Снос зданий:
ecosnos.ru
Главная  Пирометры частичного излучения 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

тангажа и крена, на ПИ с помощью объектива и зеркал проектируются участки противоположных краев планеты; с выхода приемников снимают сигналы, изменяющиеся в соответствии с интенсивностью излучения края планеты. Информация о наличии ошибки в ориентации вырабатывается по разности длительности импульсов и Tj на выходе ПИ, которая возникает при отклонении оси системы от направления на центр планеты.

В режиме поиска сканирование выполняется с максимальной амплитудой. С момента захвата планеты амплитуда постепенно уменьшается и достигает оптимальной величины при некотором сигнале рассогласования ДР . Сканирование, как правило, производится полем зрения в виде щели с угловыми размерами 1 X 10°; применяют также датчики вертикали с круговым полем зрения.

На рис. 6.15 показана принципиальная схема построителя местной вертикали^ разработанного фирмой LMSC [35, 39] для ИСЗ. Сканирование осуществляется двумя мгновенными полями зрения при помощи вибратора

с электромагнитным приводом. Нелиней-

I----------------1 ность движения полей зрения компенси-

I S I руют в процессе обработки сигнала, со-

I - Уу л I I 1 ответствующего углу поворота скани-

I (Ы у'У ] I П I I Y РУЩвй оси, в цифровой форме. Для

I ✓Ч- У Ч\ Л \ этого на зеркале укреплен кодирующий

I / \ \ \ - муаровым растром, с которого сни-

1 / Л \ I мают отсчеты, пропорциональные углу 3 4 5 6 \ поворота в моменты пересечения полями sJ I зрения границы Земля-Космос и Космос-Земля. Угол тангажа определяют Рис. 6.15. Принципиальная схема сравнением отклонений середины им-датчика фирмы LMSC: пульсов входа ti и выхода t от опорного

1 - кодирующий диск; 2 - сканирую- импульса, а угол крена - разностью про-щее зеркало; 3 -линза; 4 -фильтр; 5 межутков двух полеи: приемник; 6 - блок электроники .

Д< = <2 - Ч-

Характеристики датчика: погрешность ±0,05°; линейная зона по тангажу ±10°; линейная зона по крену ±2,5°; диаметр входного зрачка 58 мм; мгновенное поле зрения 1,1 Х1,1°; спектральный диапазон 14,1 - 15,8 мкм; габаритные размеры 178 X 114 X 108 мм.

-Круговое сканирование осуществляют двумя оптическими системами с малым полем зрения

2а = 57,3 / б.

где / - линейный размер чувствительной площадки приемника излучения; /g - фокусное расстояние объектива.

При прохождении поля зрения по планете приемник выдает импульс напряжения, положение которого определяет направление вертикальной оси. Для построения местной вертикали используют два датчика с параметрами: масса 2-3 кг, потребляемая мощиость6 Вт; точность 0,25°.

Подобный построитель использован на спутниках Меркурий и Ним-бус [35]. Построитель имеет две головки, которые вращаются с частотой 200 с-1. Мгновенное поле ерения сканирующих головок 2°, фокусное расстояние объектива 38 мм, диаметр входного окна 25,4 мм. В качестве чувствительного элемента использован сурьмянистый индий. Прибор работает в диапазоне 3-12 мкм. Солнечное (прямое и отраженное) излучение задерживается поглощающим фильтром. Построитель дает возможность производить стабилизацию и ориентацию космического аппарата в широких пределах изменения высоты полета.

В построителях с нелинейным сканированием используют только один приемник излучения. При сканировании мгновенное поле зрения прибора осуществляет развертку линии горизонта по синусоиде, гипоциклоиде или в виде четырехлепестковой диаграммы. Четырехлепестковая диаграмма



сканирования использована в построителе типа Маринер-2 (рис. 6.16). Двигатель 5 через редуктор вращает два оптических клина в противоположных направлениях с частотой 50 и 16,7 с' соответственно. В моменты сканирования по поверхности планеты на выходе приемника вырабатываются импульсы напряжения. При измерении их длительности и распределения во времени электронная схема вырабатывает сигналы рассогласования относительно каждого лепестка диаграммы сканирования.

Прибор работает в спектральном диапазоне 3-12 мкм и рассчитан для ориентации летательного аппарата на высотах 10 ООО-160 ООО-км; поле обзора 70° [35].

