground based observations of multiple omega band events | |
| Xiangfei et al. | Effect of operational condition of rotational subsystem on attitude control for space solar power station | |
| Zhao et al. | The in-flight realtime trigger and localization software of GECAM | |
| CN107839900B (en) | Formation layout and installation system for triaxial stabilized satellites | |
| RU2006143879A (en) | MULTIFUNCTIONAL COSMIC SYSTEM OF AUTOMATED MANAGEMENT AND OPERATIONAL CONTROL (MONITORING) OF CRITICALLY IMPORTANT OBJECTS AND TERRITORIES OF THE UNION STATE "RUSSIA-BELARUS" | |
| Arbes et al. | Heliostat field cost reduction by ‘slope drive’optimization | |
| Chen et al. | Design of LEO constellations providing Internet services based on SOC method | |
| Liu et al. | International meridian circle program | |
| Peng et al. | Preparatory study for constructing FAST, the world's largest single dish | |
| Yang et al. | A Novel Low-frequency Radio Astronomical Observation Array (1∼ 90 MHz) and its First Light | |
| Rolinski et al. | The XY antenna mount for data acquisition from satellites | |
| CN207482216U (en) | A kind of low rail micro-nano satellite | |
| Guo et al. | Variation of dependence of the cusp location at different altitude on the dipole tilt | |
| Johnson | Orbital space solar power option for a lunar village | |
| Chen et al. | The Sky Eye: Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) | |
| Peroni | Solenoid moon-base concept | |
| Kerridge et al. | Cost-effective mission design for a small solar probe | |
| Farrugia et al. | Recent work on the Kelvin-Helmholtz instability at the dayside magnetopause and boundary layer | |
| Lucente et al. | An accelerometer for the Galileo 2nd generation constellation: the AGES project | |
| Bristow | Antarctic and Conjugate Research using SuperDARN | |
| Dmitriev et al. | The shape of strongly disturbed dayside magnetopause | |
| Tooley | NASA's Magnetospheric Multiscale (MMS) Mission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190521 |