РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАГРУЖЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ И ЕЕ ВЫНОСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАГРУЖЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ И ЕЕ ВЫНОСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ


RU (11) 2293440 (13) C2

(51) МПК
H04B 7/185 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.02.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004116683/09 
(22) Дата подачи заявки: 2004.06.03 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.06.03 
(43) Дата публикации заявки: 2005.11.10 
(45) Опубликовано: 2007.02.10 
(56) Аналоги изобретения: ПЕРЕВЕРТКИН С.М., КАНТОР А.В. Бортовая телеметрическая аппаратура космических летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1977, с.5-8. RU 2204817 С1, 20.05.2003. SU 669492 A, 25.06.1979. SU 459763 A, 05.02.1975. US 5942750 A, 24.08.1999. МАНОВЦЕВ А.П. Основы теории радиотелеметрии. - М.: Энергия, 1973, с.10-18. КАЛАШНИКОВ Н.И. Системы связи через ИСЗ. - М.: Связь, 1969, с.320-336. 
(72) Имя изобретателя: Пилипенко Таисия Даниловна (RU); Полещук Александр Федорович (RU); Мирош Юрий Михайлович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Пилипенко Таисия Даниловна (RU) 
(98) Адрес для переписки: 121352, Москва, ул. Давыдковская, 4, корп.2, кв.76, Т.Д. Пилипенко 

(54) РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАГРУЖЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ И ЕЕ ВЫНОСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может найти применение в авиационной, космической промышленности и других областях машиностроения и может быть использован в строительстве для контроля нагружений. Технический результат состоит в одновременном получении информации о характеристиках конструкции корпуса по параметрам ускорения и другим параметрам, которые могут использоваться для принятия решения о ресурсе или выбора режимов при планировании динамических операций. Для этого в способе замеряют сигналы с датчиков, преобразовывают сигналы пропорционально замеренному датчиком напряжению или току, фильтруют замеренные сигналы и кодируют по заданным уровням, пропорциональным напряжению или току, вырабатываемому с помощью автономного источника питания, например специальной солнечной батареей, последовательно передают кодированные сигналы от датчиков с помощью радиопередатчика в ЭВМ автономной системы для непрерывного контроля и регистрации телеметрической информации, в которой поток радиосигналов дешифруют в темпе поступления информации в привязке к телеметрическому времени, анализируют по программе автономной системы параллельно с информацией от датчиков, расположенных на конструкции корпуса космического летательного аппарата, до получения контрольного сигнала о заполнении объема памяти запоминающего устройства автономной системы, расположенной внутри космического летательного аппарата, и передают анализированную сжатую информацию по каналу связи в пункты ее приема, причем все операции способа, выполняемые с сигналами от датчика до передатчика сигналов в автономную систему для непрерывного анализа телеметрической информации, выполняют в едином измерительном блоке, закрепляемом космонавтом в определенной зоне выносного элемента конструкции при эксплуатации космической станции. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может найти применение в авиационной, космической технике и других областях машиностроения. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован в строительстве для контроля нагружений конструкций высотных зданий и зданий, имеющих сложную архитектуру.

Известен способ измерения и передачи информации на космической станции, книга А.П.Мановцева «Основы теории радиотелеметрии», изд. «Энергия», М., 1973 г., стр.12, основанный на формировании сигналов, пропорциональных изменению физического процесса, например давления, ускорения, и других параметров, замеряемых датчиками, устанавливаемыми в различных точках конструкции космической станции, передаче информации от датчиков с помощью кабелей на коммутаторы, устройства приема и передачи информации, по которым замеренная информация передается по каналам связи на Землю.

Недостатком известного способа является невозможность получения информации в процессе эксплуатации космической станции на агрегатах, которые не снабжены измерительными элементами, например на выносных элементах конструкции, солнечных батареях, но в процессе работы станции возникла необходимость получить информацию о динамических характеристиках и напряженно-деформированном состоянии, в связи с большими проектными изменениями станции со временем, вводом в эксплуатацию дополнительных модулей для выполнения программы полета и экспериментов. До настоящего времени измерения, например, параметров ускорения на солнечных батареях и выносных элементах конструкции космических станций не проводились в связи с трудностями обеспечения нормальной работы измерительных элементов в условиях Космоса.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу можно считать способ получения телеметрической информации, описанный в книге авторов Переверткина С.М., Кантора А.В. и др. "Бортовая телеметрическая аппаратура космических летательных аппаратов", М., Машиностроение, 1977 г., ближайшее техническое решение, стр.5-8.

Вышеназванный способ направлен на проведение измерений с помощью датчиков преобразования сигналов, полученных с датчиков, анализ информации на борту с целью сжатия данных измерения и затем коммутацию результатов анализа и передачу их по каналам связи на пункты приема информации.

Недостаток описанного способа заключается в том, что он использует информацию с датчиков, которые соединены и с каналами передачи информации, и с телеметрическими каналами непосредственно. Поэтому для получения сигналов с датчиков, расположенных на больших расстояниях, например на солнечных батареях или других элементах конструкции, датчики должны быть соединены кабелями с устройствами входа в телеметрические каналы. При этом возникают трудности, связанные с потерями величины измеряемого сигнала по длинным кабелям и накоплением больших погрешностей. Причем эти измерения должны быть запланированы в период проектирования космической станции и телеметрических измерений.

Кроме этого, до настоящего времени отсутствовали датчики, например, ускорения, которые возможно применять в условиях открытого Космоса с большими колебаниями температуры и различными излучениями.

В связи с длительной эксплуатацией космической станции, когда измерения на выносных элементах не были предусмотрены по указанным причинам, получение динамических характеристик и величин нагружений солнечных батарей и выносных элементов конструкции в процессе эксплуатации необходимо.

Увеличение количества модулей и больших размеров солнечных батарей, измерения их характеристик традиционными методами не могут быть получены, а следовательно, фактические данные о циклических нагружениях для продления ресурса станции позволят давать заключение только по расчетам и косвенным экспериментальным данным.

Задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, - продление ресурса эксплуатации объекта, например космической станции, путем повышения эффективности контроля нагружений ее конструкции и выносных элементов при эксплуатации, получения непрерывной информации в процессе эксплуатации.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в радиотехническом способе контроля нагружения конструкции и выносных элементов объекта, например космического летательного аппарата, в процессе эксплуатации, основанном на формировании замеренных датчиками сигналов, пропорциональных изменению физического процесса, передаче информации в устройства приема и передачи информации на Землю по каналам связи, на выносных элементах конструкции (на конце выносного элемента конструкции или солнечной батареи, или в сечении 0,75 относительно их длины) замеряют сигналы с датчиков, например, виброускорения, ориентированных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, преобразовывают сигналы пропорционально замеренному датчиком напряжению или току, фильтруют замеренные сигналы и кодируют по заданным уровням, пропорциональным напряжению или току, вырабатываемому с помощью автономного источника питания, например специальной солнечной батареей, последовательно передают кодированные сигналы от датчиков с помощью радиопередатчика в ЭВМ автономной системы для непрерывного контроля и регистрации телеметрической информации, в которой поток радиосигналов дешифруют в темпе поступления информации в привязке к телеметрическому времени, анализируют по программе автономной системы параллельно с информацией от датчиков, расположенных на конструкции корпуса космического летательного аппарата, до получения контрольного сигнала о заполнении объема памяти запоминающего устройства автономной системы, расположенной внутри космического летательного аппарата, и передают анализированную сжатую информацию по каналу связи в пункты ее приема, причем все операции способа, выполняемые с сигналами от датчика до передатчика сигналов в автономную систему для непрерывного анализа телеметрической информации, выполняют в едином измерительном блоке, закрепляемом космонавтом в определенной зоне выносного элемента конструкции при эксплуатации космической станции.

На фиг.1 представлена схема осуществления способа, на фиг.2 - вид информации, получаемой с датчиков Д1 ...Дn, установленных на объекте (корпусе космической станции), фиг.3 - вид информации, получаемой с датчиков, расположенных, например, на солнечной батарее.

