Разработка привода имитатора движения местности для тестирования перспективной оптико-электронной аппаратуры дистанционного зондирования Земли

В статье рассматривается вопрос создания привода для имитатора движения местности - модуля, предназначенного для контроля оптотехнических параметров перспективной оптико-электронной аппаратуры космического назначения в режиме бега местности при проведении приёмо-сдаточных испытаний.
Актуальность темы вызвана стремительными темпами развития космической отрасли как в России, так и зарубежом, в связи с чем возникает острая потребность в столь же стремительном усовершенствовании и модернизации существующих методик испытаний разрабатываемого оптико-электронного оборудования космического назначения. Одним из шагов на этом пути является создание имитатора движения местности.
На сегодняшний день известны два варианта построения имитатора движения местности: 1) имитатор, содержащий коллиматорный объектив, барабан с приводом поворота, на цилиндрической поверхности которого расположены тест-объекты, осветитель и отклоняющая зеркальная система [1] и 2) имитатор, отличающийся тем, что содержит привод поворота отклоняющей зеркальной системы, ось вращения которой совпадает с осью вращения барабана, за счет чего обеспечивается разворот вектора скорости движения тест-объектов вследствие вращения Земли [2].
Недостатком первого варианта имитатора движения местности является то, что такой имитатор обеспечивает только продольное перемещение тест-объектов, тогда как точная имитация требует разворота вектора скорости движения тест-объектов вследствие вращения Земли. Второй вариант имитатора движения местности значительно компенсирует неточность работы первого имитатора, но требует усложнения системы за счет применения большего числа элементов. К тому же точность работы такого привода не удовлетворяет нынешним потребностям космической отрасли, где требуется нанометровая точность позиционирования тест-объекта. Вследствие применения аналоговых комплектующих, устаревшей математической и элементной базы существующие варианты построения имитатора движения местности не позволяют обеспечить высокостабильную скорость перемещения тест-объекта с минимальной ошибкой (до 0.05%) и плавность хода. Варианты 1 и 2 имитатора движения местности предназначены для тестирования аэрофотоаппаратов, в то время как требуется устройство для тестирования оптико-электронной аппаратуры космического назначения со средним и высоким разрешением.
Цель изобретения – повышение точности и качества работы имитатора движения местности.
Указанная цель достигается усовершенствованием конструктивных и принципиальных особенностей имитатора движения местности за счет нового принципа построения привода – с использованием связки вентильного двигателя с шарико-винтовой передачей, и пьезоактуатора. Пьезоактуатор с субмилисекундным временем отклика компенсирует неравномерность перемещения, вызванную погрешностями шарико-винтовой передачи, пульсациями момента вентильного двигателя, и значительно улучшает контроль скорости. Также он обеспечивает компенсацию люфта и прерывистого движения в моменты начала и окончания движения.
Имитатор движения местности, в состав которого входит разработанный привод, позволяет с нанометровой точностью имитировать реальное движение земной поверхности.
В статье представлены фотографии опытного образца привода имитатора движения местности.