Состав, структура и взаимодействие составных частей ракетно-космического комплекса при его эксплуатации, страница 21

Датчик горизонта — датчик ориентации(обычно с узким полем зрения), воспринимающий перепад излучения границы - «планета — космос». Детектор датчика сравнивает уровень излучения планеты (в видимом или ИК диапазоне) с почти нулевым уровнем излучения космического пространства, визируя горизонт планеты. Примером использования датчика горизонта может служить трёхосная ориентация, при которой одна из осей КА направлена на Солнце (см. рисунок П1.1.), а поворот вокруг этой оси фиксируется датчиком горизонта, который осуществляет в этом случае слежение за горизонтом планеты (ориентацию по краю планеты).

Датчик кажущейся скорости — прибор, предназначенный для определения кажущейся скорости РН или КА. В основе датчика кажущейся скоростилежит чувствительное устройство, регистрирующее кажущееся ускорение. Кажущаяся скорость определяется в результате интегрирования кажущегося ускорения. Устройства, в которых совмещены функции измерения и интегрирования ускорения, называются интеграторами кажущегося ускорения. Наибольшее распространение получили датчики кажущейся скоростина основе гироскопических интегратора линейных ускорений, представляющего собой тяжёлый гироскоп, центр масс которого смещён относительно подвеса. Силы инерции, обусловленные наличием кажущегося ускорения, вызывают прецессию гироскопа, скорость которой пропорциональна значению кажущегося ускорения, а угол — значению кажущейся скорости. Для повышения чувствительности и точности прибора широко применяют плавающий подвес, позволяющий снизить моменты трения в подшипниках. В простейшем случае, когда управление движением РН и КА ведётся по значению продольной скорости, датчик кажущейся скоростииспользуют непосредственно для выдачи команды на выключение РД. Для этого заранее вводят уставку на значение угла, по достижении которого происходит замыкание контактов. В общем случае для обеспечения высокой точности конечных условий движения КА, а также при учёте ограничений на кинематические параметры траектории и требований по зонам падения отделяемых элементов конструкции (отработавших блоков, хвостовых отсеков, обтекателей и т. п.) приходится вычислять кажущуюся скорость и местоположение КА. Для этой цели используют несколько датчиков кажущейся скорости, ориентация которых выбирается из условия минимизации методических и инструментальных ошибок решения навигационных задачи.

Датчик ориентации — прибор, измеряющий угловое положение КА относительно осей ориентации, а также скорость его вращательного движения вокруг центра масс. Угловое положение КА определяется с помощью позиционных датчиков ориентации, которые по принципу действия могут быть разбиты на три класса:

1) датчики внешней информации, определяющие положение осей КА относительно внешних ориентиров (солнечный датчик, звёздный датчик, инфракрасная вертикаль, ионный датчик ориентации, датчик, работающий по радиомаяку, и т. п.);

2) инерциальныедатчики ориентации, использующие свойства абсолютного углового движения осей ориентации и осей, жёстко связанных с корпусом КА (например, гироскопическая орбита); эти датчики способны работать лишь при вращательном движении осей ориентации и только в комбинации с должным образом выбранными датчиками внешней информации;

3)датчики памяти (например, свободный гироскоп, некорректируемая гироплатформа), которые способны «помнить» в течение определенного времени заданное им в начальное мгновение положение; время, в течение которого можно пользоваться датчиком памяти, ограничено уходом его осей, вызванным технологическими погрешностями изготовления гироприборов. Для определения скорости вращательного движения КА вокруг центра масс применяют датчики угловой скорости, которые обычно измеряют три составляющих вектора угловой скорости КА относительно осей в системе координат, жёстко связанных с его корпусом.

Магнитный датчик ориентации — прибор, определяющий угловое положение осей КА относительно силовых линий магнитного поля планеты, вблизи которой движется КА. Применяется как позиционный датчик в некоторых системах ориентации ИС.