Описание объекта испытаний

1. Основные определения

В соответствии с ГОСТ 16504-81 имеют место следующие понятия:

Объект испытаний(ОИ) – продукция, подвергаемая испытаниям.

Средство испытаний (СИ) – техническое устройство, вещество и (или) материал для проведения испытаний.

Испытательное оборудование (ИО) - средство испытаний, представляющее собойтехническое устройство для воспроизведения условий испытаний.

Кроме того, в проекте используются следующие термины, используемые в космической промышленности:

Космический аппарат (КА) — техническое устройство, используемое для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности различных небесных тел.

Тепловая сотопанель — термостабилизированное основание, обеспечивающее заданную температуру в месте крепления оборудования.

Телеметрическая система — система, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю.

Бортовой комплекс управления –совокупность технических средств и технологий, обеспечивающих эффективное управления бортовыми системами космического аппарата.

Объектом испытаний в данном курсовом проекте является бортовой комплекс управления.

2. Состав системы бортового комплекса управления (БКУ)

Как известно, космический аппарат «Спектр-РГ» включает в свой состав:

· базовый модуль «Навигатор»;

· комплекс научной аппаратуры (КНА);

· ферму комплекса научной аппаратуры;

· адаптер.

Общий вид КА «Спектр-РГ» представлен на Рис. 2-1.

Рис. 2-1 Состав КА «Спектр-РГ»

Космический аппарат «Спектр-РГ» включает в свой состав базовый модуль «Навигатор» и комплекс научной аппаратуры. Базовый модуль «Навигатор» содержит все системы и агрегаты, необходимые для обеспечения функционирования космического аппарата на всех этапах его автономного полета. Общий вид базового модуля «Навигатор» представлен Рис. 2-2.

В состав базового модуля «Навигатор» входят следующие основные системы:

· бортовой комплекс управления;

· бортовой радиокомплекс;

· антенно-фидерная система;

· телеметрическая система;

· система ориентации солнечной батареи;

· система электроснабжения;

· двигательная установка;

· система обеспечения теплового режима;

Рис. 2-2. Базовый модуль «Навигатор» (3D-модель)

Конструктивно базовый модуль представляет собой восьмигранный корпус, на гранях которого закреплены элементы двигательной установки, панели батареи фотоэлектрических преобразователей с приводами поворота, радиаторы системы обеспечения теплового режима; к нижнему торцу корпуса крепится тепловая сотопанель, на которой установлена практически вся аппаратура базового модуля; на верхний торец корпуса устанавливается комплекс научной аппаратуры с рентгеновскими телескопами.

Основной системой, обеспечивающей управление бортовыми системами КА является бортовой комплекс управления.

Задачи бортового комплекса управления (БКУ) БМ «Навигатор» разделяются на две основные группы:

· управление движением КА;

· управление бортовыми системами.

В части управления движением БКУ выполняет следующие функции:

· построение и поддержание постоянной солнечной ориентации;

· переориентация КА в заданное программное положение;

· построение трёхосной базовой ориентации;

· стабилизация КА в неподвижной относительно инерциального пространства

системе координат;

· управляемое вращение КА вокруг оси «ОZ» для выполнения обзора небесной сферы;

· закрутка КА вокруг оси «ОZ» для пассивной гироскопической стабилизации

КА;

· управление КА при выдаче импульсов коррекции;

· юстировка научной аппаратуры (НА) - уточнение взаимного углового

положения осей чувствительности НА и командно-измерительных приборов

БКУ.

В части управления системами КА, БКУ в процессе работы взаимодействует со следующими смежными системами:

· бортовой аппаратурой командно-измерительной системы (БА КИС);

· комплексом научной аппаратуры;

· телеметрической системой (ТМС);

· антенно-фидерной системой (АФС) БА КИС;

· системой электроснабжения (СЭС);

· системой ориентации солнечных батарей (СОСБ);

· двигательной установкой (ДУ);

· системой управления приводом остронаправленной антенны (ОНА);

· пиротехническими устройствами (ПТ) раскрытия элементов конструкции и

ДУ;

· приводом раскрытия балки ОНА;

· системой обеспечения теплового режима (СОТР);

· системой контроля электризации (СКЭ).

В состав БКУ входят следующие приборы:

· бортовое вычислительное устройство (БВУ);разработчик изготовитель МОКБ «Марс»;

· блоки силовой автоматики (БСА) - 5 приборов;разработчик и изготовитель МОКБ «Марс»;

· астродатчики (АД) - 3 блока определения координат звезд – БОКЗ-МФ;разработчик и изготовитель ИКИ РАН;

· гироскопический измеритель вектора угловой скорости (ГИВУС) КИНД34-66;разработчик и изготовитель НИИ ПМ;

· комплекс управляющих двигателей-маховиков (КУДМ) «Агат-40С» - 2 комплекта;разработчик и изготовитель ПЦ «ПОЛЮС»;

· приборы ориентации на Солнце (ПОС) - 2 прибора;разработчик и изготовитель МОКБ «Марс»;

· бортовая кабельная сеть (БКС)между блоками БКУ, включая магистральный последовательный интерфейс (МПИ) по ГОСТ52070-2003; разработчик БКС МОКБ «Марс».

Функциональная схема БКУ представлена на Рис. 2-3. На схеме показаны входящие в БКУ подсистемы и блоки, а также внутренние и внешние связи БКУ.

Функционально в БКУ можно выделить:

· вычислительное ядро (БЦВС и ВС БУК 1);

· исполнительные платы (БУК 1, БУ3-БУ7);

· датчиковые системы (БОКЗ-МФ, ГИВУС, ПОС);

· исполнительные органы БКУ (КУДМ).

БВУ выполнено в четырехгранном исполнении (три грани находятся во включенном состоянии, а одна в «холодном» резерве). Исполнительные платы, размещенные в блоках БКП, БУ3-БУ7 и управляемые БВУ, выполнены в двухканальном исполнении с программным мажоритированием входной информации.

Информационный обмен подсистем БКУ (БОКЗ-МФ, КУДМ, БВУ, БСА) между собой и со смежными системами (КНА, ТМС) осуществляется по внутренней шине МКО (МКО-1), где контролером является БВУ. Информационный обмен БКУ с БАКИС осуществляется по «внешней» шине МКО (МКО-2), где контролером является БАКИС. Информационный обмен между БВУ и БСА осуществляется по последовательному интерфейсу. Помимо обмена по МКО осуществляется обмен релейными командами между подсистемами БКУ и смежными системами, а также осуществляется прием аналоговых сигналов от отдельных агрегатов и бортовых приборов. В ТМС выдаются аналоговые телеметрические сигналы о температурных параметрах ГИВУС, КУДМ и импульсные сигналы частотой 1 Гц (секундная метка БШВ).

Задачи управления подсистемами БКУ и смежными системами по цепям релейных команд реализуются в блоках силовой автоматики (БСА) БУ3…БУ7.

Основные характеристики БКУ КА «Спектр-РГ» приведены в таблице 1.

Рис. 2-3. Функциональная схема БКУ КА «Спектр-РГ»

Таблица 1. Основные технические характеристики БКУ.