+7(495)797-88-66

Купить или сделать заказ
Skype
Сервотехника на Yandex ZEN
Сервотехника во VKontakte - VK
Сервотехника на Youtube

Модернизация радиотелескопа

РАТАН-600 окно в космос - открывается при помощи решений от «Сервотехники»

В далеком 1932 году, радиоинженер Карл Янский, изучая источник помех радиосвязи, обнаружил шум неизвестного происхождения. В своих публикациях он отмечал, что «…направление прихода шипящих помех меняется постепенно в течение дня, делая полный оборот за 24 часа». В ходе своих дальнейших экспериментов Карл Янский, постепенно пришел к заключению о том, что источником неведомых помех является шум неба – радиоизлучение нашей Галактики. Вот так, в ходе борьбы с помехами радиосвязи родилась новая наука – радиоастрономия.

Карл Янский

Радиотелескоп - “Окно” в небо

Оно лежит в горах Большого Кавказского хребта, в двуречье Большого Зеленчука и Хусы. Огромное, белое и круглое. С высоты птичьего полета оно смотрится как гигантское белое кольцо. От центра кольца радиально расходятся прямые линии – словно лучи солнца. По ним, время от времени, перемещаются модули с металлическими прямоугольными пластинами.

Окно «может открывать виды» в дальний космос, с уникальной возможностью исследования различных секторов в космосе под разными углами. РАТАН-600 – крупнейший в мире кольцевой радиотелескоп, с антенной переменного профиля, введенный в строй в 1974 году, занесен в книгу рекордов Гиннесса, как самый крупный наземный радиотелескоп.

“РАТАН” – аббревиатура из слов: Радиотелескоп Академии Наук, цифра 600 – общий диаметр его кольцевого зеркала в метрах (точный диаметр 576 метров). Невероятный прибор, размером с трибуну огромного стадиона, находится в высокогорной долине, на высоте почти километр над уровнем моря.



Радиотелескоп



Местоположение радиотелескопа выбрано не случайно: обрамляющие долину горы, надежно защищают РАТАН от посторонних помех и нестабильностей атмосферы. Ученые могут изучать радиоизлучения самых отдаленных объектов вселенной, мощность сигнала которых почти в десять тысяч (10 000!) раз меньше фонового излучения космоса.

А зачем, вообще, смотреть на небо?
- Человек с древних времен смотрел на небо, изучал...


его. Люди использовали различные измерительные приборы, которые позволяли определять положение тел на небе, ориентироваться на местности. А четыреста лет тому назад был создан прибор для наблюдения - телескоп. С помощью телескопов люди смогли открыть множество небесных тел, изучить процессы, происходящие в космосе, и, как оказалось, космос сильно влияет на нас и нашу жизнь.



Радиотелескоп РАТАН



РАТАН-600 - радиотелескоп, предназначен для наблюдения за Солнцем, другими звездами, туманностями, галактиками, кометами и прочими небесными телами.

Радиотелескоп РАТАН, вид из космоса

Непрерывное наблюдение за активностью Солнца позволяет ученым делать прогнозы влияния деятельности светила на здоровье людей.

Кроме проведения фундаментальных исследований на радиотелескопе РАТАН-600 ведутся аппаратурные разработки в области СВЧ- техники, цифровой техники. Также проводятся исследования по изучению солнечно-земных связей и развитие методов прогнозирования событий на Солнце; мониторинг и анализ электромагнитных помех в очень широком частотном диапазоне (до 35 ГГц) с целью более эффективного использования радиоэфира, как для фундаментальных, так и прикладных задач.



Радиотелескоп РАТАН




Уникальная конструкция российского (советского) радиотелескопа

РАТАН-600 создан на основе разработок основоположника отечественной экспериментальной радиоастрономии - С. Э. Хайкина и советского астронома Н. Л. Кайдановского. Кайдановский - предложил оригинальную конструкцию, когда вместо строительства сплошной круглой антенны, используется кольцо из отражателей (895 шт). Размер одной пластины-отражателя 2х7,4м. Само кольцо – первичный отражатель, оно первым собирает энергию космических радиосигналов. Общая собирающая площадь антенны переменного профиля составляет 13 тыс. кв. м. (полная геометрическая площадь 20 000 кв. м.). Отражающие панели могут поворачиваться в ту или иную область небесной сферы. Собранный ими суммарный радиосигнал фокусируется на матрицу из радиометров, работающих на 40 частотных каналах).

РАТАН-600 дает большие возможности для радиоастрономических исследований. О сверх-способностях радиотелескопа РАТАН, говорят сами факты: радиотелескоп может регистрировать радиоизлучение самых далеких объектов, родившихся 12-14 миллиардов лет назад, фактически, сразу после того, как вселенная стала прозрачной для изучения.

Схема радиотелескопа РАТАН



Главными преимуществами и уникальностью данного радиотелескопа являются:
многочастотность, позволяющая получать мгновенные спектры в широком частотном диапазоне (0,6-35 ГГц); высокая разрешающая сила (1,7 секунды дуги) и высокая чувствительность по яркостной температуре, позволяющая проводить исследования протяженных малоконтрастных деталей, таких как флуктуации микроволнового фонового излучения на малых угловых масштабах, недостижимых даже на специализированных для этих целей космических аппаратах и наземных инструментах. Допускается параллельная работа в 4-х независимых секторах с геометрической площадью до 4000 м2 каждый.

Радиотелескоп РАТАН-600 обладает не имеющим аналогов в мире большим безаберрационным полем для внедрения идеологии крупных матричных радиометров следующего поколения.

РАТАН - высокоточный инструмент

Сверх-телескоп РАТАН, несмотря на свои гигантские размеры, все же, тонкий и точный инструмент в руках исследователей дальнего космоса: процесс работы с телескопом по наведению (настройки) телескопа, требует сверх-точное позиционирование отражающих пластин для точной фокусировки радиоволн из космоса.

Сложный механизм, отвечающий за точное позиционирование отражателей-зеркал называется - кинематическая система управления. Система состоит из множества отдельных управляемых секций, поворот которых, контролируется и настраивается с минимальными погрешностями. Чем точнее позиционирование пластин-отражателей, тем более четкую картину рисует телескоп.




Задачи, требующие надежных решений Одной из серьезных проблем эксплуатации подвижных узлов радиотелескопа РАТАН-600 являлся узел соединения винт-гайка (СВГ). Бронзовая гайка достаточно быстро изнашивалась в соприкосновении со стальным винтом. В результате даже частичного (менее 50%) износа резьбы, гайка “срывалась”, и щит неуправляемо двигался до упора под действием своего веса, и веса контр-груза. Cрок эксплуатации наиболее изнашиваемых угломестных гаек на Северном секторе и Плоском отражателе, как правило, не превышало 10 лет.

Кроме систематического выхода из строя отдельных щитов, и постоянных затрат на изготовление, и замену гаек, проблема имела другую сторону, а именно, по мере износа гаек, люфты кинематических механизмов увеличивались, что приводило к уменьшению точности установки, и позиционированию отражающих зеркал. Было замечено, что выходящая из стоя гайка, начинает заметно “золотить” винт за три месяца до окончательного выхода из строя, но и до этой стадии, люфт может возрастать по мере износа гайки. С учетом частоты выполнения юстировок секторов, как правило, не чаще одного раза в год, щиты с изношенными гайками, переставали эффективно работать задолго до момента их выявления.







Решения от Сервотехники – скорректировали зрение телескопа В рамках поисковых работ по модернизации телескопа, был проведен анализ существующей кинематической схемы телескопа, и выявлены источники возможных кинематических ошибок, и люфтов. Основным их источником является элемент конечного звена: соединение винт-гайка, меньший, но так же заметный вклад вносят редукторы сельсинов-датчиков в цепи обратной связи, основные кинематические редукторы, карданный шарнир.

Схема модернизации узла радиотелескопа



Уменьшение количества оборудования в узлах управления, и перевод управляющих компьютеров на современные операционные системы реального времени, существенно повысило надежность АСУ РАТАН-600, но скорость, и точность позиционирования щитов, гибкость формирования поверхности главного зеркала телескопа, по прежнему ограничивались существующими кинематическими узлами, и приводами щитов, аналоговыми датчиками, и линиями связи.

