【摘要】：隨著航天技術(shù)的進步,空間垃圾數(shù)量逐年增加,使太空環(huán)境日益惡化,這些在太空中漂浮的空間垃圾,以及它們相互碰撞產(chǎn)生的碎片可能會對空間站、空間衛(wèi)星和宇航員構(gòu)成巨大威脅,清除空間碎片便顯得尤為重要。因此,空間碎片的主動清除技術(shù)已成為目前航天領(lǐng)域的研究熱點。為了能夠?qū)崿F(xiàn)空間碎片的清除,首先需要對空間非合作目標的運動進行研究。然而,空間實驗耗資巨大,為了降低研制的風(fēng)險及成本,需要在地面進行大量的預(yù)先研究,其核心便是氣浮臺技術(shù)。本文對三自由度氣浮臺主要功能模塊進行了研究分析,結(jié)合本文的實際需求,設(shè)計了一套完整的氣浮系統(tǒng),包括了氣浮系統(tǒng)、冷氣推進系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、重心調(diào)整模塊等。同時,對氣浮臺兩個關(guān)鍵零件—氣體球軸承和噴嘴進行了仿真分析。通過仿真,探討了影響氣體球軸承靜態(tài)特性的因素。設(shè)計了收縮—擴張型噴嘴,分析了其流場分布。設(shè)計的氣浮臺未采用飛輪控制,目前只采用了噴氣控制,因為電磁閥只有全開和全閉兩個狀態(tài),輸出力矩固定,和飛輪控制相比,精度稍顯不足。但是通過PWPF調(diào)節(jié)器,將脈沖等效成類似飛輪連續(xù)輸出控制力矩的效果,這樣可以大大提升噴氣控制的精度。在結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵零件仿真分析以及控制設(shè)計的基礎(chǔ)上,進行了噴嘴特性試驗、承載力特性試驗和渦流力矩試驗。得到了噴嘴的動態(tài)響應(yīng)曲線;承載力實驗值和仿真趨勢基本一致;通過改變單個氣室的氣壓,能達到減小渦流力矩的效果。
【圖文】：

最早的氣浮臺

圖 1-2 韓國延世大學(xué)研制的氣浮臺Richard Zappulla等人[17]從事氣浮臺的研究工作近十年，，對測試臺不斷進行改進和升級，至今已經(jīng)開發(fā)了時代不同的航天器氣浮模擬器。四代氣浮臺的演變?nèi)鐖D1-3所示，配備了八個冷氣推進器，兩個推進器與裝置的中心等距離安裝。每個推進器由電磁閥和噴嘴組成。第一代氣浮設(shè)備使用原型捕獲系統(tǒng)來執(zhí)行會合和對
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V416.8

【參考文獻】

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本文編號：2669243