Bei welcher Drehzahl läuft ein entsättigtes Reaktionsrad?

Auf dieser Seite wurde viel über Reaktionsräder geschrieben und gesagt, aber eines interessiert mich noch: Was ist die "Nenn- / Ruhe" -Geschwindigkeit eines Reaktionsrads? Nehmen wir an, wir haben gerade die Entsättigung des Reaktionsrades eines Satelliten abgeschlossen, es lief hervorragend, der Satellit behält derzeit seine gewünschte Ausrichtung sehr gut bei. Welche Drehzahl hat das Reaktionsrad?

Befindet es sich am Stopp / nahe dem Stopp oder dreht es sich mit einer Nenngeschwindigkeit, beispielsweise auf halbem Weg zwischen Stopp- und Sättigungsgeschwindigkeit, oder befindet es sich bereits in einem anderen Zustand?

Keine Antwort wert, aber einige Hinweise: Vielleicht möchten Sie verhindern, dass das Rad stehen bleibt (Fett kann Teile zusammenkleben, Sie benötigen ein hohes Drehmoment, um die Haftreibung zu überwinden). Aus ähnlichen Gründen (Verschleiß) möchten Sie möglicherweise verhindern, dass die Drehung umgekehrt wird.
Ich habe in den technischen Datenblättern der Reaktionsräder gegraben. Die dort angegebene "Nenndrehzahl" ist die unter normalen Fahrbedingungen maximal zulässige Drehzahl. Das ist also eine andere Verwendung des Wortes „nominal“ als in dieser Frage. Die gewünschte Ruhegeschwindigkeit wird in diesen Datenblättern nicht erwähnt.
@Hobbes: Wahrscheinlich wird es die Hälfte dieser Nenngeschwindigkeit sein. Wie hoch war die Nenndrehzahl?
Blue Canyon: überhaupt keine Geschwindigkeit aufgeführt. Sinclair Interplanetary: keine Geschwindigkeit aufgelistet. Honeywell HR0610: 6000 U/min.

Antworten (2)

Dies hängt von der Systemarchitektur und den Anforderungen der Mission ab. Wenn Sie versuchen, das Raumschiff mit Impulsvorspannung zu beeinflussen, läuft es mit einer Nenngeschwindigkeit. Wenn Sie wirklich Energie sparen wollen, können Sie sie ganz herunterfahren.

Wenn Sie vier tetraedrisch angeordnete Reaktionsräder verwenden (wie dies häufig der Fall ist, um Fehlertoleranz zu gewährleisten), können Sie die Reaktionsräder leichter ganz nach unten und hinten drehen, ohne die Kontrollbefugnis zu verlieren, da Sie dies normalerweise mit den anderen drei Rädern kompensieren können Wenn es knapp außerhalb der Totzone wäre, wäre der Drehimpuls zu groß.

Die nominelle Nulllösung wird tendenziell häufiger verwendet aufgrund der sehr präzisen Ausrichtungsanforderungen vieler Raumfahrzeuge sowie aufgrund von Verschleißproblemen beim Stoppen und Umkehren von Reaktionsrädern. In diesem Fall wird der Nennnullpunkt in die Mitte des nutzbaren Winkelgeschwindigkeitsbereichs gelegt. Dies kann für Nanosatelliten schwierig zu erreichen sein, da sie beim Start vollständig abgeschaltet werden müssen.

Genau genommen wird ein Reaktionsrad, das nicht um Null herum arbeitet, als Schwungrad bezeichnet.

Die klassische Ingenieursantwort (die völlig richtig ist): Es kommt darauf an.
Ich würde es vorziehen, wenn in der Antwort einige tatsächliche (in der Praxis verwendete) Lösungen erörtert und einige Zahlen angegeben würden.
Das sind beides echte Lösungen.
Ich bin mir auch nicht sicher, welche Zahlen Sie suchen.
Er möchte Drehzahlzahlen wissen, wie in seiner Frage angegeben.
Nun, wie ich bereits erwähnt habe, für ein entsättigtes Schwungrad wird das ungefähr die maximale Rate sein, und für ein eigentliches Reaktionsrad ist es Null.
@Schlusstein: Nummer. Verwenden Sie die Zeichen 1234567890. Wählen Sie einen zufälligen Satelliten, den Sie mögen. Ist es näher an 5 U/min oder 10.000 U/min?
Von der ersten Seite der Google-Ergebnisse für die Reaktionsradgeschwindigkeit: aerocontent.honeywell.com/aero/common/documents/…
Der letzte Satz scheint nicht richtig zu sein. Ich denke, eine der Erwähnungen von "Schwungrad" sollte "Reaktionsrad" sein.
Tolle Antwort @Schlusstein ! Sehr klärend. Allerdings habe ich noch eine Frage: Wenn man einen RW nahe 0 U/min betreibt, wird er nicht durch den Verlust seiner Drehachse ungenauer? Wenn ja, warum wird anstelle einer Nicht-Null-Nenngeschwindigkeit eine nominelle Nulllösung für die präzise Ausrichtung (wie im 3. Absatz erwähnt) verwendet?
Aus mehreren Messwerten geht hervor, dass eine Rotationsrate von Null (insbesondere über einen längeren Zeitraum) etwas ist, das Satellitenbetreiber in Bezug auf Reaktionsräder fast so sehr wie eine Sättigung zu vermeiden versuchen. Das Problem bei einer Drehzahl von Null ist die Haftreibung oder noch schlimmer das Kaltverschweißen.

Nicht ganz das, wonach Sie fragen, aber die International Space Station Control Moment Gyros drehen sich mit einer nominell konstanten Geschwindigkeit von 6600 U / min. Die Steuerfunktion kommt zustande, indem die inneren und äußeren Gimbals an bestimmte Stellen kommandiert werden.

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Bezug

ah, aber ein ganz anderes tier...
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