CC BY
38
Как следует из рисунка, независимо от времени выхода на полное поле, которое практически бывает различным в зависимости от эксплуатационных условий, построение цифровой системы управления из 6 триггеров невозможно ввиду получения частот в контактном рельсе в зоне запрещающих частот f = 275 ^ 75 Гц. Граничным является построение цифровых систем управления из 5 и 7 триггеров. Причем, если при построении системы управления из 5 триггеров в контактном рельсе возникают частоты при дискретном наборе позиций, равные ниж-
ней запрещающей частоте f •
выходе на полное поле ^ < 6,5 с, то при наличии
7 триггеров в системе управления достижение частоты в контактном рельсе, равной верхней запрещающей частоте, происходит при медленном выходе
на с.
автоматическую характеристику поле t > 7,5
при более быстром
Во внутренней диаграмме представлена зависимость частоты, возникающей в контактном рельсе при дискретном наборе позиций, от времени выхода на автоматическую характеристику при построении системы управления из 8 триггеров (п = 8), которая показывает, что при таком построении нет опасности вхождения в зону запрещающих частот 75 ^27 5 Гц.
Кроме того, при дискретном принципе построения системы управления вагонами метрополитена с тиристорным регулированием на частоту, возника-
2п -1
ющую в контактном рельсе -к т от ступенча-
г
вых
того набора позиций, будет накладываться частота работы тиристоров преобразователя ^ = f ^ k т,
где: ^^ - частота на входном фильтре;
^ ^ - рабочая частота тиристоров
фазы преобразователя.
В последнее время появилась тенденция к применению цифровых методов управления тиристорными преобразователями электрического подвижного состава благодаря широким возможностям этих методов построения дискретных систем управления, Таким образом, при построении дискретных систем управления (в частности, вагонами метрополитена с тиристорным регулированием) с учетом изложенного требуется корректный подход к выбору числа триггеров двоичных счетчиков системы управления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стопскай С. Б. Логические схемы на полупроводниках и их применение. Л., Энергия, 1969.
2. Чиликин Г. М. Вопросы управления тиристорами широтно-импульсных преобразователей электроподвижного состава. - Труды Днепропетровского института инженеров железнодорожного транспорта, 1971, вып. 106.
3. Фурман Б. А. Низкочастотные возмущения в цифровых регуляторах скорости электроприводов, определяемые неравномерностью работы дискретных задатчиков. - Электротехн. пром-сть. Сер. Электропривод. 1974, вып. 3 (29).
УДК 629.396.61
Нурлыбай Д.Н., Ергалиев Д.С., Сериков Н.С.
Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан
ПРОЕКТНЫЙ ОБЛИК СТУДЕНЧЕСКОГО НАНОСПУТНИКА ЕНУ
В данной статье рассмотрены спутниковые технологии, которые являются важнейшими компонентами при изучении космического пространства. Современные наноспутники отличаются относительно большой функциональностью, несмотря на свой малый размер. Наноспутники это перспективные технологии в космосе. С помощью прграммы PTC Creo собрали сборку наноспутника, присваивая ему условный индекс «СНСЕНУ» - студенческий наноспутник Евразийского Национального Университета. Ключевые слова:
наноспутник, аппараты, кубическая платформа, космос, технология, ресурс, мониторинг, CubeSat, спутник, зондирования.
Спутниковые технологии являются важнейшим компонентом при изучении космического пространства, а также для обеспечения многих других задач. Наряду, с крупнобюджетными серьезными аппаратами, существуют маленькие, так называемые, наноспутники. Об одном из них и ведется речь в данной статье, о наноспутниковом стандарте СиЬе8а1. Наноспутники CubeSat - космические аппараты созданы на базе стандартной спутниковой платформы CubeSat, которые могут иметь вес от 1 до 10 кг. На текущий момент существует три международных стандартных кубических платформ, которые используются для создания наноспутников: CubeSat 1и с размерами 10х10х10 см, CubeSat 2и с размерами 10х10х20 см, CubeSat 3и с размерами 10х10х30 см. В таблице 1 приведена классификация космических аппаратов. Сегодня наноспутники -это приоритетные разработки не только для образовательных учреждений, но и для всех космиче-
ских компаний, потому что их производство и запуск стоит относительно недорого - приблизительно полмиллиона долларов, по сравнению с обычными спутниками, на которые уходят сотни миллионов.
