ההשפעה של מיקרוגרפי על תגובה גלגל לובריציה ולבוש

ההשפעה של מיקרוגרפי על תגובה גלגל לובריציה ולבוש

גלגלי התגובה הם בין הרכיבים הקריטיים ביותר במערכת בקרת הגישה של החללית.על ידי סיבוב רוטטור במהירויות משתנות, הם מייצרים מומנט המאפשר לוויין או בדיקה לסובב בדיוק ללא גירוש דחף.זה הופך אותם הכרחיים עבור גבוה דיוק מצביע על דיוק גבוה, בין אם להתבוננות בכדור הארץ, אסטרונומיה או תקשורת חלל עמוק.

בניגוד לדחפורים, גלגלי התגובה מציעים שליטה עתירה ואינם צורכים חומרים מחוסנים, אבל הם מסתמכים על נושאים והזיזים שצריכים לשרוד שנים של פעולה רציפה על כדור הארץ, הכבידה עוזרת לשמור על סרטים שופעים ומפיצה שמן למקום בו הוא נחוץ.בכיוון, כי כוח טבעי נעלם, והדינמיקה של סיכה משתנה עמוק.

תוצאות של Reaction Wheel Operation

גלגל תגובה מורכב מרוטב כבד על פיר, נתמך על ידי נושאים - באופן רטיפני כדור נושאים - ומניעה על ידי מנוע חשמלי. כאשר המנוע מאיץ או משמיד את הרוטור, מומנטום זווית מועבר בין הרוטור לבין אוטובוס החללית, מה שגורם לחללית לסובב בכיוון ההפוך.

הנושאים הם הלב של הגלגל, והם חייבים לפעול בתנאים תובעניים.בריק ומיקרוגרביט, חיכוך ולבוש להיות מצבי כישלון דומיננטי. Bearings הם בדרך כלל preloaded כדי לחסל את ההנקה, והם דורשים סרט דק ויציב יציב כדי להפריד אלמנטים מתגלגלים מגזעים.ללא סיכה נאותה, מגע מתכת-to-metal גורם מהיר ללבוש טמפרטורה מוגברת, והתקפים בסופו של דבר, חייב לשרוד את כל כלי הדם הנמוך, תוך כדי שמירה על אופניים אופטיים, תוך כדי שמירה על לחץ דם נמוך, גם כן, לחץ דם נמוך, תוך כדי שמירה על כל כלי דם נמוך, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, תוך שמירה על כל כלי רכב נמוך, נוזל נמוך, גם כן, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, גם כן, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, גם כן, תוך שמירה על כל כלי דם נמוך, לחץ דם נמוך, תוך שמירה על פני דלקתי, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, תוך שמירה על כל כלי רכב נמוך, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, גם כן, גם כן, לחץ דם נמוך, תוך שמירה על פני דלקת ריאות, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, לחץ דם נמוך, תוך שמירה על כל כלי

גלגלי התגובה המודרניים ספיןאו במהירות מכמה מאות עד 6,000 ריאל, בהתאם לשק הנדרש.במהירויות אלה, אפילו קטין ללבוש פסולת או הגירה סיכה יכול לגרום לקרע מומנט, רעש מוגבר ואובדן של יציבות הצבעה.האתגר אינו רק להחיל פעם סיכה, אלא גם לשמור על נוכחותו ותכונותיו לאורך שנים של פעולה רציפה.

המונחים: a different Paradigm

על פני כדור הארץ, הכבידה מבטיחה כי lubricants נוזל להתיישב לתוך גזעים נושאים והם מתמוססים על ידי פעולה capillary וזרימה מונחה כוח הכבידה. in microgravity, עם זאת, lubricants הם חופשיים להגר מפני משטחים מגע.הם יכולים ליצור טיפות שנסחף, להתפשט לתוך סרטים של עובי לא אחיד, או אפילו לייעל ולהתחדש על פני השטח קריר יותר.

הפצה מחדש של Lubricant Redistribution

ללא כוח הכבידה, מתח פני השטח וכוחות רטובים שולטים בתנועה סיכה.באסיפה נושאת, שמן יכול להגר מן המסלול המרוצים ולהצטבר על משטחים סמוכים, כגון הפיר או הדיור.זה משאיר את האלמנטים המגלגלים והמרוצים המרעבים של lubricant, המוביל לצמצום הגבול ולחכות גבוהות.האפקט בולט במיוחד במהלך תקופות ארוכות של סיבוב נמוך או כאשר הגלגל הוא מופעל, כמו לא קיים לחץ חלקי כדי להפעיל את החלל הזה.

