| 02.11.2004 - 21:47 - Maša | |
|
Nejsem si jist jestli je možná tříosá stabilizace, u gravitační stabilizace zůstává jedna osa volná a tedy neutlumitelná i kdyby byl tlumič tříosý, nevím přesně jak to vypadá u magnetické stabilizace.
Pevnému závaží v kapalině jsem se chtěl vyhnout, protože v té rotující družici není úplná beztíže takže by se dávalo do pohybu až po překonání určitého minimálního odporu. Myslím, ale že by to šlo skombinovat, tedy závaží by bylo v jen částečně naplněné nádobce takže kapalina by se mohla přelévat vždy a k tomu by se přidával pohyb závaží.
Co se týká dodatečného odporu nějakými "chlupy" nebo děrováním, tak to je dost ošemetný protože v uvažovaném měřítku (řádově mililitry) se už významně projevuje vzlínání takže místo toho aby tím kapalina protékala a vířila, může vtom zůstat napitá jako v houbě a jen zvýší mrtvou váhu.
|
|
| Prave proto, ze u gravitacni stabilizace zustava jedna osa volna (a take proto, ze hrozi riziko, ze druzice zaujme gravitacne stabilizovanou polohu "vzhuru nohama") bych byl pro to, zkombinovat to s magnetickou stabilizaci, at uz pasivne hystereznimi tyckami nebo aktivne pomoci civek (coz by resilo i ten problem s prevracenim "hlavou dolu"), permanentni magnet se pro polarni drahu nehodi. Ale prvni hrube vypocty ukazuji, ze ustabilizovat to nebude uplna sranda - asi proto (pokud vim) se to dosud u zadneho CubeSatu nepodarilo uplne vyresit. |
|
Dal jsem nějaké předběžné výpočty ohledně stabilizace gradientem grav. pole na projekt.
U tlumení kyvů kapalinou v nádobě mi to vychází dost špatně. Vychází to že se kapalina asi nehne kvůli svému povrchovému napětí. Ale je možné že tam mám chybu. |
| 25.11.2004 - 20:11 - Maša | |
|
Domnívám se že povrchové napětí by se v průřezu trubice nemělo nijak projevovat protože je omezeno jen na přechodovou vrstvu kapalina/plyn, jeho velikost by tedy měl ovlivňovat obvod bublinky nikoliv obvod trubky, samotná tloušťka povrchové vrstvy je jen 10^-9 m. Kapalina pod bublinou zůstává tedy neovlivněna a může volně proudit, z toho plyne podmínka že plynu v nádobce může být jen tolik aby nedokázal vyplnit její průřez. Snižování povrchového napětí se nejeví jako užitečné, spíše naopak, pokud by se přídavkem nějakého emulgátoru radikálně snížilo povrchové napětí (možná by stačil i obyčejný jar), celistvá bublina se začne rozpadat na menší, až se kapalina s plynem smíchá na pěnu.
Vyjdeme-li z modelového příkladu v dampers.doc tak pokud by byl začátek pohybu podmíněn překonáním síly 6^-4 N potom by k tomu na zemi došlo až při náklonu něco málo přes dva stupně. Ze zkušenosti víme že každá zednická vodováha pracuje lépe, přitom podle tabulek existují libely s přesností jedna úhlová vteřina, kde velikost posouvací složky hydrostatického vztlaku působícího na bublinku je jen 7,75^-8 N (platí pro bublinku o objemu 1,6cm^3 viz dampers.doc).
Předpokládám že bublinka vymezená povrchovým napětím se chová jako plovoucí celistvé těleso o zanedbatelné hmotnosti, pokud jsou stěny nádobky smáčeny a tak nedochází ke styku tří prostředí.