Для значительного снижения кинематических ошибок и люфтов была предложена новая кинематическая схема, в основе которой лежит использование современных высокоточных и высоко-эффективных кинематических узлов, предлагаемых компанией

Новая кинематическая схема для радиотелескопа РАТАН



«Сервотехника», разработанные в России. В частности, стальные винты с трапецеидальной катаной резьбой длиной до 2 м и быстро-изнашиваемой бронзовой гайкой заменены на прецизионные шарико-винтовые передачи (ШВП); часто выходящие из строя карданные шарниры - заменены на специально разработанные, безлюфтовые шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы).

Новая кинематическая схема для радиотелескопа РАТАН



Асинхронный двигатель (550 Вт), заменен на интегрированный шаговый сервопривод СПШ20-34-100 (разработанный компанией «Сервотехника»), со встроенным абсолютным энкодером Kubler (момент удержания 10Нм, номинальная мощность 270 Вт).

Планетарный и конический редукторы, требующие периодического слива конденсата, заменены на высокоточные герметичные гибридные редукторы производства компании APEX, вместо двух-отсчетных аналоговых сельсин-датчиков с собственными редукторами. Применены абсолютные многооборотистые цифровые энкодеры, установленные внутри шагового сервопривода, на его задней оси, вместо аналоговых модулей управления АСУ. Для высокоточного управления кинематической системой телескопа используются современные цифровые контроллеры, поставляемые компанией “Сервотехника”, с официальной гарантией от производителя и сервисной поддержкой. Поставки оборудования осуществялись через компанию, входящую дилерскую сеть “Сервотехники”.




Радиотелескоп РАТАН

РАТАН - высокоточный сверх-телескоп, несмотря на свои гигантские размеры - он, все же тонкий, точный инструмент в руках исследователей дальнего космоса. Процесс наведения и настройки радиотелескопа сложный и ответственный процесс, требует сверхточного позиционирования отражающих пластин для фокусировки радиоволн из дальнего космоса.

Сложный механизм отвечающий за позиционирование пластин-отражателей называется - кинематическая система телескопа. Система состоит из множества управляемых секций, позиционирование которых происходим с минимальными погрешностями. Чем точнее позиционирование пластин-отражателей, тем более четкую картину - отражает телескоп.


Радиотелескоп РАТАН кинематика


Компанией Сервотехника был произведен анализ конструкции подвижного механизма для позиционирования пластин-зеркал, разработан и произведен новый узел привода для вращения и позиционирования пластин-зеркал для снижения кинематических ошибок во время настройки радиотелескопа.

В частности, заменены стальные винты на прецизионные шарико-винтовые передачи (ШВП), часто-ломающиеся карданные шарниры - заменены на специально разработанные безлюфтовые шарниры равных угловых скоростей (ШРУС).
Асинхронные двигатели заменены интегрированными шаговыми серворпиводами СПШ20-34-100 (разработка и производство компания Сервотехника), со строенным абсолютным энкодером Kubler.
Планетарные

Результаты модернизации радиотелескопа "РАТАН":
- Результатом комплекса работ по модернизации радиотелескопа стало значительное снижение средней потребляемой мощности на требуемых частотах вращения. - КПД новой кинематической системы - вырос 2,5-3 раза, по сравнению с прежней схемой. - Увеличилась точность позиционирования пластин-отражателей. - Исключен люфт шарнирного соединения.




Модернизация радиотелескопа "РАТАН" - более подробно >>




Телескоп


Модернизация оптического телескопа >>






Больше полезной информации и новостей:



Сайт компании Сервотехника Сайт компании Сервотехника

Яндекс Дзен Яндекс Дзен Сервотехники - новости и полезная информация

Твиттер Твиттер Сервотехники - короткие сообщения от компании

Youtube Youtube - видеоматериалы компании Сервотехника

ВКонтакте В Контакте - информация о новинках и продукции

Facebook Фейсбук Сервотехники - новости и полезная информация












Компания Сервотехника
© Copyright 2004, «Сервотехника». Все права защищены.
+7 (495) 797-88-66
servotechnica.ru
info@servotechnica.ru
QR-КОД компании Сервотехника
100% Белые поставки продукции.

РАБОТАЕМ 100% ЛЕГАЛЬНО:

- Прямые договоры поставки
- Сертификаты на продукцию
- Все закрывающие документы
- Официальная гарантия