Cautare

    WEBMAIL    |    Intranet    |    Site Map

 

 

INCAS CONTECHSAT

TITLU PROIECT: INCAS – Tehnologii de Dirijare, Navigație și Control pentru Sisteme Satelitare (INCAS CONTECHSAT)

Coordonator: INCAS – Institutul Național pentru Cercetare Aerospațială “Elie Carafoli” (http://www.incas.ro)

Autoritatea Contractantă: Agenția Spațială Română (ROSA) prin Programul STAR

Perioadă: 14.11.2016 – 13.11.2019

Director Proiect: Dr. Ing. Ec. Achim IONIȚĂ (Această adresă de email este protejată contra spambots. Trebuie să activați JavaScript pentru a o vedea. )

Echipa Proiect:

Descriere:

INCAS CONTECHSAT (Centrul de Competență pentru Tehnologii de Dirijare, Navigație și Control pentru Sisteme Satelitare) este definit ca un mediu organizațional ce are abilitatea de a atrage și genera noi cunoștințe și competențe într-un domeniu extrem de competitiv al tehnologiilor pentru:

  • conceperea și implementarea echipamentului hardware (mecanisme de cuplaj, senzori de navigație, actuatori, linii de comunicații);
  • dezvoltarea de software pentru direcționarea, navigarea și controlul navelor spațiale;
  • stabilirea de protocoale pentru interfețe om-aparat.

CONTECHSAT va distribui și utiliza aceste cunoștințe sub forma unor noi capabilități pentru tehnologii spațiale, precum rezultate ale cercetării, inovație și expertiză, având ca scop îmbunătățirea colaborării de C&D industria și ESA.

Obiective:

Viziunea CONTECHSAT este de a deveni un centru științific și de formare model. Scopul său este de a îmbunătăți capacitățile științifice și de cercetare aplicată pentru echipamentele hardware și software de tip GNC (Guidance, Navigation, Control) ale navelor spațiale, prin utilizarea celor mai noi tehnologii spațiale și a ideilor revoluționare, obținând totodată o îmbunătățire a competitivității partenerilor industriali în relația cu ESA.

INCAS CONTECHSAT are trei obiective strategice:

  • susținerea cercetării și expertizei, atât strategice cât și aplicative, cu potențiale aplicații industriale pentru lansatoare și vehicule spațiale. Aceasta se traduce în susținerea programelor ESA și a activităților de Cercetare-Dezvoltare competitive la nivel internațional în științe strategice și aplicate, cu scopul de a genera inovație în acest domeniu tehnologic de importanță majoră pentru ESA.
  • coagularea sinergiilor și resurselor complementare, necesare pentru dezvoltare tehnică și aplicații industriale. Acest fapt implică concentrarea de competențe multidisciplinare în domenii specifice de cercetare, pentru dezvoltarea lansatoarelor și a vehiculelor spațiale, a proceselor și serviciilor, luând în calcul prioritățile ESA.
  • eliminarea decalajului dintre cercetători, industrie și furnizorii de servicii, stimulând și întârind legătura triplă dintre cercetare, mediul academic și industrie. Acest fapt va crește probabilitatea ca cercetarea științifică să fie utilizată de industrii naționale emergente în domeniul spațiului și va face domeniul de C-D mult mai receptiv la nevoile industriei spațiale, iar IPR vor fi exploatate în beneficiul părților interesate.

CONTECHSAT Imagine 2CONTECHSAT Imagine 1

Activități:

Principalele așteptări de la CONTECHSAT sunt:

  • Componente mecanice pentru zbor spațial, aplicate pentru diferite modele de nave spațiale (lansatoare, componente de fuselaj sau propulsie, capsule), configurații pentru optimizare (pentru stabilitate și manevrabilitate), traiectorii pentru re-intrare în atmosferă, FCS (Sistem de Control al Zborului), estimări de performanță pentru actuatori.
  • Analize pentru misiuni spațiale ce au ca scop definirea misiunilor preliminare, realizarea profilului optim bazat pe obiectivele și dezvoltarea unor algoritmi specifici și produse software: misiuni orbitale în jurul Pământului (GEO - Orbită Terestră Geostaționară și LEO – Orbită Terestră Joasă); misiuni spațiale interplanetare; proiectarea și optimizarea căilor de re-intrare în atmosfera Pământului sau a altor planete (Marte) sau sateliți naturali (Luna, Titan).
  • Simulări pentru diferite scenarii de misiuni, validate prin diverse coduri implementate pentru GNC/AOCS - Dirijare, Navigație, Control/Sistem de Control pentru Comportament și Orbită.
  • Proiectarea și producția tehnologică a echipamentului de tip hardware (sisteme de cuplaj, senzori de navigație, linii de comunicație), implementarea de funcții software.
  • Implementarea filtrelor de navigație, capabile să transmită informații de la mai mulți senzori în mod simultan în configuranții redundante. Sistemul permite alte aplicații, precum testarea senzorilor pentru mecanisme de cuplaj și alte instrumente.

Rezultate:

Mecanismul de cuplare în cadrul laboratorului SpaceSysLab

Integrarea proiectului în Platforma Experimentală de tip HIL presupune realizarea elementelor de legătură cu structura vehiculelor pe pernă de aer, denumite generic „Chaser” și „Target”, precum și verificarea funcționalității acestora în cadrul proiectului complex.

fig3

Ansamblul Interfață cuplare „Chaser”

Ansamblul cuplare „ Chaser” este constituit dintr-un actuator linear care transformă mișcarea de rotație a motorului din componență, în mișcare de translație pe direcția X, prin intermediul unui șurub cu bile și a rulmentului liniar din componență. Pe suportul rulmentului liniar este montat al doilea actuator, care conferă o mișcare de translație prin același mod, pe direcția Y, unui dispozitiv rotativ format dintr-un motor pas cu pas și un palpator.

fig4

Ansamblul Interfață cuplare „Target”

Ansamblul cuplare „Target” este o interfață con pentru vehiculul țintă, montată pe suportul amortizoarelor. Amortizoarele permit o mișcare elastică a conului în momentul când interfața de cuplare a vehiculului «Chaser» vine în contact cu acesta. Arcurile de revenire readuc sistemul la poziția inițială. Un sistem de 3 electromagneți, montați prin intermediul arcurilor realizează conexiunea structurală finală, într-o poziție fermă.

fig5fig6

                          a)                                                       b)

Roboți pe pernă de aer: a) Target, b) Chaser

Roboții vor fi comandați manual sau autonom având o mișcare de translație și/sau rotație pe traiectorii impuse în sisteme de referință fixe sau relative.

fig7

Andocarea și conexiunea structurală

După andocarea mecanismelor, când interfața de cuplare a vehiculului «Chaser» ajunge în secțiunea profilată a interfeței con, odată ce sunt aliniate corespunzător, elementele de blocare structurale (electromagneți) pot fi acționate. Sistemul de andocare al vehiculului țintă este structurat cât mai elastic potrivit cerințelor impuse.

Cercetări privind realizarea modelului unei platforme virtuale pentru roboți

fig8

Arhitectura soft pentru simularea misiunii de întâlnire și cuplare

Arhitectura soft pentru simulare misiuni RV&D include: metode de modelare, instrumente, medii și tehnici de simulare, cerințe și suport software.

fig9

Interfața pentru simularea orbitelor

Interfața pentru simularea orbitelor – componentă a Platformei Virtuale – permite utilizatorului să ruleze un demonstrator care să arate mișcarea unui obiect în jurul altuia sub influența gravitației. S-a simulat mișcarea pe orbite eliptice. Nu au fost luate în considerare toate condițiile reale.

fig10

Interfața pentru simularea operațiilor de RV&D (proiectată INCAS-CONTECHSAT)

Interfața software pentru simularea operațiilor de RV&D este o componentă a Patformei Virtuale (PV). Servește operației de andocare prin simularea diferitelor scenarii care vor contribui la dezvoltările Platformei experimentale. Programul software de simulare comunică cu utilizatorul prin această interfață pentru definirea unor date de intrare referitoare la scenariile următoare:

  • Pozițiile și orientările vehiculelor țintă și urmăritor sunt aleatoare inițial;
  • Vehiculul țintă este fix. Orientarea suportului de prindere are trei grade de libertate (limitate fizic);
  • Vehiculul urmăritor se deplasează păstrând orientarea inițială până în proximitatea țintei, după care “se informează” asupra orientării țintei și iși modifică la rândul său orientarea, apoi se deplasează spre țintă;
  • Vitezele de deplasare ale urmăritorului sunt funcție de timp.

 

Contribuții la obiectivele programului STAR:

Homepage: