WikiDer > Электромагнитный полет пласта

Electromagnetic formation flight

Электромагнитный полет пласта (EMFF) исследует концепцию использования электромагниты в сочетании с реактивными колесами вместо более традиционных двигательных установок для управления положением и ориентацией ряда космических аппаратов в непосредственной близости. В отличие от традиционных силовых установок, в которых используется исчерпываемое топливо, которое часто ограничивает срок службы, система EMFF использует солнечную энергию для возбуждения магнитного поля. В Массачусетский Институт Технологий Лаборатория космических систем изучает эту концепцию, разрабатывая модели динамики и управления, а также экспериментальный стенд для их проверки.

Как это устроено

Магнитные поля для ЭДС генерируются путем пропускания тока через катушки с проволокой. Взаимодействие между созданными магнитными диполями легко понять с помощью приближения дальнего поля, когда расстояние между двумя транспортными средствами велико по сравнению с физическим размером диполя. Управляя диполями на различных транспортных средствах, можно создавать силы притяжения, отталкивания и сдвига. В сочетании с опорными колесами можно выполнять любой маневр, если не требуется изменение центра масс формации.

Приложения

Система EMFF наиболее применима в случаях, когда несколько космических аппаратов свободно летают относительно друг друга и нет необходимости контролировать центр масс системы. НАСА Искатель земных планет (TPF) миссия и сборка космического телескопа - это всего лишь два таких типа миссий. EMFF обеспечивает главное преимущество - снижение зависимости от расходных материалов.[1][2] Кроме того, он устраняет шлейфы двигателя и увеличивает возможность более экономичной замены вышедшего из строя элемента.

Стенд

MIT-SSL сконструировал два испытательных стенда EMFF для демонстрации контроля двухмерных образований на большом плоском полу. Транспортные средства подвешены на воздушной тележке без трения и полностью автономны с использованием радиочастотной связи, микропроцессоров и метрологической системы. Жидкий азот поддерживает криогенные температуры, а батареи обеспечивают питание высокотемпературный сверхпроводящий (HTS) катушки. Стенд продемонстрировал контроль над относительной степени свободы (DOF) в разомкнутом и замкнутом контуре управления с использованием линеаризованных контроллеров и нелинейного контроллера скользящего режима.

Награды

Бывший заместитель директора Лаборатории космических систем доктор Рэймонд Седвик (ныне Университет Мэриленда, Колледж-Парк) был удостоен первой премии Бепи Коломбо за статью о полете электромагнитных образований. По словам профессора Aero-Astro Мануэля Мартинеса-Санчеса, который работал с Коломбо и был членом жюри конкурса, «жюри было единодушно в том, что работа Рэя лучше всего отражала дух новаторства и оригинальности« Бепи »Коломбо в сочетании с строгостью».

Соавторы

Исследования полета электромагнитных образований или аналогичные проекты также продолжаются:

Другие журнальные статьи

  • Элиас, Лейла М., Квон, Дэниел В., Седвик, Раймонд Дж. И Миллер, Дэвид В., "Динамика полета электромагнитных образований, включая эффекты гироскопического усиления реактивного колеса" Журнал наведения, управления и динамики, Vol. 30, № 2, март – апрель. 2007, с. 499–511.

Рекомендации

  1. ^ Kong, Эдмунд М. С .; Квон, Дэниел В .; Schweighart, Samuel A .; Elias, Laila M .; Седвик, Раймонд Дж .; Миллер, Дэвид В. (2004). «Полет электромагнитных образований для многоспутниковых решеток». Журнал космических аппаратов и ракет. 41 (4): 659–666. Дои:10.2514/1.2172. ISSN 0022-4650.
  2. ^ Д. В. Квон, Электромагнитный полет спутниковых групп., Массачусетский технологический институт, SERC # 02-05, гл. 5 июня 2005 г., доступно здесь

внешняя ссылка

  • Веб-страница SSL EMFF
  • Другие исследования в Лаборатории космических систем Массачусетского технологического института MSE
  • СФЕРЫ