Расчетно-конструкторская модель гиродина
В ходе магистерской диссертации была создана расчетно-конструкторская модель гиродина, включающая в себя расчеты эксплуатационных и прочностных характеристик гиродина, параметрическую 3D модель и систему автоматизированного проектирования для гиродина. Так же был проведен обзор литературу по тематике ориентации и навигации космических аппаратов с помощью исполнительных органов.
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 13
1 Исполнительные органы………………………………………………………………………… 15
1.1 Системы управления космическими аппаратами …………………………………. 15
1.2 Классификация систем управления космическими аппаратами ……………. 16
1.3 Назначение и состав систем ориентации ……………………………………………… 17
1.4 Типы исполнительных органов …………………………………………………………… 23
1.5 Гиродин ……………………………………………………………………………………………… 25
2 Системы автоматизированного проектирования …………………………………….. 27
2.1 T-FLEXCAD 2D/3D …………………………………………………………………………….. 29
3 Расчетно-конструкторская модель гиродина ………………………………………….. 32
3.1 Проектирование маховика гиродина……………………………………………………. 33
3.2 Датчик положения ротора для гиродина ……………………………………………… 35
3.3 Выбор электродвигателя для гиродина………………………………………………… 37
3.4 Выбор материалов ………………………………………………………………………………. 40
3.5 Параметрическая 3D модель гиродина ………………………………………………… 41
3.6 Расчет основных характеристик гиродина …………………………………………… 44
3.6.1 Эксплуатационные характеристики …………………………………………….. 44
3.6.2 Прочностные характеристики …………………………………………………….. 46
3.7 САПР гиродина на основе T-Flex CAD ……………………………………………….. 51
3.7.1 Подсистема геометрического моделирования гиродина ………………. 53
3.7.2 Подсистема расчета эксплуатационных характеристик гиродина … 54
3.7.3 Подсистема расчета прочностных характеристик………………………… 55
3.7.4 Подсистема конструкторской документации ………………………………. 58
3.7.5 Подсистема технологической подготовки производства ……………… 59
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность ………………………………… 61
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 81
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 93
Список публикаций студента ……………………………………………………………………. 94
Список использованной литературы …………………………………………………………. 95
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 97
Приложение Б ………………………………………………………………………………………….. 99
«
« Последние десятилетия особенно характерны бурным развитием науки
и техники, к основным достижениям которой следует отнести и развитие
космической техники. Интенсивное освоение околоземного пространства
обусловлено прежде всего хозяйственными задачами, которые эффективно
решаются с помощью космических аппаратов (спутников).
В наше время результаты космических исследований находят широкое
применение в науке и технике; в хозяйственной деятельности человека. Кроме
того, полеты в космос оказывают огромное влияние на мировоззрение людей.
Для нормального функционирования все космические аппараты
оснащены системами ориентации. Составной частью этих систем являются
исполнительные органы.
Поэтому дальнейшее использование космического пространства
непрерывно связано с совершенствованием как систем ориентации в целом,
так и их исполнительных органов.
В данной работе была создана расчетно-конструкторская модель
такого исполнительного органа – гиродина, представляющего собой
двухстепенный силовой гироскоп.
Расчетно-конструкторская модель гиродина – это комплекс средств
проектирования гиродина, включающий в себя непосредственно
параметрическую 3D модель конструкции гиродина, позволяющую подбирать
различные варианты конструкции его составных частей,систему
автоматизированного проектирования гиродина и средства расчета
эксплуатационных и прочностных характеристик.
Расчетно-конструкторская модель гиродина была создана на основе
CAD-системы T-Flex CAD.
С помощью расчетно-конструкторской модели гиродина можно
намного ускорить время проектирования такого исполнительного органа как
гиродин. Так как вся основная работа по проектированию гиродина
производится персональным компьютером, тогда уменьшается влияние
человеческого фактора, что приводит к более высокому качеству получаемой
продукции.
1 Исполнительные органы
1.1 Системы управления космическими аппаратами
« Первые космические аппараты (спутники), предназначенные для
исследования космоса, не имели систем ориентации. Необходимость
последних возникла в связи с расширением и углублением космических
исследований, проведением научных экспериментов и решением непрерывно
расширяющегося круга практических задач в области связи, метеорологии,
навигации наземных средств транспорта, геологии, а также задач техники
применения космических аппаратов. Все это потребовало создания
космического аппарата различного функционального назначения.
Основная задача системы управления космического аппарата – это
компенсация возмущений, действующих на него в полете (или неточности
выведения), а также программное наведение [1].
»
В ходе выполнения работы были рассмотрены системы ориентации
космических летательных аппаратов, типы исполнительных органов, что
такое система автоматизированного проектирования и его назначение.
Создана расчетно-конструкторская модель гиродина. Расчетно-
конструкторская модель гиродина – это комплекс средств проектирования
гиродина, включающая в себя параметрическую 3D модель конструкции
гиродина, позволяющую подбирать различные варианты конструкции его
составных частей, и средства расчета комплекса эксплуатационных
характеристик.
