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在地球上如何模拟太空失重环境? 地球失重

野史秘闻 2021年05月04日 04:28 262 yeshiwang
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在地球上如何模拟太空失重环境?

图9

机器人水浮系统

目前各个航天大国都有自己的水浮试验系统,其中具有代表性的是马里兰大学研制的试验系统,大学的重心研制的水下机器人系统。

水浮法可以实现三维空间的微重力试验,且试验时间不受限制。其缺点是:水的阻力和紊流会改变机器人的动力学特性,影响了机器人的模拟精度;另外,空间机器人原型样机很难直接在水浮系统上进行测试,必须进行专门防水处理以免受到水下环境的影响,而且其维护成本非常高,同时要求试验期间的密封性非常好。

4、悬吊法

悬吊法的主要原理是通过绳索机构及滑轮组并利用配重来抵消飞行器自身的重力,即采用吊丝系统补偿飞行器竖直向下的重力,装置由吊丝、滑轮、导轨、桁架等组合而成,通过随动控制方法来使吊丝保持竖直,并控制向上的拉力始终等于悬挂体的重力。该系统包括一个克服重力的补偿系统和一个可控跟踪机器人运动的水平移动系统。

重力补偿悬挂系统主要有两种形式,即主动重力补偿和被动重力补偿。主动式补偿精度一般为,被动式补偿能达到,当吊丝长20m时,也能达到的量级。主动控制重力补偿系统区别于被动补偿系统之处在于:主动控制重力补偿系统抵消重力的拉力来自可控的电机,通过控制电机使拉力保持恒定,吊丝在控制系统作用下上下伸缩,当悬挂体受外力作用时,其自身重力不影响它的运动,这种在控制吊丝随悬挂体伸缩同时保证提供恒张力的系统叫主动控制重力补偿系统。

悬吊法优于其结构相对简单且易于实现,目前许多国家在微重力模拟试验方面均使用此方法,例如美国大学研制的SM2空间机器人地面实验系统、欧空局轻质飞行器的微重力模拟试验系统等。

图10伸展杆一维直线运动展开试验

标签: 失重环境

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