Координаты центра мгновенного поля зрения определяются уравнениями

x = rVi (я - 1) COS flf +

-Ь rv2(n - 1) COS (Aj; (6.7) у = (ft - 1) sin Hi - rVj (n - - 1) sin fss. (6.8)


Рис. 6.16. Принципиальная схема построителя местной вертикали типа Маринер-2*:

/ - приемник излучения; Г- объектив; S, 4 ~ конические клинья; 5 - двигатель приводной; 6-двигатель сканирования

где г - расстояние от прибора до плоскости сканирования; \i, - углы при вершине клиньев; [ii, - углы поворота клиньев; я - коэффициент преломления клина.

Отношение угловых скоростей вращения клиньев должно удовлетворять условию

&х1щ = - 1,

где N - число лепестков диаграммы сканирования.

Для четырехлепестковой диаграммы при равенстве углов Vf и Vj уравнения (6.7) и (6.8) преобразуются к виду

x = rv(n - l)(cos (о±1 + COS 3<i)if); y=rv(n - l)(sin tOi/+ sin ScoiO-

Угловой раствор диаграммы направленности определяется выражением

Фмакс = 2v(n - 1)


Рис. 6.17. Схема определения местной вертикали разверткой ИК-го-ризонта (а) и траектория сканирования (б):

/ - приемник излучения; 2 - объектив;. 31- зеркало; 4 - оптический клин

Для увеличения точности работы построителей местной вертикали увеличивают число лепестков развертки. В этом случае удобна схема сканирования с синусоидальной разверткой, когда поле зрения датчика большую чарть времени направлено на горизонт планеты, чем уменьшается влияние вариации интенсивности излучения.



Сканирующее устройство с синусоидальной разверткой может быть вы Полнено по схеме рис. 6.17, а; зеркало устанавливается в соответствии с направлением на линию горизонта и вращается относительно вертикальной оси прибора с угловой скоростью щ. Смещение оптической оси от линии гори--зонта пропорционально углу при вершине клина и угловой скорости его вращения щ. В результате сложения двух движений проекция мгновенного поля зрения прибора описывает сложную траекторию (рис. 6.17, б). При отклонении вертикальной оси прибора от направления местной вертикали на выходе приемника излучения возникают импульсы с частотой cOg, модулированные по амплитуде управляющей частотой вращения зеркала щ.

Построители местной вертикали по частично освещенному диску планеты спользуют совместно с датчиками солнечной ориентации. После грубой

и точной ориентации космического аппарата по Солнцу осуществляютси поиск планеты и ориентация относительно направления местной вертикали. Слежение за краем освещенного диска планеты производится автоматически.


Рис. 6.18. Схема датчика слежения за освещенным диском Луны:

-1 I-11-1 / - неподвижные щели; 2 - фотоэлектронные умножите-

[1> CJ** tJ><3 5 - изображение Луны справа, по центру, слева

Примером датчиков солнечной ориентации является простой по конструкции датчик слежения за освещенным диском Луны, разработанный для азимутальной ориентации стратосферы шара-зонда (рис. 6.18). В датчике нет движу-щихси частей; оптическими элементами служит система 1 из четырех щелей. Разность сигналов с ФЭУ 2 пропорциональна углу рассогласования между направлением на Луну и осью датчика. Точность всей системы ориентации ±20 для фазовых углов Луны от О до +100°.

5. АСТРООРИЕНТАТОРЫ И АСТРОИНЕРЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Астроориентаторы позволяют определять координаты положения и ориентации ЛА в пространстве, производить коррекцию траектории полета, стабилизировать ЛА и реализовать на его борту инерциальную систему координат.

Оптико-электронные приборы для астроориентации делят на астроориентаторы по одиночным звездам и астроориентаторы по звездному полю. Астроориентаторы по одиночным звездам обычно работают совместно с датчиками солнечной ориентации. В звездных датчиках для измерения угловых координат используют схемы амплитудного координатора с непрерывной амплитудной или частотной модуляцией, с импульсной модуляцией, с телевизионной разверткой и с кодирующими или мозаичными приемниками излучения. Вид схемы зависит от конкретных условий работы прибора, требуемых точности, помехозащищенности и надежности в эксплуатации.

..На рис. 6.19 показана схема астроориентатора, разработанного ainepn-канской фирмой Раутеон [35]. В приборе использован зеркальный объектив с первичным зеркалом диаметром 152,4 мм и с углом поля зрения 1°. Точность измерения угловых координат 18 . Чувствительность системы позволяет производить захват к слежение за звездами третьей величины. Амплитудная модулиция сигнала излучения звезды производится механическим сканированием центра ее изображения в виде окружности на ПИ. Растр выполнен в виде сетки с радиальными штрихами.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76