Thrusters הם בין הרכיבים הקריטיים ביותר במערכות ניווט מודרניות ובטיחות, המשמשות כאמצעי העיקרי לביצוע תמרונים מדויקים ומהירים בסביבות שבהן אפילו כמה מטרים של שגיאה יכול להוביל להתנגשויות קטסטרופליות. בשני כלי שיט ימיים וחללית, דוחפים מספקים את השליטה העדינה הדרושה להגיב למקרי חירום, להימנע ממכשולים, ולשמור על עמדות יציבות בתנאים דינמיים.

מערכות Thruster

דחף הוא מכשיר הנעה שנועד לייצר כוח מבוקר בכיוון מסוים.בניגוד למנועי הראשי המספקים תנועה קדימה לנסיעה למרחקים ארוכים, דחףטים מצטיינים בתנועות קצרות, בעלות גבוהה, הן בדרך כלל קטנות יותר, רציונטיביות יותר, והגדרה במערך המאפשר שליטה רב-כיונית.עקרון התפעולי הבסיסי כרוך בגירוש מסה - בין אם מים, גז או חלקיקים מסולקים - בכיוון אחד, ושווה, כדי ליצור תגובה שלישית, בכיוון אחד, הפוך, ומנוגד.

סוגים של Thrusters

מריר ים

(ב) בים, הדחף ההידראולי או מונעים חשמליים שוכנו במנהרות דרך ה-hull (bow or stern דחף) או רכוב חיצוני כדחפורים עצלנים:0Bow דחף מים חשוף ב- 3 מעלות צלזיוס) ניתן להתקין גם ליד חזית כלי שיט ולהוביל ללא תנופה קדימה, קריטי עבור ניווט מהיר וצמצם (F2F) של מים, כולל מהירות גבוהה של 3.

Spacecraft Thrusters

(ב) בוואקום של החלל, הדחפורים מסתמכים על מניעים שונים (FLT:0) דחפורים יקליים (FLT:1) משתמשים בהשבת מונופרופלנטים (למשל, hydrazine) או דופרופילים (דלק וחמצן) כדי לייצר פיצוצים קלים, אך הם זקוקים לדלקתיים מהירים וספקים של דחפים חשמליים, אך הם זקוקים לכדי דחפים חשמליים, אך ורק לכדי אימפולסים קצרים, אך הם משתמשים בהם.

המונחים: key Performance Parameters

ללא קשר לסביבה, ביצועי דחף מוערכים על ידי גודל דחף, זמן תגובה (העיכוב בין Command ו דור דחף), מחזור חובה ויעילות דלק. בתמרון חירום, זמן התגובה הוא רב: עיכוב של אפילו שנייה יכול להיות ההבדל בין מפספס קרוב לבין התנגשות. דחף ימי בדרך כלל להגיב בתוך 0.5 עד 2 שניות, בעוד שדחפורים חלליים יכולים לירות במליכי שניות.

התפקיד הקריטי של Thrusters in Emergency Maneuvering

תמרון חירום מתייחס לשינויים מהירים ולא מתוכננים הנדרשים כדי למנוע איומים מיידיים כגון התנגשות עם כלי שיט אחרים, ריצוף, סחף קרח, או חללי חלל. Thrusters מתאימים באופן ייחודי למצבים אלה כי הם יכולים לייצר כוחות מאוחרים או סיבוביים עצמאיים של מערכת ההנעה העיקרית, המאפשרים את הכלי לשנות כותרות או לתרגם את המסלולים ללא מהירות הבנייה קדימה.

חירום ימי

בגישות של אוניות או נמל, כלי שיט עשוי לחוות אובדן פתאומי של כוח המנוע הראשי או היגוי. Thrusters להפוך את האמצעים העיקריים של שמירה על השליטה.לדוגמה, אם הסולם של ספינת מכולה נכשל תוך כדי ניווט הערוץ האנגלי הצר, הצוות יכול לעסוק ומצנחים כדי לשמור על הספינה מתואמים עם הערוץ ולמנוע, בדומה לחוויות המכושנות, למנוע מאוניות אחרות להזיזות את העשן, כדי למנוע מאוניות לנפץ את העשן.

