Die Nutation eines Raumfahrzeuges kann durch das schnelle Kreiseln eines mit Flüssigkeit gefüllten Behälters gedämpft werden. Der Behälter wird mit einem Motor mit konstanter Drehzahl gedreht. Der Dämpfer wird im Raumfahrzeug plaziert, so daß die Drehachse parallel zur Achse des Stabilisierungmomentes liegt. Die Grundlage für die Senkung der Nutation ist der Energieverlust. Der Wirkungsgrad des Dämpfers hängt davon ab, wie schnell er Energie bei großen Nutationswinkeln verbraucht. Die Systemgleichungen wurden ausgehend aus der Navier-Stokes-Gleichung der Flüssigkeit hergeleitet. Dabei wurden eine Inkomprimierbarkeit der Flüssigkeit, laminare Strömung und konzentrische Flüssigkeitsbewegung angenommen. Aus den Systemgleichungen folgt, daß die Viskosität der Flüssigkeit, der Radius des Behälters und die Drehzahl nach gewissen Optimumkriterien gewählt werden sollten. Die Stabilitätsbedingungen wurden auch untersucht. Ein Simulationsbeispiel zeigt die exponentielle Dämpfung des Anfangwinkels. Durch die Verwendung des kreiselnden Behälters kann man eine aktive Dämpfungsregelung kostengünstig ersetzen.
A spinning filled fluid reservoir for momentum biased spacecraft nutation damping
Ein kreiselnder, gefüllter Wasserbehälter für die Nutationsdämpfung bei einem Raumfahrzeug
Control Engineering Practice ; 2 , 5 ; 785-789
1994
5 Seiten, 2 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
Attitude Motion of a Spinning Spacecraft with Fuel Sloshing and Nutation Damping
Online Contents | 2011
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Springer Verlag | 2011
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