Архимед

Проект «Архимед» предусматривает разработку электромеханической системы (гиродина) для формирования управляющих динамических и гироскопических моментов по осям стабилизации космического аппарата, которая не будет нуждаться в «разгрузке».Разработка осуществляется на основе патента РФ №2495789. На настоящий момент имеется эскизный проект испытательного стенда, проведен анализ принципов работы и возможности изготовления устройства, а также определена механическая и электронная схема опытной модели.Системы из одного и более гироскопов, уже имеют своё применение на космических аппаратах в качестве стабилизаторов положения аппарата в пространстве (гиродинов). Также стабилизаторы с применением тяжёлых гироскопов применяют для стабилизации морских судов. Эти системы применяются уже давно и хорошо себя зарекомендовали для стабилизации объектов, но до сих пор их не применяли в качестве движителя и для этого есть серьёзная причина.Дело в том, что гиродины имеют особенность насыщения по кинетическому моменту. В результате чего положительный момент, являющийся проекцией гироскопического момента, используемый для стабилизации объекта, становится равен нулю, т.е. со временем гироскоп выходит на предельный угол поворота и теряет эффективность, а дальнейший поворот гироскопа создаст отрицательную проекцию сил, т.е. отрицательный момент.Исключением из этого является изобретение – патент РФ №2495789.Наше устройство состоит из корпуса, в котором либо жестко, либо через подшипник и систему дополнительного момента вращения закреплена центральная ось. Система дополнительного момента вращения устанавливается для того, чтобы иметь возможность изменять угловую скорость поворота корпуса устройства и соединенного с ним летательного аппарата (транспортного средства). Центральная ось соединена со штангами, к каждой штанге присоединена система крепления гироскопа, состоящая из рамы с системой ее крепления и поворота, гироскопа и держателя его оси с системой изменения угла ее наклона.В процессе работы, устройство может быть подвержено разного рода неблагоприятным воздействиям (изменение величины нагрузки, трение частей механизма, толчки, удары и т.д.). В результате чего будет происходить изменение угла наклона гироскопа и появление вертикальной составляющей сил Кориолиса стремящейся повернуть его раму вокруг штанги. Для того чтобы «нейтрализовать» действие вертикального момента этих сил в схеме устройства предусмотрена система крепления и поворота рамы, которая осуществляет поворот рамы на 180°, при этом, система изменения угла наклона оси гироскопа поворачивает гироскоп на 180° соответственно.Новизной данного проекта является запатентованный принцип работы гиродина, который не имеет точки насыщения. Во время своей работы гироскоп такого гиродина осуществляет синхронный поворот сразу по двум взаимно-перпендикулярным осям. Одна из которых осуществляет поворот не на 360º, а только на 180º, после чего осуществляет обратный ход. Таким образом, несмотря на то, что избежать насыщения гироскопа по кинетическому моменту не удаётся, мы получаем возможность избежать появления отрицательного момента. В случае применения не одного, а двух и более гироскопов, работающих со смещением полупериодов моментов, то их суммарный момент будет постоянным и положительным.

После проведения исследования работы предсерийного прототипа будет произведен анализ полученных данных и выявлены оптимальные режимы работы устройства. Данные эксперимента будут опубликованы в научной прессе.После этого планируется заключение договоров о сотрудничестве или договоров субподряда со специализированными компаниями по оказанию услуг разработки гиродинов для каждого конкретного КА с проведением расчетов, созданием конструкторской и технологической документаций. Планируется привлечение дополнительных инвестиций по успешной реализации пилотных проектов для выхода на зарубежные рынки.

Тенденция использования маломоментных гиродинов для малых КА на сегодняшний день находит широкое применение в современной космонавтике, это обстоятельство обусловлено необходимостью быстродействия создания управляющих моментов КА. Для космических аппаратов служащих в качестве поисковых систем этот фактор является одним из важнейших.Каждый год на орбиту Земли запускается более сотни спутников и космических аппаратов. Каждый из них нуждается в позиционировании и управлении ориентацией, поэтому, на каждом устанавливаются гиродины.Для стабилизации аппарата достаточно трех гиродинов с взаимно перпендикулярными осями. Но обычно их ставят больше: как и всякое изделие, имеющее подвижные детали, гиродины могут ломаться. Тогда их приходится ремонтировать или заменять.Поэтому предположим, что на 1 КА устанавливается 6 гиродинов. Рассчитаем, сколько потенциально устройств мы можем реализовать. В России в 2017 г. было запущено 25 спутников. Если бы на каждом из них было установлено 6 гиродинов нашей разработки, то общее количество устройств на российских спутниках составило бы 150 шт (25*6). В США в 2017 г. было запущено 291 спутников. Если бы и на них были установлены наши гиродины, то общее количество реализованных устройств составило бы 1746 (291*6). В Европе (отдельные страны + ЕС) в 2017 г. запустили 49 спутников. Если бы для систем стабилизации и ориентации использовались наши гиродины, то общее число гиродинов составило бы 294 (49*6). Таким образом, общий объем потенциального рынка гиродинов составил бы 2190 шт. С учетом тенденции к увеличению запусков КА эта цифра с каждым годом будет расти.