Diseño de un banco de pruebas de cojinetes de aire de bajo costo para maniobras de CMG nano
Autores: Papakonstantinou, Charalampos; Moraitis, Georgios; Lappas, Vaios; Kostopoulos, Vassilis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño de un banco de pruebas de cojinetes de aire de bajo costo para maniobras de CMG nano
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Nave espacial
Control de actitud
Simulador
CMGs
Cojinete de aire
Nano-satélite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se presenta un simulador de control de actitud de una nave espacial en miniatura y bajo costo para probar actuadores en miniatura como los giroscopios de momento de control Nano (CMGs) para maniobras simples. El montaje experimental está compuesto por un sistema de control de actitud (ACS) que consiste principalmente en un clúster de cuatro CMGs en una configuración de pirámide y un soporte de aire hecho a medida. El soporte de aire de un grado de libertad (DoF) se fabrica para reproducir las condiciones sin fricción de un nano-satélite en órbita. El ACS se realiza exclusivamente utilizando componentes comerciales de bajo costo (COTS), mientras que el soporte de aire se fabrica utilizando piezas impresas en 3D. Tanto las implementaciones de hardware como de software se describen en detalle y el rendimiento del simulador desarrollado se evalúa mediante dos experimentos de maniobra. A pesar de las imperfecciones de fabricación, el ACS es capaz de proporcionar velocidades angulares más altas que las presentadas anteriormente en la literatura, siguiendo los datos teóricos o de simulación. Los resultados indican que es posible fabricar un actuador en miniatura de bajo costo como un CMG, utilizando componentes COTS para demostrar el funcionamiento de un nano-satélite ágil. Se abordan las desviaciones de los valores teóricos y se discuten varias mejoras para aumentar aún más el rendimiento de la plataforma de pruebas del soporte de aire.
Descripción
En este artículo, se presenta un simulador de control de actitud de una nave espacial en miniatura y bajo costo para probar actuadores en miniatura como los giroscopios de momento de control Nano (CMGs) para maniobras simples. El montaje experimental está compuesto por un sistema de control de actitud (ACS) que consiste principalmente en un clúster de cuatro CMGs en una configuración de pirámide y un soporte de aire hecho a medida. El soporte de aire de un grado de libertad (DoF) se fabrica para reproducir las condiciones sin fricción de un nano-satélite en órbita. El ACS se realiza exclusivamente utilizando componentes comerciales de bajo costo (COTS), mientras que el soporte de aire se fabrica utilizando piezas impresas en 3D. Tanto las implementaciones de hardware como de software se describen en detalle y el rendimiento del simulador desarrollado se evalúa mediante dos experimentos de maniobra. A pesar de las imperfecciones de fabricación, el ACS es capaz de proporcionar velocidades angulares más altas que las presentadas anteriormente en la literatura, siguiendo los datos teóricos o de simulación. Los resultados indican que es posible fabricar un actuador en miniatura de bajo costo como un CMG, utilizando componentes COTS para demostrar el funcionamiento de un nano-satélite ágil. Se abordan las desviaciones de los valores teóricos y se discuten varias mejoras para aumentar aún más el rendimiento de la plataforma de pruebas del soporte de aire.