(FLT:0) , 000 התחדשות של 1R) הוא יישום קריטי נוסף.כלי גדול יש אינרציה עצומה ודורשים מרחק עצירה משמעותי. על ידי שילוב דחף הפוך מהמנוע הראשי עם דחף קדימה, אוניות יכולות לקצר מרחקים עד 30% במקרים מסוימים, כפי שתועדו על ידי FLT:2 ארגון ימי בינלאומי (IMO) LTF:3 זה יכולת חיונית להתנגשויות במקומות שבהם לעתים קרובות יש מגבלות על פני שטח פנויות.

מקרה מחקר: הימנעות מהתנגשות בנמל רוטרדם

אירוע בולט אחד היה מעורב נושאת גדולה של 300 מטר שאיבדה את השליטה בהיגוי תוך כניסה לנמל רוטרדאם.הטייס הורה מיד על הפוך מלאה על המנוע הראשי והפעלה מלאה של דחף בצד הנמל בתוך 15 שניות, קשת הספינה נעה 20 מעלות לנמל, ונקה טנק LNG בעל כורה מגובה עד 10 מטרים בלבד.

חלליות חירום Maneuvers

בחלל, איומים באים מהריסות מסלול - הן מיקרו-סטרואידים טבעיים והן שברים מעשה ידי אדם.נפח הגדל של פסולת במסלול כדור הארץ נמוך (LEO) עשה התרחקות התנגשות (COLA) ופרקים מעשה ידי אדם. תחנת החלל הבינלאומית (ISS), לדוגמה, מבצע כמה מתמרנים evasive בכל שנה באמצעות דחף, בדרך כלל אזהרות של פירוק דם מתקבלות 24 -72 שעות לפני שריד את ה-R) או את ה-R.

לווייניים קטנים יותר, כולל קוטביות, לעתים קרובות מסתמכים על משחת גז קר לסיבוב חירום (מרתיע) כדי לשקם מחדש את השליטה בגישה לאחר תקלה.ללא דחףים, לוויין מתפתל אינו יכול להצביע על לוחות השמש שלו כלפי השמש, המוביל לאובדן כוח וכישלון המשימה.

טכניקות חירום

הטכניקות הבאות נלמדות בדרך כלל באימוני ימיים ואווירקליים:

  • (ב) תיקון קורס:0) תיקון קורס: 1FLT 1 הפעלת כוח דחף עובר לכיוון של נסיעות לשינוי במהירות.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ 1:1 , לעומת כיוון התנועה כדי להפחית את המהירות. בחלל, שבו אין חיכוך, כיפוף דורש דלה-v שווה לשימוש להאצה.
  • (ב) ,0) הימנעות ממחסור בבריונים: שילוב של תרגום וסיבוב כדי להעביר את כל הרכב ואת התוספת שלו (מערךים פתורים, אנטנה) ברור מדרך האיום.

Thrusters in Collision נמנעים ממערכות

מערכות מניעת התנגשויות (CAS) משלבות חיישנים, אלגוריתמים וממשקי בקרה באופן אוטומטי או למחצה-אוטומטי מבצעים פעולות evasive. Thrusters הם האלמנט הסופי של פעולה שהופכת את מסלול הימנעות מלוכד להילוך פיזי.היעילות של כל CAS תלויה באמינות דחף, צניעות, ודיוק של יישום כוח.

חיישנים Fusion ו-איומים

כלי שיט ימיים משתמשים בדאר (X-band ו-S-band), AIS (מערכת זיהוי אוטומטי), ולעתים קרובות LIDAR או מצלמות כדי לזהות כלי שיט הסמוכים, buoys ומכשולים. Spacecraft מסתמכ על מעקב מכ"ם מבוסס קרקע של פסולת, GPS על גבי לוח זמנים עבור מיקום, ועוקביפי כוכבים עבור גישה מודרנית נמנעים ממזגו את הקלטות אלה כדי ליצור מפת סיכונים דינמיים, לדוגמה, FARPA (R) למחשבה של קוד פתוח (R) של פתרונות אבטחה (RPA) ל-RPA (RIRD) של מערכת הפעלה (RRACDR) של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה (RRAFARPA) של אבטחה (RPA) של אבטחה (RPA) של אבטחה (RRAD) של מערכת הפעלה אחורית אבטחה (RPA) של לוח זמנים (RPA) של מערכת מעקב אחר מערכת הפעלה אחורית (R.

