為了完成前往地球軌道或更遠(yuǎn)的長途旅行，航天器必須設(shè)計(jì)為具有非常精確的功能。在發(fā)射前運(yùn)輸和動(dòng)力飛行期間，即使是簡單的振動(dòng)也會(huì)干擾航天器的功能。這些簡單的振動(dòng)來自許多不同的來源，可能會(huì)抑制航天器充分發(fā)揮其潛力。
航天器工程師還必須關(guān)注航天器在軌道上運(yùn)行時(shí)來自自身運(yùn)動(dòng)部件的非常小的振動(dòng)，稱為微振動(dòng)。微振動(dòng)通常是正弦振動(dòng)，可能存在一些整數(shù)諧波和隨機(jī)振動(dòng)。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(dòng)和微振動(dòng)源，以及如何在應(yīng)用中減少或防止它們。
振動(dòng)和微振動(dòng)的前4個(gè)來源
了解振動(dòng)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(xiàng)目中應(yīng)該注意的四個(gè)常見來源。
1. 步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)將一個(gè)完整的旋轉(zhuǎn)分成多個(gè)相等的步長，從而在步長之間產(chǎn)生振動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的常見用途包括：
驅(qū)動(dòng)太陽能電池陣列
指向天線
操作壓緊和釋放機(jī)構(gòu)
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(cè)器
伽馬射線探測(cè)器
X 射線探測(cè)器
在低溫冷卻器內(nèi)，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(dòng)來自低溫冷卻器壓縮機(jī)中的旋轉(zhuǎn)和往復(fù)部件，因?yàn)樗ㄟ^相變處理氣體。
3. 反作用輪
許多航天器使用反作用輪進(jìn)行姿態(tài)控制，它控制物體相對(duì)于慣性參考系或其他實(shí)體的方向。通常，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 3 到 4 個(gè)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(yuǎn)鏡指向非常特定的方向時(shí)，以微小的增量旋轉(zhuǎn)航天器。
反作用輪的大部分振動(dòng)來自：
電機(jī)噪聲
旋轉(zhuǎn)不平衡
軸承干擾
角加速度
許多這些振動(dòng)干擾可以通過隔振或各種阻尼技術(shù)來減輕。
4. 非移動(dòng)源
非移動(dòng)源甚至可能產(chǎn)生明顯的振動(dòng)。航天器上一些常見的非移動(dòng)源可能包括：
電子學(xué)
傳感器
各種關(guān)節(jié)、閂鎖或鉸鏈處的應(yīng)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(dòng)和微振動(dòng)的影響
航天器對(duì)振動(dòng)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(dòng)下不能很好地工作，必須設(shè)計(jì)為能夠承受振動(dòng)并防止相位噪聲。
為了立即減少這個(gè)問題，請(qǐng)確保振蕩器放置在盡可能遠(yuǎn)離航天器上的振動(dòng)機(jī)械和組件的位置。
您還可以：
設(shè)計(jì)航天器的結(jié)構(gòu)以減少微振動(dòng)的傳遞率。
通過對(duì)圖像進(jìn)行后處理來減少微振動(dòng)。
通過隔離噪聲源來減少噪聲源產(chǎn)生的機(jī)械噪聲。
與我們一起走得更遠(yuǎn)
我們希望本文能幫助您更好地了解如何發(fā)現(xiàn)振動(dòng)和微振動(dòng)，這些振動(dòng)和微振動(dòng)會(huì)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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