Таблица 1 Классификация космических аппаратов
Большие Более 1000 кг
Малые 500 - 1000 кг
Миниспутники 100 - 500 кг
Микроспутники 10 - 100 кг
Наноспутники 1 - 10 кг
Пикоспутники Менее 1 кг
Благодаря невысокой стоимости и доступности технических решений, запуск студенческого спутника позволяет провести различные научные экс-
Наиболее известные проекты нано
перименты независимо от возможных носителей аппарата (крупные исследовательские спутники и т.п.) и без привлечения больших средств и производственных ресурсов.[1-2]. спутников (в хронологическом порядке) Таблица 2
Германия, Берлинский технический университет «Tubsat-N» - 8,5 кг Сбор данных с наземных радиомаяков, мониторинг миграций животных 1998 г.
Швеция, Институт космической физики «Munin» - 7,5 кг Изучение полярных сияний и космической погоды 2000 г.
Англия, SSTL SNAP-1 - 6,5 кг Маневрирование на орбите, инспекция другого спутника 2000 г.
США, Калифорнийский политехнический университет «CubeSat» - 1,5 кг Дистанционное зондирование Земли 2001 г.
США, Стэнфордский университет «QuakeSat» - 3 кг Исследование предвестников землетрясений 2003 г.
Россия, АО «Российские космические системы» ТНС-0 № 1 - 5 кг Испытания миниатюризованных бортовых подсистем, отработка базовой платформы 2005 г.
США, NASA «Spheres» - 3 кг Взаимное маневрирование нескольких наноспутников 2006 г.
Израиль, ассоциация по наноспутникам INSAT-1 - 3 кг Отработка навигационной системы NAPS на базе наноспутников 2008 г.
Испания, Университет Виго XaTcobeo Образовательные задачи 2012
США, Aerospace Corporation AeroCube 4.0 Демонстрация МЭМС-компонентов, технологий инспекции 2012 г.
Россия, СГАУ им. С.П. Королева SamSat-218 Отработки алгоритмов управления ориентацией наноспутников 2016 г.
На рисунке 1 приведен график, годов.
в котором показано число запусков наноспутников по 2000-2014
Рисунок 1 - Число запусков наноспутников
Современные наноспутники отличаются относительно большой функциональностью, несмотря на свой малый размер. Их область применения широка - от попыток дистанционного зондирования Земли до космических наблюдений. Основные области применения наноспутников [4]:
Образовательные программы;
Отработка новейших технологий, методов и программно-аппаратных решений;
Экологический мониторинг;
Астрономические наблюдения.
Тестирование и верификация алгоритмов и технологий управления, навигации и связи;
Тестирование новых материалов и электронных компонент;
Мониторинг и исследование геофизических полей, дистанционное зондирование Земли;
Сбор и передача данных от удалённых терминалов;
Предоставление услуг по запросу (новый сегмент бизнеса)
Создание измерительных сетей для контроля изменений атмосферы, климата, прогнозирования землетрясений.
Преимущества отработки космической техники на технологических сверхмалых космических аппаратах:
значительное (в десятки раз) сокращение затрат на наземные и лётные испытания технологических решений;
сокращение сроков создания и летных испытаний космических систем или их отдельных компонентов до 1 года;
ускорение перехода от группировок на базе традиционных «крупных» спутников к группировкам на базе сверхмалых космических аппаратов.
В таблице 2 приведены известные проекты запусков наноспутников.