פתרון אחד הוא להשתמש בשמן דל-וולטאיות עם מתח גבוה על פני השטח, אבל גם אז, כמויות קטנות של אובדן לאורך זמן יכול להיות קריטי.מהנדסים לעתים קרובות עיצוב FLT:0lubricant מאגרים עתירFLT:1 או חש כריות כי שמן וויק לכיוון המסבים באמצעות פעולה capillary.

גירוש מכניזם

לובריקים בחלל מתפוגג דרך מסלולים מרובים.FLT:0OutgassingFLT:1 הוא דאגה עיקרית: תחת ואקום, רכיבים תנודתיים מתאדים, משנים את הסטיות של lubricant ולהשאיר מאחורי שאריות כי לא יכול להופיע היטב.

(ב) מעבר לגזול (הפרוטונים, אלקטרונים וקרניים קוסמיים) אשר יכולים לשבור אג"ח כימי, המוביל לפולימרומיזציה, לקישורים בין-ידיים, או היווצרות של חומצות קורוזיות (Corrosive) יכול לנפץ שינויים קלים של אור השמש: PFPEs יכול לנפץ את פני השטח או לנפץ את ה-DValfrefrefrefrefreative) אשר עלולים לנפץ שינויים נוספים.

ללבוש במיקרוגרפי

ללבוש בגלגלי תגובה הוא תוצאה ישירה של משטחים לא מספיקים או משפילים.במשטרים מלוטשים גבול - שבו הסרט שמן הוא דק מדי על משטחים נפרדים לחלוטין - כמו גם על אלמנטים מתגלגלים ומרוצים מגע, גרימת ללבוש דבק, צמת, ובורחת.הלחמניות עצמו יכול להאיץ את הבעיה על ידי הפעלת גוף שלישי, על פני השטח, על פני השטח המכשף, על פני השטח המכשף, יכול ליצור רעשים מכני.

אולי מצב הלבוש הקריטי ביותר הוא FLT:0 [False brinelling]FLT:1, המתרחש כאשר נושאת נייח או לאט רוטט ניסיון תנועות קטנות אווסטוריות תחת עומס.ה lubricant הוא לסחוט, ו fretting יוצר דיכאון על הגזעים.

האסיפה של נאס"א לגלגל (RWA) עבור טלסקופ החלל של נאס"א:0) טלסקופ החלל שלHubbleFeloph:1 מספקת דוגמה קלאסית.במשך השנים, ארבעה מתוך ששת גלגלי התגובה שלה חוו חיכוך מוגבר בשל השפלה מהירה ולבוש.רעש התוספתן השפיע על יכולת הטלסקופ להחזיק מעמד יציב לחשיפה ארוכה.

אסטרטגיות מייגציה

כדי להתגבר על אתגרים של סיכה הנגרמת על ידי מיקרו-גרידי, מהנדסים פיתחו גישה רב-המתאמת המשלבת חומרים מדע, טריבולוגיה ועיצוב מכני חכם.אסטרטגיות אלה נופלות לשלוש קטגוריות רחבות: סיכה מוצקה, lubricants נוזלי מתקדם, וחדשנות עיצוב.

סולידריות Lubricants

מנגנונים מוצקים הם עמוד ראשי עבור מנגנוני חלל מכיוון שהם חסינים מפני הגזים, חלוקה מחדש ומנגנוני השפלה רבים.FLT:0Molybdenum disulfide (MoS2)FLT:1 ו-FLT:2graphite FLT 3:2 הם מבנה גבישי נפוץ ביותר כי היא מייצרת בקלות, לספק חיכוך נמוך ולהפחית את הכדורים המוקשים יותר מאשר מצופה של מתכתי מים רבים.

(ב) ציפוי מוצק אחרים כוללים:0 (DLC) פחמן דמוי פחמן (DLC) LILT:1, המציעים חיכוך נמוך מאוד קשיחות גבוהה, ו FLT:2lead או indium סרטים 3LT מועברים על כיסים הכלובים.הההההההה העיקרית של סיכה מוצקה היא שיש להם חיים סופיים: ציפויים בהדרגה, ופרקים, אם פעם אחת, היא שימוש במיקרו-ממותי-ממות, בין חומרים ממתכת, אם הוא בעל-מדומים, הוא בעל-מסוגים, בין חומרים ממתכת, אם הוא בעל-מסוגל, הוא, הוא, הוא בעל-מסוגים, אם הוא בעל-מסוגלימים, בין מספר רב-מסוגלימים, בין חומרים ממתכת, הוא יכול להשתמש בציפוי-מדומים, בין אם הוא בעל-מסוגלימים, ובין אם הוא בעל-מסוגים, בין מספר רב-מדומים, ובין אם הוא בעל-מדומים, בין חומרים מטבוליים, ובין אם הוא יכול להיות בעל-מסוגים, הוא בעל-מסוגים, הוא, הוא בעל-מסוגלימים, הוא, כלומר, הוא, הוא, הוא,

ה-FLT:0) של סוכנות החלל האירופית, ה-Trbology LabveFLT:1 (ה-FLT:0) בחן את MoS2 למשימות ארוכות-הדורה.המחקרים שלהם מראים כי עם תנאים מוקדמים מתאימים ותנאים סביבתיים הנכונים, MoS2 יכול לשרוד מיליארדי מהפכה תחת עומסי אור.