Космонавт, при выходе в открытый Космос, закрепляет на конструкции солнечной батареи 1 (на ее конце или на расстоянии от борта станции 0,75 длины станции) датчики 2, например, виброускорения, Д1...Д n. Кроме того, эти датчики могут быть установлены в заданной зоне на выносных элементах конструкции или на наружной поверхности корпуса космической станции.

Замеряют сигналы с датчиков 2 (Д1...Дn), ориентированных в двух взаимно перпендикулярных направлениях, преобразовывают сигналы пропорционально замеренному датчиком напряжению или току, фильтруют замеренные сигналы и кодируют по заданным уровням, пропорциональным напряжению или току, вырабатываемому с помощью автономного источника питания 3, например специальной солнечной батареей.

Затем кодированные сигналы от датчиков последовательно передают с помощью радиопередатчика 4 в ЭВМ 5 через приемник 6 в ЭВМ автономной системы 7 для непрерывного контроля и регистрации телеметрической информации, в которой поток радиосигналов дешифруют в темпе поступления информации в привязке к телеметрическому времени. Информацию анализируют по программе автономной системы параллельно с информацией от датчиков 8, расположенных на конструкции корпуса космического летательного аппарата, до получения контрольного сигнала о заполнении объема памяти запоминающего устройства 9 автономной системы 7, расположенной внутри космического летательного аппарата. Анализированную информацию передают по каналу связи 10 в пункты ее приема 11.

Причем все операции предлагаемого способа, производимые с сигналами, поступающими от датчика до передатчика сигналов в автономную систему для непрерывного анализа телеметрической информации, выполняют в едином измерительном блоке, закрепляемом космонавтом в определенной зоне выносного элемента конструкции при эксплуатации космической станции.

При этом информация передается непрерывно в реальном телеметрическом времени. Весь массив анализированной информации о колебаниях конструкции и солнечной батареи станции содержится в сжатом виде в автономной системе и передается в удобное время на Землю.

Способ позволяет получить всю информацию о колебаниях конструкции любого наблюдаемого объекта: и строительной конструкции, и космического аппарата, и других элементов, принадлежащих им независимо от их взаимного положения. Появилась возможность одновременного получения информации о характеристиках конструкции корпуса по параметрам ускорения и другим параметрам, которые могут использоваться для принятия решения о ресурсе или выбора режимов при планировании динамических операций.

Особенную ценность способ представляет для получения информации при эксплуатации объекта, при динамических операциях с ним, например колебательных процессах в построенных зданиях или сооружениях или в период стыковки космических аппаратов, когда напряженное состояние конструкции выносных элементов представляет интерес для учета их при выдаче заключений о ресурсе и при определении характеристик объекта и его выносных элементов.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Радиотехнический способ контроля нагружения конструкции и выносных элементов в процессе эксплуатации, основанный на формировании сигналов, пропорциональных изменению физического процесса, замеренных датчиками на борту космического аппарата, передаче полученной с датчиков информации в устройства приема автономной системы космического аппарата и передачи указанной информации на Землю по каналам связи, отличающееся тем, что дополнительно устанавливают датчики на выносных элементах конструкции космического аппарата, ориентированные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, замеряют сигналы с датчиков и преобразовывают их, фильтруют замеренные сигналы и кодируют их, последовательно передают кодированные сигналы от датчиков, расположенных на выносных элементах, с помощью радиопередатчика в ЭВМ автономной системы космического аппарата для непрерывного контроля и регистрации телеметрической информации, для чего полученный в ЭВМ поток радиосигналов дешифруют в темпе поступления информации в привязке к телеметрическому времени, анализируют по программе автономной системы космического аппарата параллельно с информацией от датчиков, расположенных внутри корпуса космического летательного аппарата, до получения контрольного сигнала о заполнении объема памяти запоминающего устройства автономной системы, расположенной внутри космического летательного аппарата, и передают анализированную информацию по каналу связи в пункты ее приема, причем все операции способа, выполняемые с сигналами от датчиков, расположенных на выносных конструкциях, до передатчика сигналов в автономную систему космического аппарата для непрерывного анализа телеметрической информации выполняют в едином измерительном блоке, закрепляемом космонавтом в определенной зоне выносного элемента конструкции при эксплуатации космической станции.




РИСУНКИ

, ,





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru