Минимизация вибраций спутников для повышения эффективности миссий

В космических технологиях CSEM (Швейцария) давно партнер ESA. Фокус совместных исследований — устранение микровибраций от компонентов на спутниках. Они снижают точность ориентации, повышают энергопотребление и ухудшают качество съемки (дляbeeldмиссий).

Подходы

Борьба с вибрациями у источника или на полезной нагрузке. CSEM исследует численные модели, активную/пассивную компенсацию, алгоритмическую нотч-фильтрацию. Один проект — технология на магнитной левитации.

Реактивное колесо на магнитном подшипнике

С поддержкой измерительной техники Kistler изучен прототип реактивного колеса с магнитным подшипником (Celeroton, Швейцария). Преимущества: нет трения, практически бесконечный ресурс, активное подавление вибраций управлением, более высокая производительность на больших скоростях.

Измерительная цепочка

Кастомный динамометр: четыре трехкомпонентных датчика силы между стальными пластинами — максимальная жесткость. На гранитном блоке на пневмоизоляторах — исключены внешние воздействия. Чувствительность в миллиНьютонах требует низкошума. На столе можно устанавливать шаговые двигатели, криоохладители.

Результаты

Диапазон оборотов: –20 000…20 000 об/мин. Полная характеристика эффективности алгоритма подавления множественных гармоник. «Отсутствие контакта открывает интересные возможности: ротор можно позиционировать для минимизации вибраций — вращение вокруг главной оси инерции подавляет вибрации от небаланса почти до нуля», — Гузман Борке Гальего, CSEM.

Оборудование Kistler идеально, дает высококачественные данные. Даже в микроНьютонах видны различия. Прибор 5080A (зарядовый усилитель) выбран за точность и real-time аналоговую передачу.

«Магнитные подшипники дают гораздо меньше вибрации, выше скорости, нет износа, ресурс практически бесконечен. Надеемся перейти к практике, тестам, валидации с партнерами», — Борке Гальего.