לובריטיס נוזלי לחלל

למרות האתגרים, lubricants נוזלי עדיין בשימוש רבים גלגלי תגובה כי הם מציעים חידוש גבוה יותר וחיכוך ראשוני נמוך יותר.המפתח הוא לנסח lubricants כי יכול לעמוד בסביבה החלל.FLT:0flufluoropolyethers (PFPEs) FLT:1, כגון Fomblin ו Kryox, הם הנפוצים ביותר חלל משותף מחומצות נגד שפעת, לעתים קרובות מול צינורות מתכת, 000.

כדי להפחית את זה, PFPE פורמולציה מודרנית כוללים תוספים לנטרל מינים חומציים.בנוסף, (FLT:0 ionic נוזליsFLT:1) הם מתעוררים כמעמד חדש של סיכה חלל.יש להם לחץ זניח, יציבות תרמית גבוהה ויכולת ייצור מעולה.

לובריקים נוזליים מועברים בדרך כלל לנושא באמצעות מאגר:0 (כלוב פולימרוני פולימרוני סלקטיבי:1) (לעתים קרובות עשוי פנובי או פולימד) שפועל כמאגרים.ה ⁇ הוא רשע לתוך המגעים הנלווים על ידי פעולה של כרובארי.חלק מהעיצובים כוללים גם סכום שמן נפרד עם משקע מעיין כדי לשמור על אספקה מתמדת.

חידושים עיצוב

מעבר לבחירה סיכה, עיצוב מכני ממלא תפקיד קריטי.FLT:0 [Sealed and Pressurized דיורsFLT:1 יכול לשמור סיכה מן הגירה ולמנוע זיהום. כמה גלגלי תגובה להשתמש FLT:2splash-lubrication-lubricationFLT 3: גישה, שבו מסתובבים סביב שמן מסתובבים - זה עובד רק כאשר הם פועלים רק פרק זמן קצר (לא יכול לגלגל) קטן (ולא רק כדי להפעיל) אלא רק פרק זמן קצר (ולא רק לאחר מכן)

(FLT:0 MagneticנשאsFLT:1) הם אלטרנטיבה כי מבטל לחלוטין מגע פיזי, עקיפה סיכה ללבוש לחלוטין.עם זאת, הם כבדים יותר, מורכבים יותר, ודורשים שליטה פעילה, מה שהופך אותם לא מעשיים עבור רוב המשימות היום. כמה לווייניים בעלי חשיבות גבוהה, כגון אלה הדורשים ג'יר אולטרה-נמוך, לעשות שימוש מגנטי עבור גלגלים.

(ב) [ה]:0] RedundancyFLT:1 [=] הוא המיזציה האולטימטיבית: חללית נושאת לעיתים קרובות גלגל תגובה נוסף או משתמשת בתצורה של "קישו" כך שכישלון של גלגל אחד יכול להיסבל.

ביקורת: Reaction Wheels

מספר משימות בולטות חוו כשלי גלגל תגובה עקב סיכה ולבוש, המציע שיעורים חשובים לעיצובים עתידיים.

• טלסקופ החלל של אטל:0(Hubble SpacePSK: 1 כפי שהוזכר, גלגלי התגובה המקוריים של האבל הראו חיכוך מוגבר לאחר כמה שנים של פעולה.הבעיה הייתה במעקב על השפלה סיכה בכותרות הכדור.משימות סיכות החליפו את הגלגלים עם עיצובים משופרים.
• (FLT:0)Fermi Gamma-ray טלסקופ החלל: אנדרל 1 בשנת 2010, אחד גלגלי התגובה של פרמי סבל מכישלון לאחר כשנתיים במסלול.ניתוח ציין כי הלובריקן היגר מן פני השטח הנובלים, המוביל ליצירת קשר מתכת-למטר.החלל עבר לגלגלים הנותרים, אך האירוע הדגיש את הצורך לשימור נאות יותר טוב יותר.
• טלסקופ החלל קפלר (FLT:0) קפץ 2 גלגלי תגובה ב-2012 ו-2013, כל אחד עקב חיכוך גבוה.הגלגלים התבססו על עיצוב שהטס בהצלחה במשימות קטנות יותר, אבל העומסים הגבוהים ומבצע מתמשך ארוך על חייו של לובריכט.
• המשימה המשותפת של SWOT (Surface Water and Ocean Topography): יותר לאחרונה, משימת SWOT משותפת חווה אנומליה עם אחד גלגלי התגובה שלה זמן קצר לאחר ההשקה.הנושא נפתר על ידי מעבר גלגל אדום, אבל האירוע מדגיש כי סיכה נשאר סיכון אפילו עבור חללית מודרנית.

