Ich bin gerade dabei, ein Reaktionsrad zu entwerfen, das in einem CubeSat für mein Abschlussprojekt verwendet werden soll. Ich habe meinen Motor ( Faulhaber 2610T006B ) bereits ausgewählt und bin gerade dabei, mein Schwungrad zu dimensionieren. Aber ich bin auf halbem Weg stecken geblieben. Folgendes ist meine Arbeit:
Wie aus der obigen Arbeit ersichtlich ist, versuche ich, eine Anstiegsgeschwindigkeit von 3 Grad pro Sekunde zu erreichen. Aber ich habe Probleme, Alpha max zu finden, dh die maximale Winkelbeschleunigung, wenn mein Schwungrad an meinem Motor befestigt ist. Ich habe auch vergessen zu erwähnen, dass J das Hauptträgheitsmoment um eine Achse ist und 0,03 kgm ^ 2 beträgt.
Mein Schwungrad wird eine zylindrische Form haben, sobald ich in der Lage bin, Alpha max zu finden, kann ich mein erforderliches I (Trägheitsmoment des Schwungrads) finden und dann mit der Dimensionierung beginnen.
Gehe ich das richtig an? Und wie soll ich Alphamax finden?
Ich möchte auch fragen, ob ich alle drei Reaktionsräder gleichzeitig berücksichtigen würde, um wie viel würden sich meine Anforderungen an die Impulsspeicherung ändern?
Vielen Dank!
Stellen Sie sich Drehmoment und Impuls des Reaktionsrads als separate Parameter vor, die separat bemessen werden.
Das maximale Radmoment basiert auf dem Trägheitsmoment (MOI) des Rads um seine Rotationsachse multipliziert mit der maximalen Rotationsrate. Die maximale Drehzahl wird durch die elektrischen Eigenschaften des Motors, der Reibung und der Balance bestimmt. Die letzten beiden hängen vom Design und der Herstellung ab. Das heißt, Sie können mit einer Faustregel für die Dimensionierung wie 6000 U / min beginnen , was ungefähr dem entspricht, was diese häufig verwendeten kleinen RWs für die maximale Höchstgeschwindigkeit haben . (Offenlegung: Ich habe Räder dieser Firma verwendet.)
Sie möchten, dass Ihr Satellit maximal Folgendes hat:
Sie können also das MOI des erforderlichen Rads direkt daraus zurücksetzen:
Das heißt, je größer das MOI Ihres Raumfahrzeugs ist, desto größer muss das MOI Ihres Rads sein; Je schneller sich das Raumschiff drehen soll, desto größer ist das Rad. Je schneller sich das Rad drehen kann, desto kleiner ist das Rad. Die anderen Variablen natürlich konstant halten. Stecken Sie 6000 U / min, 3 ° / Sek. und das MOI Ihres Raumfahrzeugs ein, und Sie sind fertig (verwenden Sie natürlich die gleichen Einheiten).
Sie waren auf dem richtigen Weg, um das erforderliche Drehmoment zu lösen. Stellen Sie sich das Manöver als ein Trapez vor. Die Radgeschwindigkeit steigt linear bis zur Höchstgeschwindigkeit an, hält dann dort und sinkt dann linear zurück auf Null. Manöverdauer in Winkel und Zeit werden eingestellt und Sie kennen die maximale Rotationsrate des Raumfahrzeugs, sodass Sie die erforderliche Steigung der Kurve berechnen und diese verwenden können, um das erforderliche Drehmoment zurückzusetzen.
Es gibt viele Möglichkeiten, das Drehmoment eines Rads zu erhöhen, indem der Elektromotor, der es antreibt, und der Stromverbrauch während der Beschleunigung erhöht werden. Vernünftige Überprüfung Ihrer Ergebnisse anhand vorhandener Technologien.