發(fā)布時(shí)間：2020-04-29 21:11

【摘要】： 隨著我國航天領(lǐng)域小衛(wèi)星的逐漸開發(fā)與應(yīng)用,研制高性能、低成本的全物理小衛(wèi)星姿態(tài)仿真系統(tǒng)已成為航天仿真技術(shù)的發(fā)展要求。全物理仿真是通過多自由度氣浮臺模擬衛(wèi)星在太空的運(yùn)動狀態(tài),三軸氣浮臺是主要的地面仿真設(shè)備,而渦流力矩是影響氣浮臺精度的主要因素之一。本課題主要研究球軸承供氣孔的制造誤差及球軸承安裝誤差對三軸氣浮臺渦流力矩的影響。 首先,本文應(yīng)用計(jì)算流體動力學(xué)(CFD)分析軟件的前處理軟件在笛卡爾坐標(biāo)系下對球軸承的流場建立數(shù)值計(jì)算模型,并確定合理的邊界條件,同時(shí)經(jīng)過多次計(jì)算,通過比較不同的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)對氣浮球軸承承載能力的影響,最終確定了一組合適的網(wǎng)格劃分?jǐn)?shù)。其次,本文將模型導(dǎo)入計(jì)算流體動力學(xué)分析軟件中進(jìn)行流場計(jì)算,分別比較了某個(gè)供氣孔的直徑變化對球軸承渦流力矩產(chǎn)生的影響、供氣孔的位置改變對渦流力矩產(chǎn)生的影響及軸承球窩傾斜時(shí)對球軸承渦流力矩產(chǎn)生的影響。通過對比計(jì)算結(jié)果繪出相應(yīng)的曲線,找出變化因素對渦流力矩的影響規(guī)律。最后,本文建立了測量氣浮臺渦流力矩的實(shí)驗(yàn)臺,介紹了實(shí)驗(yàn)用球窩的材料及特點(diǎn),給出了氣動系統(tǒng)回路圖,提出了對氣源的要求,分析了實(shí)驗(yàn)原理,具體介紹了實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案,并對由于球窩傾斜產(chǎn)生的渦流力矩進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 本文通過對由球軸承供氣孔的加工誤差及球軸承安裝誤差所產(chǎn)生的渦流力矩的計(jì)算,找出了球軸承供氣孔的加工誤差及球軸承安裝誤差對三軸氣浮臺渦流力矩的影響規(guī)律。同時(shí)提出了測量氣浮臺渦流力矩的具體實(shí)驗(yàn)方案。并對球窩傾斜產(chǎn)生的渦流力矩進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
【圖文】：

圖 1-1ASTREX試驗(yàn)臺圖 圖 1-2 墨西哥國立自治大學(xué)氣浮臺Fig.1-1 ASTREX air bearing table Fig.1-2 UNAM air bearing table美國 Honeywell Space System 公司在 2003 年開發(fā)出 MCS/LOS 試驗(yàn)臺，用來模擬衛(wèi)星在近地點(diǎn)的運(yùn)動情況[16]，如圖 1-3 所示。其有效載荷00lb，帶有 6 個(gè)控制力矩陀螺(225 ft-lb-sec)，繞水平軸轉(zhuǎn)動范圍是-300 ，繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動。平臺結(jié)構(gòu)采用的是標(biāo)準(zhǔn)件，任何零件都能用標(biāo)準(zhǔn)換，這些標(biāo)準(zhǔn)件能按要求裝配成多種航空器模型。角速度傳感器用的是旋光陀螺，裝有三個(gè)帶動 10kg 滑塊的電動機(jī)用來調(diào)整平臺的平衡，，能將平心與旋轉(zhuǎn)中心的距離調(diào)到 0.1 微米。

圖 1-1ASTREX試驗(yàn)臺圖 圖 1-2 墨西哥國立自治大學(xué)氣浮臺Fig.1-1 ASTREX air bearing table Fig.1-2 UNAM air bearing table美國 Honeywell Space System 公司在 2003 年開發(fā)出 MCS/LOS 試驗(yàn)臺，用來模擬衛(wèi)星在近地點(diǎn)的運(yùn)動情況[16]，如圖 1-3 所示。其有效載荷00lb，帶有 6 個(gè)控制力矩陀螺(225 ft-lb-sec)，繞水平軸轉(zhuǎn)動范圍是-300 ，繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動。平臺結(jié)構(gòu)采用的是標(biāo)準(zhǔn)件，任何零件都能用標(biāo)準(zhǔn)換，這些標(biāo)準(zhǔn)件能按要求裝配成多種航空器模型。角速度傳感器用的是旋光陀螺，裝有三個(gè)帶動 10kg 滑塊的電動機(jī)用來調(diào)整平臺的平衡，能將平心與旋轉(zhuǎn)中心的距離調(diào)到 0.1 微米。
【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】：2007
【分類號】：TH133.3

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本文編號：2645005