К дополнению к расчетно-конструкторской модели гиродина была
создана система автоматизированного проектирования, которая состоит из
пяти подсистем, каждая из которых предназначенна выполнять определенную
проектную функцию. Система автоматизированного проектирования
гиродина позволяет автоматизировать производство гиродина, из-за чего
повышается качество получаемой продукции, снижаются затраты и время
проектирования.
В разделе «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение» был проведен расчет себестоимости научно-
исследовательской разработки. Оценив уровень научно-технического
эффекта, можно сказать, что данная разработка по значимости занимает
средний уровень.
В разделе «Социальная ответственность» были проанализированы
вредные факторы, возникающие при работе над проектом, рассчитана
необходимая освещенность, площадь и объем помещения, потребляемый
воздухообмен и ряд других факторов. Подводя итог по этому разделу можно
сказать, что работу инженера можно отнести к первой категории, включающей
в себя легкие физические работы, то есть работы, производимые сидя, стоя или
связанные с ходьбы.
Список публикаций студента
1. Индыгашева Н. С. Проектирование маховика гиродина // Инженерия для
освоения космоса: сборник научных трудов IV Всероссийского молодежного
Форума с международным участием, Томск, 12-14 Апреля 2016. – Томск: Изд-
во ТПУ, 2016 – Т. 2 – C. 11-14
2. Индыгашева Н. С. Расчетно-конструкторская модель гиродина //
Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии,
безопасность: сборник трудов VI Всероссийской научно-практической
конференции. В 3 т., Томск, 23-27 Мая 2016. – Томск: ТПУ, 2016 – Т. 2 – C. 218-
222
3. Индыгашева Н.С. Проектирование маховика при создании расчетно-
конструкторской модели гиродина // Наука. Технологии. Инновации. сборник
научных трудов: в 9 частях, Новосибирск, 05-09 декабря 2016 – С. 28-30
4. Индыгашева Н. С. Расчет основных характеристик маховика
параметрическими средствами T-FLEX // Инженерия для освоения космоса:
сборник научных трудов V Международного молодежного форума, Томск, 18-
20 Апреля 2017. – Томск: ТПУ, 2017 – C. 52-55
5. Tamara Kostyuchenko and Nelya Indygasheva. Computer-aided design
system for control moment gyroscope // VI International Forum for Young Scientist
«Space Engineering 2018» MATEC Web Conf. 2018
1.Гладышев Г.Н., Дмитриев В.С., Копытов В.И. Системы управления
космическимиаппаратами(Исполнительныеорганы:назначение,
принцип действия, схемы, конструкция): Учебное пособие. – Томск: Изд-
во ТПУ. 2000.
2.Дмитриев В.С., Костюченко Т.Г., Гладышев Г.Н., Электромеханические
исполнительные органы систем ориентации космических аппаратов.
Часть 1: учебное пособие. Томский политехнический университет. –
Томск: Изд-во ТПУ, 2013.
3.Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г. «Управление космическими летательными
аппаратами». М., «Машиностроение», 1974.
4.Гущин В.Н. Основы устройства космических аппаратов: учебник для
вузов. – Москва, Машиностроение, 2003.
5.Артюхин Ю.П., Каргу Л.И., Симаев В.Л. Система управления
космических аппаратов, стабилизированных вращением. М.: Наука, 1979.
6.АндреевЛ.Н.,БортяковД.Е.,МещеряковС.В. Системы
автоматизированного проектирования: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во
СПбГТУ, 2002.
7.Латышев П.Н. Каталог САПР. Программы и производители: Каталожное
издание. – М.: ИД СОЛОН-ПРЕСС, 2011.
8.Н.А. Гаврикова, Л.Р. Тухватулина, И.Г. Видяев, Г.Н. Серикова, Н.В.
Шаповалова.Финансовыйменеджмент,ресурсоэффективностьи
ресурсосбережение:учебно-методическоепособие.Томский
политехническийуниверситет.−Томск:Изд-воТомского
политехнического университета, 2014.
9.ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. – Введ.
2017-03-01. – М.: Стандартинформ, 2016.
10. СП52.13330.2011Естественноеиискусственноеосвещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*. – Введ. 2011-05-20. – М.:
Минрегион России, 2011.
11. СанПиН 2.2.4.3359-16 Санитарно-эпидемиологические требования к
физическим факторам на рабочих местах. – Введ. 2016-06-21.
12. ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.
– Введ. 2011-01-01. – М.: Стандартинформ, 2010.
13. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с
Изменением N 1). – Введ. 1989-01-01. – М.: Стандартинформ, 2008.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (44 отзыва)
4.7 (96 отзывов)
4.5 (80 отзывов)
4.8 (373 отзыва)
4.5 (9 отзывов)
4.8 (211 отзывов)
4.9 (298 отзывов)
4.8 (30 отзывов)
4.2 (5 отзывов)
