題:
“太空天氣”如何導致反作用輪故障?
WOW 6EQUJ5
2020-05-17 15:47:14 UTC
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反作用輪的故障通常會導致任務過早結束或無法實現目標,因為航天器不再能夠保持方向並且必須依靠化學推進劑。哈勃望遠鏡,Hay鳥航天器,開普勒望遠鏡,黎明航天器等都面臨著反作用輪故障。損害了整個機制。但是對我來說,很難相信這是唯一的原因,因為我懷疑航天器是否僅在陶瓷(尤其是氮化矽)具有優越性並且甚至能在潤滑油不足的情況下使用鋼球軸承。非接觸式電磁軸承呢?

“太空天氣”是否會對飛輪產生其他影響,例如損壞永磁體(消磁),電子設備,潤滑而不是鋼球軸承?

斯科特·曼利(Scott Manley)的[科學家們可能已經弄清楚了為什麼這麼多的航天器發生故障](https://youtu.be/KibT-PEMHUU)可能會也可能不會對此有所啟示
陶瓷軸承更易碎,更容易出現製造故障,對熱衝擊更敏感等。電磁軸承的設計和製造更為複雜,並且各有優缺點。這不是“技術X優越”的簡單情況。
它是最堅硬的材料之一,適用於許多陶瓷,但不適用於氮化矽。較大的氮化矽球軸承可以承受子彈的衝擊,而不會造成重大損壞。 https://www.youtube.com/watch?v=i5RIFbk178E特別是,它被確定為是少數能夠經受住氫/氧火箭發動機產生的嚴重熱衝擊和熱梯度的整體陶瓷材料之一。 https://zh.wikipedia.org/wiki/Silicon_nitride#/media/File:Si3N4thruster.jpg
從一個答案中搜索“ Ithaco”,我終於找到了一個我以前找不到的*相關但不同的*問題:[為什麼反作用輪中的電磁軸承使用得不那麼頻繁?](https:// space。 stackexchange.com/q/29769/12102)
斯科特·曼利(Scott Manley)的這段出色的[視頻](https://www.youtube.com/watch?v=KibT-PEMHUU)涵蓋了反作用輪,並根據@Christopher's答案中提到的論文,對反作用輪進行了相當詳細的介紹,解釋了太陽耀斑對軸承的影響。 。
三 答案:
David Hammen
2020-05-17 21:10:52 UTC
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陶瓷軸承是一個相對較新的概念。它們是1970年代末期的熱門研究課題,直到1990年代中期才開始商業化。該衛星于1999年發射升空。設計,製造和測試衛星需要數年甚至數十年的時間。這意味著FUSE不僅在陶瓷軸承商業化之前就進行了設計,這意味著FUSE的構造在陶瓷軸承商業化之前就開始了。那時,NASA或其承包商要從知名產品(鋼球軸承)切換到未知產品(陶瓷球軸承)的可能性為零。

甚至十年後,即開普勒太空望遠鏡發射時,NASA或其承包商要從鋼球軸承轉換為陶瓷球軸承的可能性為零。鋼球軸承的問題將是未知的,並且歸因於開普勒發射後再使用了七年鋼材。

航天工業天生就是保守的。對於與太空探索相關的項目,不會僅僅因為新事物變得更加閃亮而將其從已知數量轉換為新事物。需要一個很好的理由,而光亮不算在內。大幅度降低成本,顯著提高使用壽命或顯著批准任務成功-這些都是重要因素。使用鋼球軸承的結果。現在,這種已知的知識正在驅使開關遠離鋼球軸承。這種知識直到幾年前才知道。

我認識幾個光學和熱學方面的人,他們可能會在“光澤不算數”上與您不同:)
Christopher James Huff
2020-05-17 20:57:53 UTC
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該研究特別針對被證明在太空環境中極易發生故障的ITHACO反作用輪組件。這些組件使用鋼軸承。

與電子設備的干擾當然是可能的,但不僅限於反作用輪。永磁體的消磁將需要極端的條件,以至於如果任何電子設備在此後仍保持功能,那將是令人驚訝的,並且還會影響除反作用輪以外的其他事物。我認為,沒有比建議的機制更直接地影響潤滑劑的方法了,而且,還有其他依賴於潤滑的機械部件。

反作用輪的獨特之處在於它們的使用壽命很長在相對較高的速度下運行,因此可以迅速增加所提出機構的損壞,而使用類似軸承的慢速和/或間歇運動的機構可能會完全避免損壞,或者只是不會累積明顯的水平。電子,永磁體,潤滑等方面的幾乎所有其他方面都與其他航天器組件相似。

最後,使用陶瓷軸承的更新版本缺少類似的問題,在本文中專門引用。

Puffin
2020-05-18 14:29:41 UTC
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我認為這篇文章中提到的Bialke和Hansell論文很有意思,但由於它適用於特定設計,所以它不是硬道理。另外,除非一個人處於設計的中心並進行異常審查,否則其他人很難對導致異常的原因有一個明確的看法。顯然,新的根本原因與有關新產品線積極行為的公告的巧合併沒有幫助保留其基本原理。總體來說,人們只需要接受部分異常現象,就不能看到其異常分析。

例如,以反作用輪模式運行的車輪的平均速度為零,均方根速度相對較低,而車輪以動量輪模式運行時以高速運行。這是有意義的,因為在兩種模式下,速度都依賴於車輪上的已知問題,因此,靜電放電的解釋將必須解釋所有車輪操作速度都是通用的問題。當然,它仍然可以有效地解釋FUSE和開普勒問題。



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