|
|
| Věřím tomu že se vzduchová bublina bude chovat skutečně tak jak uvádíte, tj. povrchové napětí vzduch/voda se prakticky neuplatní. I tak je ale třeba počítat s tím že síla gradientu grav. pole působící na kapalinu bude někde v rozmezí 10-8 až 10-9N. Neuplatní se při takhle malých silách již molekulární přitažlivé síly mezi kapalinou a trubicí, tj. vzduchová bublina se nepohne, protože pohybu vzduchu v těsné blízkosti trubice bude bránit kapalina "přilepená" na stěny trubice a vzduchová bublina se roztrhnout nemůže kvůli povrchovému napětí vzduch-kapalina? |
| 28.11.2004 - 20:27 - Maša | |
|
Předpokládejme dva případy, v prvním dojde kde styku tří prostředí, je tu stěna nádobky která je až do určitého bodu smáčena kapalinou, krajní vrstva kapaliny která je ve styku se stěnou se po ní nemůže posunovat protože tření je "prakticky nekonečné". Jestliže se podíváme na rozhraní kapalina-plyn, tak tady působí v krajní vrstvě povrchové napětí, v bodě ve kterém se tyto dvě vrstvy stýkají působí obě síly, k molekule která se nemůže posunovat po stěně je povrchovým napětím poutána sousední molekula, protože se toto napětí nemůže přenést na další molekulu (žádná tam už není), k posunutí může dojít až po překonání této síly.
V druhém případě nedochází ke styku tří prostředí, stěna nádobky je zcela smáčena, jsou tu přechody stěna-kapalina a kapalina-plyn. Předpokládejme že tyto přechody dělí jediná vrstva kapaliny, tato vrstva se nemůže po stěně posouvat kvůli tření, další vrstva se po ní posunout může i když krajní molekulu bude poutat povrchové napětí, protože to se může přenést na sousední. Proto se domnívám že síla potřebná k posunutí je dána jen poměrem viskozity a rychlosti, při nulové rychlosti je tedy nulová. Domnívám se také že k případům kdy přechody dělí jen jedna vrstva v praxi nedochází a síla potřebná k posunutí je dána viskozitou zcela určitě. Bohužel si tímhle vším nejsem úplně jistý.
Trochu jsem hledal na internetu a zatím jsem našel zmínku o návrhu používající toroidní trubičky částečně naplněné rtutí, přičemž se zřejmě předpokládá že nebude stěny vůbec smáčet a tak se může přelévat zcela volně.
|
|
| A co tlumit kmity elektronicky. Pokud bude magneticka stabilizace a predpokladame ze civka prekmitne, dojde k zrychlovani otaceni. Pokud v tento moment prepneme smer proudu ve stabilizacni civce bude se rotace brzdit. Musime jen znat orientaci civky vuci magnetickemu poli Zeme. Pokud bych mel tuto informaci k dispozici neni problem synchronizovat prepinani smeru proudu v civce s otacenim. Bohuzel magneticke pole civky by zrusilo mereni. Resenim je chvilku pomoci teto stabilizacni civky merit rychlost otaceni a pak spustit brzdici sekvenci dle rychlosti otaceni, pak zase chvilku merit a opet na chvilku spustit brzdici sekvenci se zmenenou frekvenci tak jak se snizi vlivem brzdeni otaceni ci kmitani - melo by to byt jedno. |
|
Probírali jsme tohle téma na setkání v Praze. Shodli jsme se na stabilizaci družice pomocí 3 kolmo na sebe orientovaných cívek. Cívky jen z vodičů, bez magnetických jader uvnitř. Tlumení pomocí kapaliny v nádobce bychom mohli použít jako další experiment když by na družici zbylo místo.
K orientaci družice pomocí cívek by mohlo (ale nemuselo) docházet jen nad zemskými mag. póly v případě že na družici budou čidla pro měření zemského mag. pole. Čidla by měřila mag. pole jen když by stabilizační cívky byly vypnuty, pochopitelně. Ale v principu lze družici stabilizovat pomocí cívek i bez měření zemského mag. pole - pomocí informace o otáčení družice ze solárních článků, případně pomocí slunečního čidla a infračidla pro snímání zemského horizontu. |
|
| Taxem si procital "MicroVacuum Arc Thruster Design for a CubeSat Class Satellite" . Nekdo tady kdysi na to daval odkaz. Je to zajimavy pohony system pro CubeSat. Celkem by nebyl problem ho vyrobit. Funguje na principu odparovani kovu obloukem. Jako pohony material je pouzita primo hlinikova konstrukce CubeSatu. Trochu bych mel obavu z pouziti hliniku, protoze ten ma tendenci po odpareni udelat vodivy povlak a v "motoru" muze dojit ke zkratu. Povazuji to za realnejsi pohon nez thetr. Mohla by se pomoci nej zvysit obezna draha a pak pouzit slunecni plachta. |
|
Stabilizace družice má dva aspekty. 1) U družice po vypuštění z nosiče zastavit rotace ve všech směrech
2) Natočit družici do výchozí polohy
3) Z této polohy pak orientovat družici k zemi.