Из-за своих маленьких размеров наноспутники «CubeSat» при запуске могут крепиться на внешней стороне основной полезной нагрузки или на средствах выведения. Это значительно уменьшает цену запуска наноспутников, так как на одной ракете можно запустить большое количество спутников. Кроме этого начинает активно использоваться практика «ручного» запуска наноспутников с борта Международной космической станции (МКС). В таких
случаях наноспутники «CubeSat» доставляются на борт МКС в грузовом отсеке в качестве груза с помощью грузовых космических аппаратов («Про-гресс-М» у РФ, Cygnus и Dragon у США, ATV у Европы, HTV - Японии). С борта МКС наноспутники можно запускать двумя способами: вовремя выхода космонавтами в открытый космос, а также с помощью японского роботизированного манипулятора и системы развертывания, предоставленной компанией "NanoRacks".[5]
Мы убедились что наноспутники это перспективные технологии в космосе и признанные мировые университеты запускают свои
наноспутники. И в будущем наш университет тоже запустит свой наноспутник. С помощью прграммы PTC Creo собрали сборку наноспутника, присваивая ему условный индекс «СНСЕНУ» - студенческий наноспутник Евразийского Национального Университета. На рисунке 2 приведен предлогаемый нами проектный облик СНСЕНУ. Он из стандарта CubeSat 2U. Один юнит для бортовой аппаратуры, второй для полезной нагрузки или для научных целей. Каркас спроектировали на программе PTC Creo, бортовую аппаратуру загрузили из источников [69] и собрали в сборку.
Рисунок 2 - Проектный облик СНСЕНУ
ЛИТЕРАТУРА
1. Павлов А.М. Молодежный научно -технический вестник [Электронный ресурс]:Выбор концепции и создание в лабораторных условиях двигательной установки для наноспутника. Сентябрь 2012 г.
2. C. Scharlemann, M. Tajmar. (Eds.). Propulsion for Nanosatellites. IEPC-2011-171.
3. Акционерное общество «Российкая корпорация ракетго-космического приборостроения и информационных систем» [Электронный ресурс] URL: http://www.spacecorp.ru/directions/nano/
4. Основные области применения наноспутников [Электронный ресурс] URL: http://space.msu.ru/Twpfb dl=15
5. Горячева Екатерина Петровна. Куйшибаев Тимур Зарлыкович. Прошин Алексей Анатольевич. Наноспутники Cubesat [Электронный ресурс] URL: http://novainfo.ru/article/3832
6. Сайт clyde-space.com [электронный ресурс] - Режим доступа http://www.clyde-space.com/ (Дата обращения: 10.03.2016).
7. Дедков В.К. Компьютерное моделирование характеристик надежности нестареющих восстанавливаемых объектов / В.К. Дедков, Н.А. Северцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 368-370.
8. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.
9. Сайт cubesatshop.com [электронный ресурс] - Режим доступа http://www.cubesatshop.eom/_(Дата обращения: 10.03.2016).
УДК 535.37, 535.373.2 Ибрагим Ш.А., Тулегулов А.Д.
Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан
ОЦЕНКА КОРРЕКТНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СПУТНИКОВЫХ СТАНЦИЙ СВЯЗИ
В статье анализируются методы проектирования систем связи. В частности рассматриваются сети наземных спутниковых станций слежения в диапазонах иНЕ/УНЕ. Отмечается, что при их разработке необходимо учитывать ряд факторов, связанных с работой бортовых ретрансляционных комплексов Ки диапазона. Проведенный анализ ситуации на рынке производителей спутниковых станций показывает, что существенную роль играет в первую очередь мотивация для проектирования собственных спутников. Отмечено, что важным требованием является соблюдение условия, что при эксплуатации собственного наземного сегмента максимальное время контакта со спутником 30-40мин/день.
Ключевые слова:
системы связи, сети, спутниковые станции, иНГ/УНГ, ретрансляционный комплекс, Ки диапазон.