דוגמאות אלה מראות כי גלגל התגובה סיכה הוא קשר חלש במשימות ארוכות.כל כישלון הוביל שיפורים בנוסחת lubricant, עיצוב כלוב, והליכים תפעוליים (כגון מחזור מחזורי "Spin-up" כדי להפיץ מחדש lubricant).

כיוונים עתידיים ומחקר

מחקר מתמשך נועד לדחוף את גבולות חיי גלגל התגובה ואמינות.תחנת החלל הבינלאומית (ISS) מארחת מספר ניסויים תלת-תחומיים שחוקרים את lubricants חדשים ונושאים חומרים בתנאים מיקרו-גרפיים אמיתיים.לדוגמה, תחנת החלל הבינלאומית:0 מקטרים על ניסוי ISS (MISSE) 1 חשפו דגימות lubricant לקרינה ממושכת, ואופניים תרמיים, מתן הנחות על נתונים על פני .

בנוסף, (FLT:0) ייצור ייצור אדיר של 1FLT טכניקות מאפשרות עיצובים חדשים של כלוב נושאים שיכולים לייעל את זרימת ה- lubricant ואת שימור; חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים חוקרים לחקור FLT:2 עצמם-lubricating מרוכבים 3FLT אשר משחררים כמות מבוקרת של סיכה לאורך זמן, פוטנציאל להאריך את החיים על ידי סדר גודל של 4, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 ⁇ , 000 של שימוש יעיל של שימוש יעיל של שימוש יעיל של שימוש יעיל עבור שימוש יעיל של שימוש יעיל של שימוש יעיל של שימוש יעיל של שימוש יעיל של שימוש יעיל של ⁇ , וספק, וספק, וספק, וספק, וספק, 000 של פונקציות של פונקציות של שימוש ב-מחדש של שימוש ב-מחדש, וספק, 000 של שימוש יעיל של פונקציות של שימוש יעיל של שימוש יעיל של פונקציות של פונקציות של פונקציות של שימוש ב-מחדש, וספק, וספק, כולל של שימוש ב-מחדש, כולל של שימוש ב-

(בדור הבא של החללית - כגון קבוצות לווייני גדולות או בדיקות בין כוכביות - גלגלי פעולה עשויים להיות צריכים לפעול במשך 15-20 שנים ללא תחזוקה, זה מניע פיתוח לקראת FLT:0hybriated lubriated lubricational מערכות סיכה 1 אשר משלב את תוחלת של סיכה מוצקה עם תכונות של נוזל עצמי.

לבסוף, (FLT:0) Machine Learning and Telemetry MonitoringsFLT:1) הם מוחלים לחזות ללבוש לפני כישלון.על ידי ניתוח שינויים זעירים בזרם המנוע, רטט, או טמפרטורה, מפעילי חלל יכולים להתאים את הפעילות כדי להאריך את חיי הגלגל או לקבוע את האפשרות של מערכת הביטחון.

מסקנה

מיקרוגרפי מציג אתגרים ייחודיים וחמורים עבור גלגל התגובה, מגירת לובריקט והשפלה ללבוש מואץ.מהנדסים הגיבו עם חבילה של אסטרטגיות - סוליד ונוזל lubricants אופטימיזציה לחלל, עיצובים חדשים ומאגרים, וטכניקות תפעוליות שמפחיתות את ההשפעות הגרועות ביותר. בעוד כישלונות התרחשו על משימות בעלות פרופיל גבוה, כל אירוע הוביל שיפורים כיעילים את המרחב כולו.

בעוד חלליות הופכות יותר מסוגלות ומשימות חיים מתמתחות יותר, החשיבות של תנובת גלגל התגובה החזק רק תגדל.המשך המחקר על ISS, התקדמות בתחום המדע, וטכניקות ניטור טובות יותר סוגרות בהתמדה את הפער בין מה שאפשר לבין מה אמין.המטרה הסופית היא להפוך את גלגלי התגובה להיות כל כך תלויים עד שהם כבר לא מייצגים נקודה אחת של כשל – ומאפשרים את חקר החלל של האנושות להמשיך באמון, ברגע אחד מדויק.