Byl jsem na setkání konaném v listopadu, a přiznám se že si již nevzpomínám,jak konkrétně byla řešena stabilizace u Mimosy.
Pro zastavení rotace po vypuštění bych navrhoval použít např. akcelerometrické obvody od Freescale, např MMA7260Q. Teprve po "zastavení" družice aktivovat orientaci v prostoru pomocí snímání elektromagnetického pole země. Výhoda je absence mechanických částí, a
daleko snazší vyhodnocení polohy bez nutnosti výpočtů. Dá se říct, "že výkonové cívky pro stabilizaci by uřídil i klasický analogový PI regulátor s operáků " což je samozřejmě nadsázka. 
Další výhodou je také minimální hmotnost tohoto snímače.
Zastavená družice pak bude mít poměrně dost času na výpočet základní polohy a orientování podle modelu magnetického pole země.
|
|
Nelze družici stabilizovat po vypuštění také pomocí magn. senzoru HMC1052? Je přece možné provádět stovky nebo tisíce měření mag.pole každou sekundu a odtud určovat rotaci.
Jaká minimální zrychlení je schopen změřit obvod MMA7260Q? Jaká byla zrychlení nebo rotace u ostatních Cubesatů po vypuštění. Dá se tohle někde zjistit?
Omlouvám se ale mám teď pár týdnů sám na krku 2 malé děti a do práce se hned tak nedostanu tak komunikuji přes toto fórum.
|
|
Citlivost tohoto obvodu je 800mV/g. Takže při umístění v co největší vzdálenosti od těžiště družice kolem kterého by pravděpodobně družice rotovala (uvažuju tak 6cm) by to mohlo vypadat takto: rotace např jednou za sekundu kolem jedné z os. Síla na těleso F=m.a ; Odstředivá síla F=m.w2.r;
Zrychlení a= w2.r
Po dosazení vychází zrychlení 2.38 m.s-2. g je 9.81 m.s-2. Takže vychází výstupní napětí z obvodu při frekvenci rotace jeden Hz 193mV.
Napájení je 3.6V obvod měří kladné a záporné hodnoty zrychlení v jednotlivých osách, takže rozsah obvodu je od -1.8+Usat do +1.8-Usat.
Jsme na 10% z rozsahu obvodu. Pokud budeme uvažovat pomalejší rotace, bude samozřejmě výstupní hodnota klesat s druhou mocninou. Při jedné otáčce za čtyři vteřiny kolem jedné z os bude výstupní hodnota jedna šestnáctina z 193mV. Citlivost (ale i zároveň vnesená chyba) se dá zvětšit lineárním zesilovačem.
Chyba výstupní hodnoty se pohybuje v závislosti na teplotě a kvalitě napájení. řádově jsou to až desítky uV. Minimální rotace kterou jsme schopni tímto obvodem měřit se pohybuje v pod desetinou Hz. Což už je dostatečná doba na přesnější vyhodnocení pozice vůči magnetickému poli. Nemám představu jak může být náročný model magn. pole podle kterého se bude muset družice orientovat. Zda orientace v prostoru nebude vyžadovat komunikaci s řídícím centrem. Proto se obávám že pouhá stabilitzace družice pomocí vyhodnocení magnetického pole země bude alespoň spočátku dost problematická. Myslím že budeme muset vyřešit automatické nastavení pozice družice anténou k zemi bez nutnosti předchozí komunikace sní, což samozřejmě nepůjde bez již zmíněného magnetického modelu a znalosti pozice družice vůči němu. Dál se bojím chyby vnesené z pole proudů tekoucích vodiči mezi solárními články a bateriemi. Jak je kompenzovat nebo stínit bez nutnosti použití další přídavné hmotnosti? Orientace na slunce opět přináší problém znalosti pozice slunce a pozice země což bez modelu opět půjde těžko. Navíc jako v předchozím případě bude muset znát družice nějaký počáteční stav.
Tento obvod by mohl sloužit k určení tahu thetru, a kontrole rotace družice. Ale těžko k orientaci družice anténou vůči zemi. I když možná na něco s kolegou Mochurou přijdem
|
|
citace:
Stabilizace družice má dva aspekty. 1) U družice po vypuštění z nosiče zastavit rotace ve všech směrech
2) Natočit družici do výchozí polohy
3) Z této polohy pak orientovat družici k zemi.
Nechci se vnucovat ale porad mi prijde nejjednodusi system stabilizace druzice pomoci gyroskopu. Pro potlaceni precesniho pohybu bych pouzil vzdy dvojici protibeznych - tedy 6 malych gyroskopu (na kazde stene jeden) a tema bych (rizenim jejich otacek) natacel druzici jak bych chtel..... Po stabilizaci bych je vypnul a pouzil jen obcas aby zbytecne nezraly energii. |
|
Akcelerometr je samozřejmě pouze možnost. Výhodou je hmotnost, nemechanická povaha. Se spotřebou je to složitější, těžko říct co bude náročnější, zda šestice gyroskopů nebo trojice plošných cívek. Dále přistupuje otázka zpracování dat. Ze šesti gyroskopů mám, nemílím-li se (opravte mě kdo můžete), minimálně dvanáct zdrojů informací, s nutností přepočtu šesti souřadnicových systémů na jeden "družicový". Z akcelerometru nebo magnetometrického IC HMC1052 pouze jeden systém opět s nutností přepočtu získaných dat na zvolený souřadnicový systém družice s centrem pravděpodobně v těžišti. Gyro má ovšem tu nespornou výhodu, že by působilo daleko větším momentem na družici.
Mým cílem je vyvolat diskuzi ohledně určení polohy antena - zem, bez nutnosti prvotní komunikace s družicí.  |
|
citace:
Akcelerometr je samozřejmě pouze možnost. Výhodou je hmotnost, nemechanická povaha.
To je vyhoda.... Ale pokud bychom gyroskopy umistily po dvojicich na protilehle strany druzice a jejich osy rotace protinaly teziste (stred druzice) jejich zapnutim dojde k velmi rychlemu zastaveni rotace druzice. Pokud pak budu jednotlive gyroskopy zapinat a vypinat - bude se dle zakona akce a reakce druzice natacet v libovolnem smeru. Ale ani tento system ani system mereni mag. pole a ani mereni akcelerace neresi problem zda antena miri k Zemi ci od ni. To by slo mozna zjistit merenim napeti na solarnich clancich v momente kdyz bude druzice mezi Zemi a Sluncem. V tomto okamziku by mely davat napeti dva protilehle solarni clanky - Jeden osviceny od Slunce a druhy odrazenym svetlem od Zeme. |
|
U gyroskopů vidím problém kde je vzít, tedy kde vzít takové gyroskopy aby nevážily skoro nic a přitom reagovaly už při zrychleních řádově 0.00001G. Viděl jsem asi 30gramů gyro u leteckých modelářů ale to takhle citlivé určitě není.
U stabilizace družice pomocí cívek jsem myslel mít 3 na sebe kolmé fixní cívky bez jader a k tomu jeden permanentní magnet s namotanou cívkou okolo, taktéž nepohyblivý. Magnet bude na družici umístěn tak že při průletu družice nad severním pólem bude ve střední poloze anténa směřovat k zemskému povrchu, to je zajištěno tím že permanentní magnet má snahu se zorientovat souhlasně se siločárami zemského mag. pole. Případné kyvy nebo "rotaci sem a tam " okolo této dané střední polohy musí měřit obvod HMC1052 a cívky musí kyvy kompenzovat a potlačit. Pokud se podaří kyvy potlačit měl by být nad územím ČR sklon antény k zemskému povrchu v rozmezí přibližně 30° až 50°, to je dáno tím že ČR se nachází na 50° severní šířky a odchylka severního mag. pólu od skutečného pólu je asi 10°. Tento sklon antény by měl umožnit navázání spojení s družicí po odpojení od nosné rakety a stabilizaci kyvů a dát jí informaci že se nachází na severní polokoulí. Po tomto "rozlišení" mezi severní a jižní polokoulí by asi musel být permanentní magnet odmagnetován. Také by šlo uvažovat tento prvotní manévr bez perm. magnetu, jen se 3 cívkami s tím že orientaci antény nad severním pólem směrem k zemskému povrchu by zajišťovala jedna z cívek a zbylé dvě by tlumily kmity resp. rotaci.
Při uvažování zjednodušeného modelu mag. pole Země stačí uvažovat že intenzita pole na rovníku je poloviční ve srovnání s póly. Družice tak může měřit maxima (nad póly) a minima mag. pole (nad rovníkem) a podle toho určovat alespoň přibližně svou momentální zeměpisnou šířku. Podle momentální zeměpisné šířky si bude družice dopočítávat potřebný sklon vůči zemským mag. siločárám a tak zajišťovat alespoň přibližně směrování antény k Zemskému povrchu.
Pokud bychom se nespokojili s přesností stabilizace polohy družice 10°až 20°, šlo by uvažovat složitější model magn. pole Země, třeba ten na který jsem dával už dříve odkaz.
Použití informací ze solárních článků pro určení polohy družice jsem uvažoval spíše jako doplňkové, nebo v případě rychlé rotace družice. Jsou tedy skcelerometry zapotřebí?
Chyby z proudů v družici (nabíjení akumulátorů, napájení výkonových stupňů,..) mi vycházely při výpočtech do 10-6T bez odstínění, v porovnání se zemským polem ve výšce cca 500km nad Zemí 2*10-5 až 6*10-5 T by to mohlo být zanedbatelné. Také by to šlo možná řešit tak že v okamžicích měření zemského pole by byly výkonové stupně bez napájení (?)
|
|
Dokáže magnetometr správně pracovat i když je umístěn poblíž magnetu? Stačí jen kalibrace? (Také v motorech jsou magnety.)
|
|
citace:
U stabilizace družice pomocí cívek jsem myslel mít 3 na sebe kolmé fixní cívky bez jader a k tomu jeden permanentní
Toto jsem uz tady taky drive navrhoval. Akorat sem pro mereni otacek chtel pouzit ty stejny civky jako pro stabilizaci a nepouzit zadny dalsi magnet. Pri velmy malych otackach uz by se nechal stabilizaci volny prubeh - jedna civka by se nechala trvale aktivni. Je pravda ze pokud by se pouzil permanentni magnet slo by ho v prubehu stabilizace kompenzovat jednou z civek a po skonceni by tento magnet zaridil stabilizaci dle silocar mag. pole bez naroku na energii. Pokud se kouknete na muj drivejsi prispevek taxem navrhoval zjistit rychlost a zpusob rotace a pak zahajit sekvenci stabilizacnich pulsu do civek. Potom by se zase chvil merilo a pak nasledovala dalsi sekvence brzdicich impulsu az do doby kdyby byly otacky nemeritelne. Pomoci civek by se dala taky zmenit orientace druzice. |
|
Model mag. pole rika, ze celkova intenzita mag. pole Zeme se pohybuje od 24000 do nejakych 60000 nT (http://www.geomag.bgs.ac.uk/images/fig4.pdf)
Doba obehu pro kruhovou drahu 600km je cca 5300 sekund = zhruba 1h30m.
To mame zhruba 23 minut mezi rovnikem a polem, mezi minimem a maximem celkove intenzity. Kolik proudu muzeme obetovat do civek, jake vzniknou sily a momenty, jake uhlove rychlosti v telese vyvolaji a jakou muzeme ocekavat dobu, nez dokazeme vyvolat nejake pootoceni.
Navrhuji kombinaci akcelerometru s vyhodnocenim mag. pole. Stabilizace podobne jako Mimosa, tedy tri na sebe kolme civky, ktere lze merit, napajet, nebo spojit nakratko.
Druzice by prvnich par obehu venovala mereni a analyze signalu z magnetickych cidel a akcelerometru, pak by data analyzovala zahajila aktivni fazi stabilizace, rizenym napajenim civek (pres DA prevodniky, rozliseni staci treba 5-6 bitu). Nasledovala by opet faze vyhodnoceni, uz rychlejsi, a pak teprve aktivace datoveho vysilani.
V prubehu stabilizacni faze by byl aktivni pouze majak se sem tam vyslanym servisnim ramcem.
|
|
citace:
Model mag. pole rika, ze celkova intenzita mag. pole Zeme se pohybuje od 24000 do nejakych 60000 nT (http://www.geomag.bgs.ac.uk/images/fig4.pdf)
Kolik proudu muzeme obetovat do civek, jake vzniknou sily a momenty, jake uhlove rychlosti v telese vyvolaji a jakou muzeme ocekavat dobu, nez dokazeme vyvolat nejake pootoceni.
No pokud sem to narychlo spocital tak mi vychazi pri rozmerech civky 10x10cm, 1000 zavitech a proudu civkou 30mA, moment sily dle momentalni sily mag. pole Zeme 6-18*10-6 Nm. |
|
Ta mala sila je duvod proc bych raci videl na druzici aktivnejsi stabilizaci. Mimochodem napadlo me, ze vubec nejsou potreba groskopy. Pokud do druzice umistime napriklad tri male el. motory jejichz osy rotoru budou prochazet tezistem a budou na sebe kolme, tak si muzem jejich zapinanim a vypinanim druzici otocit jak chcem. Vse jen na zaklade akce a reakce. A jinak si myslim ze by nebyl problem male gyroskopy vyrobit. (Prominte me se ta myslenka libi  ) |
|
No pokud sem to narychlo spocital tak mi vychazi pri rozmerech civky 10x10cm, 1000 zavitech a proudu civkou 30mA, moment sily dle momentalni sily ag. pole Zeme 6-18*10-6 Nm.
------------------------------
Pocital jste s tim, ze ty civky tim polem proletaji rychlosti asi 8.5km/s ?
Otazka pro znalce mag. obvodu: nezmeni se tvar silocar konstrukci kostky ? Jak bude vypadat pole uvnitr (kolem civek) na zaklade pole venku ?
Mam dojem, ze bude potreba pocitat s korekcemi na konstrukci, tato korekce bude stanovena na zaklade realnych zkousek v nejake komore ... treba na FEL :-) |
|
citace:
Pocital jste s tim, ze ty civky tim polem proletaji rychlosti asi 8.5km/s ?
Otazka pro znalce mag. obvodu: nezmeni se tvar silocar konstrukci kostky ? Jak bude vypadat pole uvnitr (kolem civek) na zaklade pole venku ?
Civky sice poleti velkou rychlosti, ale na mag. indukci ma vliv jen jejich otaceni. Indukce vlivem "dopredneho" pohybu se na civce rusi. Ta by se projevila jen na primem vodici.
Magneticke silocary budou deformovany hlavne diky pritomnosti zeleza v konstrukci el. soucastek a v konstrukci satelitu. Ale silocary jsou myslene cary. Ve skutecnosti na civku bude pusobit mag. pole slozene z mag. pole Zeme a silocar vzniklych zmagnetovanim zeleza v konstrukci. Taktez civka bude silove pusobit zpet na takto vznikly magnet. Vysledkem bude, ze se tyto dva silove ucinky vyrovnaji a zustane jen ciste sila od mag pole zeme, jako by tam zadne zelezo nebylo.  |
|
K dříve uvedeným úvahám dodám svoje názory.
Obávám se, že gyroskopy nejsou příliš vhodné pro zastavení rotace, ale spíš k udržování a změně polohy. Zastavení rotace by se muselo převést na energii gyroskopů a ty by se tak musely stále točit. Pokud jsou gyroskopy v klidu, pak se roztočí a pak zase zastaví, tak je co do hybnosti všechno stejné, jako na začátku.
K zastavení rotace tedy asi budou třeba jiné principy. Elmg. cívky snad budou použitelné, ale podle informací, které jsem získal z dřívějších CubeSatů si nejsem jist, jestli se některému CubeSatu vůbec podařilo (pomalou) rotaci zastavit. Nebude to jednoduché a když přihlédneme i k tomu, že systém stabilizace může z nejrůznějších příčin selhat, přimlouvám se za to, aby komunikační systém byl primárně navržen jako "všesměrový", tedy aby základní komunikace byla možná i při "rotující" družici.
Jinak samozřejmě výpočty ohledně možnosti stabilizace družice elmg. cívkami potřebujeme, a děkuju každému, kdo v tom pomůže. |
|
citace:
K dříve uvedeným úvahám dodám svoje názory.
Obávám se, že gyroskopy nejsou příliš vhodné pro zastavení rotace, ale spíš k udržování a změně polohy. Zastavení rotace by se muselo převést na energii gyroskopů a ty by se tak musely stále točit.
No prave ze system sesti gyroskopu se nemusi porad tocit. Gyroskopy se rozbihaji a brzdi vzdy po dvojicich. Pokud se roztoci tak samy vlivem gyr. momentu zastavi dalsi rotaci druzice. Pak je mozne je zase po dvojicich zastavit a nataceni druzice se uz deje aktivaci jednotlivych gyroskopu. Pri rozbehu se druzice zacne otacet v protismeru, pri zastaveni gyroskopu se druzice prestane otacet. |
|
Dopredny pohyb civky:
Myslel jsem to jinak - pohyb dopredu vyvola presun v poli Zeme, tim se zmeni intenzita B a tok civkou, takze by se melo indukovat napeti.
Indukovane napeti od dopredneho pohybu mi vychazi pro civku 10x10cm a 1000 zavitu, B1=24000 nT, B2=60000 nT a deltaT=1300 s (z rovniku na pol) asi na prumerne 30 mikrovoltu, samozrejme kolisave.
Bude to nejakym zpusobem srovnatelne s napetim, indukovanym v takovych civkach otacenim satelitu (rekneme 1 ot/sec) ?
|
|
citace:
Dopredny pohyb civky:
Myslel jsem to jinak - pohyb dopredu vyvola presun v poli Zeme, tim se zmeni intenzita B a tok civkou, takze by se melo indukovat napeti.
Indukovane napeti od dopredneho pohybu mi vychazi pro civku 10x10cm a 1000 zavitu, B1=24000 nT, B2=60000 nT a deltaT=1300 s (z rovniku na pol) asi na prumerne 30 mikrovoltu, samozrejme kolisave.
Bude to nejakym zpusobem srovnatelne s napetim, indukovanym v takovych civkach otacenim satelitu (rekneme 1 ot/sec) ?
Jo to sem si neuvedomil. Ale je to v podstate napeti zanedbatelne v porovnani s napetim pro stabilizaci. Neco jineho je ovsem merit toto napeti pro zjisteni zemepisne polohy. Pro toto napeti bude ovsem platit, ze jeho velikost ovlivni pritomnost zeleza na palube. Dojde k zesileni mag pole. a tim i k vetsi diferenci. Tady uz zalezi na konstrukci. Pokud budou magneticke jen nektere elektronicke soucastky muze dle meho odhadu dojid dokonce k zeslabeni teto indukce. Pokud vsak by byla uvnitr civky cela magneticky "vodiva" kostka o rozmerech vyplnujicich civku, lze ocekavat zesileni indukce nekde mezi 50-150x. Tento odhad vychazi ze skusenosti, ne z vypoctu. |
|
O Martalianově návrhu na tlumení kmitů družice pomocí cívek (ze dne 28.11.) vím. Den předtím jsme se na setkání v Praze v zásadě dohodli na tomtéž.
Co se týče tvaru siločar uvnitř kostky domnívám se že se nezmění prakticky vůbec. Tedy v případě že budou použity jen 3 cívky bez jader. Na kostce jsou zatím použity některé šrouby a matky z nerez oceli, ta je magnetická poměrně málo a tenhle spojovací materiál se stejně časem vymění za dural. Jinak nevím o ničem magnetickém na kostce zatím použitém. Nejlépe to bude ověřit ještě měřením. Co se týče mikromotorků plánovaných pro použití se solární plachtou rovněž tak se domnívám že pole ve vzdálenosti několika málo cm od nich bude mnohonásobně menší než zemské mag. pole. Ale obvod HMC1052 je stejně možné kalibrovat (a počítám s tím) před každýn měřením, třeba 100x za sec.
