тного стержня дорівнює добутку індукції В і обсягу стрижня. Якщо стрижень є постійним магнітом, то його індукція приблизно дорівнює постійній величині В 0 і виникає від взаємодії постійного магніту і магнітного поля Землі момент дорівнює. Цей момент використовується як відновлюючого для пасивної стабілізації становища супутника. Постійний магніт прагне поєднати свою вісь з місцевим напрямком напруженості магнітного поля Землі.
При відстеженні віссю симетрії супутника вектора напруженості магнітного поля Землі кутова швидкість руху не залишається постійною. Тому, якщо потрібно орієнтувати супутник точно уздовж силових ліній і мати задовільні перехідні процеси, то на увазі нерівномірності руху вектора напруженості магнітного поля Землі необхідно пасивну магнітну систему стабілізації розрахувати з урахуванням не тільки моментів, що виникають через відхилення від силових ліній, але і моментів , що залежать від похідних відхилення, тобто демпфуючих моментів. Останній факт набуває дуже важливе значення, так як супутники практично не мають природного демпфірування. Демпфірування може бути отримано шляхом використання гістерезисних втрат енергії в спеціальних феромагнітних стрижнях.
У пасивних магнітних системах стабілізації демпфірування кутових коливань супутника здійснюється головним чином за рахунок використання гістерезисного перемагнічування в стержнях із спеціальних магнітних матеріалів з високою магнітною проникністю. Їх дія заснована на тому, що коливання супутника зменшуються в результаті втрат енергії на гістерезис. Втрати енергії пропорційні площі, розташованої усередині замкнутої гистерезисной кривої намагнічування В=f (H) (рис. 1.2.2).
Малюнок 1.2.2. Аппроксімация петлі гістерезису
Так як гистерезисная характеристика неоднозначна, то важко записати аналітичний вираз для точної часової залежності демпфірованного коливань. Наявність гістерезисного демпфірування в поєднанні з демпфуванням, обумовленим вихровими струмами, було підтверджено випробуваннями на ряді штучних супутниках Землі.
Гістерезисні втрати енергії максимальні, якщо сила, що намагнічує приймає як позитивні, так і негативні найбільші значення. Тому демпфірування коливань буде найбільш ефективним, якщо стрижень з високою магнітною проникністю орієнтований перпендикулярно до силових ліній, що означає також його перпендикулярність до осі постійного магніту.
Енергія гістерезисних втрат залежить від величини максимуму напруженості поля, матеріалу, геометричних розмірів стрижнів, розташування їх відносно один одного, магнітної проникності стрижнів і, нарешті, від магнітних полів, створюваних різною апаратурою всередині супутника. Стрижні повинні бути розташовані таким чином, щоб виникали високі гістерезисні втрати, максимально можливі при русі в геомагнитном поле. З іншого боку, вони повинні створювати мінімум магнітних збурень всередині супутника. У ряді робіт дано результати теоретичних і експериментальних досліджень, що дозволяють отримувати конструкції, відповідають перерахованим вище вимогам, наводяться аналітичні залежності, за допомогою яких можна розрахувати основні параметри стрижнів з необхідною магнітною проникністю. В якості прикладу розглянемо пасивну магнітну систему стабілізації, яка була встановлена ??на супутниках ФРН. Магнітна система керування положенням супутника складається з двох сильних постійних магнітів і магнітопроніцаемих решіток з демпфуючих стрижнів, розташованих в екваторіальній площині супутника, перпендикулярній осі постійних магнітів (рис. 1.2.3).
Малюнок 1.2.3. Система магнітної стабілізації: a- принципова схема; б- функціональна блок-схема
У польоті постійні магніти 1 орієнтуються уздовж силових ліній геомагнітного поля, а магнітопроніцаемие стрижні 2 демпфують коливання супутника за рахунок гістерезис їх втрат.
Незаперечною перевагою пасивних магнітних систем є їх конструктивна простота і висока надійність через відсутність будь -яких рухомих частин. До їх негативних якостей слід віднести невисоку точність, великий час входу в робочий режим і велику масу постійних магнітів і магнітопроніцаемих стрижнів. [2]
1.3 Структурні та конструктивні схеми магнітна система стабілізація
Найпростіші структурні та конструктивні схеми мають МСС з некерованими МІО. Блок-схема контуру управління таких МСС зображена на рис. 1.3.1. Вони містять орієнтує МІО і який-небудь магнітний демпфер. Останній може бути виконаний у вигляді набору Міе (магнітогістерезісних, струмовихровими або комбінованих), у вигляді сферичного чи іншою магнітного успокоителя (з в'язким, сухим або комбінованим тертям). Існує цікава можливість суміщення також функцій ориентирующего до демпфуючого ...
