Reducción de la vibración indeseable de la carga rotativa conectada a la nave espacial utilizando un cojinete magnético
Autores: Bai, Zhengfeng; Deng, Yingqiang; Pan, Jingbo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Reducción de la vibración indeseable de la carga rotativa conectada a la nave espacial utilizando un cojinete magnético
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Precisión de control
Requisitos de estabilidad
Cargas rotativas
Rodamientos mecánicos
Rodamientos magnéticos
Amplitud de vibración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los requisitos de precisión y estabilidad de control para cargas rotativas en satélites de teledetección son cada vez más altos. Típicamente, las cargas rotativas como las cámaras están conectadas al cuerpo del satélite a través de rodamientos mecánicos. Sin embargo, los espacios en los rodamientos mecánicos convencionales son inevitables debido a las tolerancias de ensamblaje, errores de fabricación y desgaste. Cuando existen espacios en los rodamientos mecánicos de las cámaras, el espacio entre el rodamiento mecánico y el eje puede causar vibraciones inducidas por impactos. Este artículo propone la implementación de rodamientos magnéticos en lugar de rodamientos mecánicos para conectar la carga útil con el cuerpo de la nave espacial. Primero, el rodamiento magnético se modela como una junta rotacional con espacio en el sistema dinámico con restricciones magnéticas. Posteriormente, se establecen modelos de fuerza magnética radial y axial. Además, se realiza un análisis comparativo para investigar los efectos de los enfoques de conexión, a saber, conexiones de rodamientos mecánicos tradicionales y conexiones de rodamientos magnéticos para cargas rotativas. Al mismo tiempo, se discuten las respuestas dinámicas de las cargas rotativas bajo diferentes conexiones. Los resultados de la simulación demuestran que la precisión del movimiento de actitud de la cámara mejora y la amplitud de vibración bajo perturbaciones se reduce al utilizar rodamientos magnéticos. En consecuencia, el rodamiento magnético puede aislar eficazmente las vibraciones y mitigar las perturbaciones, reduciendo así significativamente el movimiento de sacudidas de actitud de las cargas rotativas.
Descripción
Los requisitos de precisión y estabilidad de control para cargas rotativas en satélites de teledetección son cada vez más altos. Típicamente, las cargas rotativas como las cámaras están conectadas al cuerpo del satélite a través de rodamientos mecánicos. Sin embargo, los espacios en los rodamientos mecánicos convencionales son inevitables debido a las tolerancias de ensamblaje, errores de fabricación y desgaste. Cuando existen espacios en los rodamientos mecánicos de las cámaras, el espacio entre el rodamiento mecánico y el eje puede causar vibraciones inducidas por impactos. Este artículo propone la implementación de rodamientos magnéticos en lugar de rodamientos mecánicos para conectar la carga útil con el cuerpo de la nave espacial. Primero, el rodamiento magnético se modela como una junta rotacional con espacio en el sistema dinámico con restricciones magnéticas. Posteriormente, se establecen modelos de fuerza magnética radial y axial. Además, se realiza un análisis comparativo para investigar los efectos de los enfoques de conexión, a saber, conexiones de rodamientos mecánicos tradicionales y conexiones de rodamientos magnéticos para cargas rotativas. Al mismo tiempo, se discuten las respuestas dinámicas de las cargas rotativas bajo diferentes conexiones. Los resultados de la simulación demuestran que la precisión del movimiento de actitud de la cámara mejora y la amplitud de vibración bajo perturbaciones se reduce al utilizar rodamientos magnéticos. En consecuencia, el rodamiento magnético puede aislar eficazmente las vibraciones y mitigar las perturbaciones, reduciendo así significativamente el movimiento de sacudidas de actitud de las cargas rotativas.