Co se týče komunikačního systému, konkrétně antén, tak ty jsou v zásadě navrženy jako částečně všesměrové. Anténa na pásmo 440MHz by měla fungovat ať anténa míří k Zemi nebo od Země s poměrně širokým lalokem (asi 90°), anténa na 2.4GHz má obdobné vlastnosti ale bude fungovat pochopitelně jen při naklonění směrem k Zemi (vzhledem k malým rozměrům a možnosti zastínění tělesem kostky). Takže je poměrně slušná šance pro navázání spojení i když bude anténa (kostka) nějak nevýhodně natočena nebo rotovat. Snad mě doplní Pavel Mochura jestli se v tomhle mýlím.
Před pár měsící jsem nahrubo také počítal potřebné parametry cívek pro stabilizaci. Předpokládal jsem 3 cívky každou o průměru 6cm, každou tvořenou hliníkovou folii (kvůli hmotnosti) s izolací z jedné strany folie. Při 1000závitech na cívce mi vycházely rozměry folie 25mikronů krát 3mm krát délka 188metrů. To umožňuje při maximální výkonové ztrátě 0.14Watt na 1 cívce a při napájení 3 Volty pouštět do cívky až 45mA. Hmotnost 1 cívky je asi 40gramů. Předpokládám-li že střed každé cívky souhlasí se středem kostky který je zároveň těžištěm, vychází mi maximální moment síly na 1 cívku v poli 6*10-5T : T=NIABsinW = 7.6*10-6Nm, v poli 2.5*10-5T moment 3.2*10-6Nm. N je počet závitů, I je proud skrze folii, A je plocha cívky, B je intenzita zemského mag. pole, W úhel osy cívky k siločáře zemského mag. pole, předpokládám sinW=1. Odtud síla F zemského mag. pole na 1 cívku vychází F=T/2L, L je střední délka ramene síly. Pro L=2cm mi vychází zrychlování/zpomalování rotace družice v rozmezí přibližně 0.8 až 1.9*10-4m/s2.
Při takovýchto silách družice potřebuje: k uvedení z klidového stavu do provedení jedné otáčky čas v rozmezí 57 až 88sec.
K uvedení z rotace 1x za sekundu do klidového stavu čas v rozmezí asi 27 až 65minut. To mi připadá vcelku příznivé i když se jedná jen o orientační výpočty a skutečné časy se mohou lišit až 2x, možná3x.
Pro začátek bychom chtěli zkusit experiment se zavěšením kostky vertikálně na nit v přesném středu "vrchní" stěny a roztočit ji. Pak ji zkoušet zastavit pomocí měření horizontálních složek zemského mag. pole a pouštěním proudu do 2 cívek na sebe kolmých(jejich osy rovnoběžné s horizontálou). Kostka by se měla nakonec zastavit a zorientovat v požadovaném směru. Hardwarové zapojení jsem dal na www.projekt.kosmo
|
|
| Jinak pokud by hliníkové cívky byly vyrobeny jak tady navrhuji, tedy z AL folie, bude docela piplačka je vyrobit. Nastříhat 3mm široký pásek z 10cm široké cívky není tak úplná legrace, třeba by někdo mohl pomoci s výrobou. |
|
citace:
Jinak pokud by hliníkové cívky byly vyrobeny jak tady navrhuji, tedy z AL folie, bude docela piplačka je vyrobit. Nastříhat 3mm široký pásek z 10cm široké cívky není tak úplná legrace, třeba by někdo mohl pomoci s výrobou.
Jak se budou tyto pasky AL folie spojovat aby vydrzely i v mrazu?
Neni lepsi i za cenu zviseni hmotnosti pouzit medeny vodic?
Dival jsem se na schema ovladani civek a u civek chybi ochranny proti prepeti - treba diody ci transily. |
