Действующая модель системы ориентации спутника на Солнце

Как известно, межпланетные станции, спутники при выполнении отдельных заданий должны иметь определенную ориентацию по отношению к исследуемому объекту. Ориентация осуществляется по какому-либо яркому светилу, например, при фотографировании обратной стороны Луны автоматическая станция ориентировалась по Солнцу.

Предлагаемая модель действует следующим образом: по радио подается команда на поиск «Солнца» (лампа в 100—150 вт, расположенная на расстоянии 2—3 м). Автоматически включается двигатель поворота, и модель начинает искать «Солнце». В момент совпадения оси ракеты с направлением на источник света автоматически выключается двигатель, и ракета останавливается. При перемещении «Солнца» ракета следует за ним. Блок-схема установки показана на рисунке 81.

Радиореле срабатывает при подаче сигнала «поиск» от школьного УКВ генератора, контакты К₁ замыкаются и включают двигатель М через нормально замкнутые контакты К₂ фотореле. Двигатель начинает вращать площадку с ракетой, в носовой части которой установлено фотосопротивление. Когда ракета окажется направленной на «Солнце», фотосопротивление освещается, фотореле срабатывает, при этом контакты К₂ размыкаются и двигатель М останавливается. Ракета ориентировалась. Принципиальная схема установки изображена на рисунке 82.

Для изготовления модели необходимы следующие материалы и детали: двигатель типа СД-2 2 об/мин (1 шт.); поляризованное реле РП-5 (2 шт.), фотосопротивление ФСК-1 (1 шт.); германиевый диод ДГЦ-27 (1 шт.); конденсатор КБГ-0,5 мкф (1 шт.); конденсатор КСО 500 пф (1 шт.); сопротивление постоянное 10—100 ком (1 шт.); дроссель высокой частоты (2 шт.); диод детекторный Д2Е (1 шт.); ламповая панелька (1 шт.); фанера трехслойная размером 150 X 150 мм (2 шт.); алюминий, жесть, винты, гвозди, гетинакс и др.

Кроме того, для демонстрации модели необходимо иметь генератор УКВ школьного типа с излучающим диполем, выпрямитель, два штыря из комплекта УКВ генератора для приемной антенны и лампу мощностью 100—150 вт на подставке.

Макет состоит из двух частей: неподвижной, содержащей радиореле РР и двигатель поворота М, и подвижной части, содержащей фотореле ФР. Подвижная часть закрыта кожухом в виде ракеты.

Неподвижная часть монтируется на куске фанеры размером 150 X 150 мм. К ней прикрепляются четыре ножки из алюминиевых полосок. Размещение деталей показано на рисунке 83. Все они прикреплены под площадкой, наверх выходит только ось двигателя и контакты 1 и 2 в виде пружинящих полосок из жести, которые осуществляют скользящие соединения с подвижной частью.

Контакт 3 осуществляется через ось двигателя, так как один конец обмотки двигателя соединяется на корпус. Для установки антенны вблизи дросселей Др устанавливаются две скобочки А и В, в которые вставляются половинки приемного диполя. Дроссели высокой частоты Др изготовляются из сопротивлений ДС-1 величиной не менее 10 ком намоткой на них одного слоя провода ПЭЛ диаметром 0,2 — 0,5 мм.

Если в установке используется реле от демонстрационных радиореле, которые имеют по две обмотки, то последние соединяются последовательно (рис. 84), и в схему включаются ножки 1 в 4. Контакты у этих реле выведены к ножкам, обозначенным на колодке буквами П (правый), Я (якорь) и Л (левый). Для радиореле РР нужно ножки Я и Л соединить вместе (левая часть рисунка).

Подвижная часть монтируется на диске, который крепится на оси двигателя и может вращаться вместе с ней. К нижней части диска прикрепляются заклепками два плоских кольца из белой жести, к которым при установке диска на ось будут прижиматься контакты 1 и 2. Диск крепится на оси двигателя посредством муфты. К диску при помощи угольника прикрепляется вертикально кусочек фанеры размером 50 х 80 мм, на котором (рис. 85) установлены все детали фотореле: восьмиштырьковая ламповая панелька для фотосопротивления ФСК-1, поляризованное реле Р₂ и конденсатор С₂.

Сопротивление R и диод ДГЦ-27 припаиваются к свободным ножкам ламповой панельки. Соединения осуществляются согласно принципиальной схеме. Контакты 1 и 2 берутся от соответствующих колец диска, а контакт 3 — от муфты крепления диска. На фотосопротивление, для защиты от постороннего света, надевается защитная трубка из черной плотной бумаги, которая выходит в носовую часть ракеты. К трубке прикреплены два диска-шпангоута и планка, которые служат каркасом для кожуха ракеты.

После выполнения всего монтажа и проверки всех соединений нужно отрегулировать отдельные узлы. В первую очередь надо проверить, работает ли радиореле РР. Для этого на расстоянии нескольких метров от макета устанавливается УКВ генератор. К генератору подключается питание от выпрямителя, причем анодное питание подводится через рубильник. В гнезда AB вставляется приемный диполь из комплекта УКВ генератора.

Оба диполя как приемный, так и передающий, должны быть установлены параллельно, один против другого. К ножкам «а — а» реле P₁ (здесь и в дальнейшем ссылаемся на рис. 82) подключается школьный авометр, установленный на измерение тока на шкалу 5 ма. При замкнутом рубильнике и работающем генераторе прибор должен показать ток 0,5—2 ма. Отсутствие тока (при работающем генераторе) свидетельствует о неисправности какой-либо детали схемы, например пробоя диода Д2Е, обрыва в дросселе Др или пробоя конденсатора С₁.

Если ток очень мал, то нужно приблизить генератор к макету. Далее следует проверить, срабатывает ли реле P₁ от этого тока. Для этого авометр, включенный на измерение сопротивления на множителе X 1, подключается к ножкам «б — б» реле Р₁. Если реле отрегулировано правильно, то оно должно срабатывать при включении рубильника генератора и авометр должен показать замыкание цепи. Если реле не срабатывает, а ток в точках «а — а» более 1 ма, то тогда нужно отрегулировать реле Р₁. Регулировать фотореле нужно при надетой защитной трубке в следующей последовательности: временно замкнуть накоротко контакты «б — б» реле Р₁.

Верхний по схеме конец обмотки двигателя отключить от сети (точка г). Провода питания включить в сеть и авометром измерить напряжение на конденсаторе С₂. Оно должно быть порядка 250—300 в. При отсутствии напряжения на конденсаторе С₂ проверить, есть ли переменное напряжение 220 в на кольцах 1 и 2 и исправлен ли диод ДГЦ-27.

Далее следует подобрать величину сопротивления R: при освещении фотосопротивления ФСК-1 лампой мощностью 100— 150 вт с расстояния 2—3 м миллиамперметр, подключенный к точкам «а — а» реле Р₂, должен показать около 1 ма. Если этот ток больше 2—3 ма или меньше 0,5 ма, то сопротивление R соответственно увеличивают или уменьшают. При освещении фотосопротивления комнатным рассеянным светом (при надетой защитной трубке) ток должен уменьшаться в 5—10 раз. Среднее значение сопротивления R = 50 ком.

Реле Р₂ на срабатывание проверяют таким образом: к точкам «в — в» реле Р₂ подключают омметр, который должен при отсутствии освещения фотосопротивления показать замыкание цепи. Если этого нет, то регулируют контакты. При освещении реле должно показать разрыв цепи.

Если этого не произойдет, а ток в точках «в — в» находится в указанных выше пределах (= 1 ма), то следует поменять местами концы обмоток реле (точки «а— а») или перевернуть диод ДГЦ-27. После этого следует опять проверить реле на срабатывание и при необходимости отрегулировать его, подключив на место конец г обмотки двигателя. При включенной сети и отсутствии лампы освещения двигатель должен работать и диск вращаться. Если свет от лампы падает в защитную трубку, то двигатель должен останавливаться. После этого нужно снять перемычку с контактов «б — б» реле P₁ и проверить действие схемы в целом.

Лампу «Солнце» установить на выбранном расстоянии на уровне фотосопротивления (чтобы свет через защитную трубку попадал на фотосопротивление, когда вращающаяся ракета окажется направленной на лампу). Рубильником нужно включить генератор, чем дается команда поиска. Площадка начнет вращаться, и в момент совпадения оси ракеты с направлением на «Солнце» двигатель останавливается. После такой предварительной проверки надеть кожух и окончательно проверить действие схемы.