בחלליות, ה- 0Conjunction Assessment Risk Analysis (CARA)FLT:1 במעבדי נאס"א מעקב אחר נתונים ומציין את ההסתברות להתנגשות.אם ההסתברות עולה על קריטריון קבוע (למשל 1 ב-10,000), תמרון מתוכנן והוצא להורג באמצעות דחפורים.הלאה ההחלטה בדרך כלל לוקח 24 עד 48 שעות כדי לאפשר דיוק תוואי.

ביקורת: Thruster control Algorithms

ביצוע תמרון מניעת התנגשות כרוך בפתרון בעיית אופטימיזציה מאומנים: למצוא את דפוס הירי דחף אשר משיג את הדלטה הרצויה תוך צמצום צריכת הדלק, הימנעות מהתחממות יתר, וכבד את הגבולות מבניים של הרכב. בסביבות ימיות, בקרים משתמשים במצב-of-the-art דינמי מיקום (DP) מערכות המשלבות לוגיקה DP יכול להפיץ באופן אוטומטי בין מספר פעמים דחף כדי להשיג תנועה טהורה לאחר מכן, 000 כוח דחף לתוך זרם דחף לתוך כוח דחף לתוך זרם דחף לתוך תאים.

בחלל, אלגוריתמים כגון FLT:0 לינארי ניתוח של השחלות FLT ( 1 או ;2 מודל בקרת חיזוי מודל FLT 3: 3 לקבוע את הווקטור הדחף האופטימלי של סוכנות החלל האירופית (FLT:4Space Debris Office of113:5 משתמש אלגוריתמים כאלה כדי להימנע מתמרנים עבור לווינים, לעתים קרובות משלב כוויות דחף מרובים לתקן הן ציר למחצה והן צירים בו זמנית.

Redundancy and Fail-Safe Design

מכיוון שדחפורים הם קריטיים לבטיחות, מערכות נועדו עם ריצוף.מערכת העקורים של ספינה היא בדרך כלל משולשת, כלומר שלושה בקרים דחף עצמאי לפעול בהסכם הצבעה.אם בקר אחד נכשל, האחרים מורדים.Spacecraft לעתים קרובות יש מספר דחף מסודרים בזוגות עבור רדודה; כשל דחף יחיד לא צריך למנוע את הרכב לייצר מומנט בכל ציר, למשל, יש לי שמונה דחף אחד נגד דחפורים לא מבטיח כלי רכב אחד, לא צריך למנוע את הדחף אחד על כלי רכב אחד על גבי צוק אחד, ולא להשאיר את הדחף אחד על צוק אחד, כי יש לי רקד אחד, כי יש צורך אחד על כלי רכב אחד, כי יש לי רקד אחד, כי יש רקד אחד, כי יש לי רקד אחד, לא צריך למנוע את הדחף אחד, לא צריך למנוע את הדחף אחד, כי יש רקד אחד על גבי כישלונות לחץ אחד על כלי רכב אחד על כלי רכב אחד, לא צריך למנוע את אחד, לא צריך למנוע את הדחף אחד על גבי דחפור אחד על גבי דחפור אחד, לא צריך למנוע את הדחף אחד, כי יש צורך אחד לא צריך למנוע את אחד על כלי רכב אחד לא צריך למנוע את הדחף אחד, כי יש רקד אחד לא צריך למנוע את אחד,

טכנולוגיות מתקדמות ופיתוח עתידי

דחיפה לאוטונומיה גדולה יותר, יעילות דלק ותגובה היא נהיגה חדשנות מהירה בעיצוב דחף.

חשמל וירוק

ב-Aerospace, אימוץ של דחף חשמלי (ion, Hall- Effect, and אלקטרוספר) ממשיך להתרחב.לוויינים מודרניים משתמשים בדחפורים של הול-אפקטים למסלול ההעלאה והפעלת תחנה, והאימפולס הספציפי שלהם מקטין את המסה הנדחף.לתמרוני חירום, דחף חשמלי היה איטי מדי, אך ההתפתחויות האחרונות בדחפורים בעלי כוח גבוה (למשל, הדחף של 3.103) במקום להשתמש ב-FIRD2T) באופן מסורתי, לעומת זאת, לעומת זאת, יכולות ל-FIRD2T.

כלי שיט ימיים עוברים לדחפים חשמליים המופעלים על ידי מערכות הנעה היברידית או כל-חשמליות.אלה מציעים תגובה מיידית להורדת מומנט ולסלק סיכונים דליפות נוזלים הידראוליים.חלק מהמפעילים משתמשים כעת בדחף חשמלי של פאסיבי (FLT:1) שניתן לכוון 360 מעלות, מתן ריצוף אדום וחיסול הצורך ביחידות נפרדות ועצבנות.

אינטליגנציה מלאכותית בשליטה על Thruster

מודלים של למידת מכונות משולבים במערכות DP כדי לחזות את ההידרדרות בביצועים והתאמה מוקדמת של פרמטרים שליטה. עבור מניעת התנגשות, AI יכול לעבד נתונים חיישן מהר יותר מאשר מפעילי אנוש, המציע או ביצוע תרגילים אופטימליים.תעשיית המשלוח בודקת כלי שיט אוטונומיים לחלוטין, כגון FLT:0Yara BirkelandFLT:1, אשר מסתמכים על שליטה מונעת על AI-מניעה להתנגשות חלל, כלומר, ללא התערבות חללית, ללא אטומית חלל.

המונחים: Thruster Configurations

כמה עיצובים חדשים משלבים צריפים כימיים וחשמליים על אותו כלי רכב.דחפורים כימיים מספקים התפרצויות גבוהות של מקרי חירום, בעוד שדחפורים חשמליים מטפלים בתחנות שגרתיות - גישה היברידית זו משמשת באוטובוס לווייני בואינג 702SP, שבו דחף כימי מטפל ב- LEO מכניסה והימנע כוויות חשמליות מכופות, ודחפורים שומרים על מיקום GEO.

תחזוקה ושיקולים של אחריות

[ה]המשכים הם מערכות מכניות בלבוש, קורוזיה וזיהום (בסביבות ימיות), חדירה למים ימיים עלולה לפגוע בנושאות ובחותמות, בעוד הביו-foulating מורידה את יעילות הדחף.

עבור החללית, חיי דחף מוגבלים על ידי נפח דחף ורכיבה תרמית.אנין דחף מנוסים sputtering על פני השטח הרשת, צמצום היעילות לאורך זמן. מערכות ניטור בריאות עוקבות טלמטרי - מתח, לחץ נוכחי, תאים - כדי לחזות כישלונות. ISS ולוויינים רבים לבצע בדיקות בריאות דחף למחצה, כל דחף תוך ניטור ביצועים קצרים של זמן קצר אם נופלת 80% מתחת לדחפים ספציפיים, עד התחזוקה של התחזוקה מסוימת של התחזוקה.

(FLT:0) Redundancy אינה מבטלת את הצורך בתחזוקה חזקה, אך היא מאפשרת מערכות להישאר מבצעיות במהלך תקופות ארוכות ללא ייבוש-doc (עבור ספינות) או servicing (עבור חללית) 1 במגזר הימי, מערכות מיקום דינמי לשמור על יכולת אופרה אפילו עם דחף אחד לא מקוון, להנחיות של מחלקת הציוד של IMO.

מסקנה

Thrusters הם הגיבורים הלא-מרוסים של מערכות תמרון והימנעות מהתנגשות.היכולת שלהם לספק ערוצים מדויקים, מהירים ורב-כי-צדדיים הופכת אותם הכרחיים עבור כלי שיט ימיים וחלליות הפועלים בסביבה מקובעת יותר ויותר.מנושאות גדולות נווטות ערוצים צרים לתחנות חלל, ימשיכו לעמוד בעצימות דלק חיוניות ב 7.8 ק"מ לשנייה, ומאפשרות שתי החלטות לחסוך חיים, להגן על נכסים, וכן לשמר את היכולות הגמישות יותר, כמו גם את היכולות ההנעות יותר, כמו גם את הנטוריות החשמליות יותר ויותר, כמו גם את יכולות הכוח הגורמות לנו לשלוט על פני כדור הארץ, ולשלוט על פני כדור הארץ, כמו גם על פני השטח, ולשלוט על פני השטח, ולשלוט על פני השטח הגורמות לנו לשלוט על פני השטח הגורמות לנו לשלוט על פני השטח הגורמות לנו לשלוט בגמישות הדחף, ולשלוט על פני השטח הגורמות לנו לשלוט בעוצמתיות, ולשלוט על פני השטח הנטוריות אוטונומיות יותר ויותר, רק על פני כדור הארץ, ולשלוט על פני השטח, ולשלוט על פני כדור הארץ, רק על פני כדור הארץ, ולשלוט על פני השטח הדחף, רק על פני השטח המשתנים, רק על פני השטח המשתנים,