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衛(wèi)星和航天器中4種常見的振動和微振動源
為了完成前往地球軌道或更遠的長途旅行，航天器必須設計為具有非常精確的功能。在發(fā)射前運輸和動力飛行期間，即使是簡單的振動也會干擾航天器的功能。這些簡單的振動來自許多不同的來源，可能會抑制航天器充分發(fā)揮其潛力。
航天器工程師還必須關注航天器在軌道上運行時來自自身運動部件的非常小的振動，稱為微振動。微振動通常是正弦振動，可能存在一些整數(shù)諧波和隨機振動。在這篇文章中，我們將討論衛(wèi)星和航天器中最常見的四種振動和微振動源，以及如何在應用中減少或防止它們。
振動和微振動的前4個來源
了解振動的來源以防止或減輕其影響非常重要。讓我們回顧一下您在項目中應該注意的四個常見來源。
1. 步進電機
步進電機將一個完整的旋轉分成多個相等的步長，從而在步長之間產生振動。步進電機的常見用途包括：
驅動太陽能電池陣列
指向天線
操作壓緊和釋放機構
2. 低溫冷卻器
顧名思義，太空低溫冷卻器用于將敏感的航天器部件冷卻至低溫。一些使用低溫冷卻器保持涼爽（從而保持其功能）的儀器包括：
紅外探測器
伽馬射線探測器
X 射線探測器
在低溫冷卻器內，氫氣或氦氣從氣體冷卻成液體，然后加熱回氣態(tài)。大部分振動來自低溫冷卻器壓縮機中的旋轉和往復部件，因為它通過相變處理氣體。
3. 反作用輪
許多航天器使用反作用輪進行姿態(tài)控制，它控制物體相對于慣性參考系或其他實體的方向。通常，由電動機驅動的 3 到 4 個反作用輪一起使用。它們的主要功能是在將天線、激光或望遠鏡指向非常特定的方向時，以微小的增量旋轉航天器。
反作用輪的大部分振動來自：
電機噪聲
旋轉不平衡
軸承干擾
角加速度
許多這些振動干擾可以通過隔振或各種阻尼技術來減輕。
4. 非移動源
非移動源甚至可能產生明顯的振動。航天器上一些常見的非移動源可能包括：
電子學
傳感器
各種關節(jié)、閂鎖或鉸鏈處的應變能釋放
由于溫度的快速變化，太陽能電池板、天線等的彎曲
如何減少振動和微振動的影響
航天器對振動如此敏感，部分原因是船上的石英晶體振蕩器。振蕩器在各種振動下不能很好地工作，必須設計為能夠承受振動并防止相位噪聲。
為了立即減少這個問題，請確保振蕩器放置在盡可能遠離航天器上的振動機械和組件的位置。
您還可以：
設計航天器的結構以減少微振動的傳遞率。
通過對圖像進行后處理來減少微振動。
通過隔離噪聲源來減少噪聲源產生的機械噪聲。
與我們一起走得更遠
我們希望本文能幫助您更好地了解如何發(fā)現(xiàn)振動和微振動，這些振動和微振動會顯著影響衛(wèi)星和航天器中晶體振蕩器（和其他敏感元件）的功能。
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