AT507213B1

AT507213B1 - DRIVE DEVICE FOR ADJUSTING ORIENTED COMPONENTS OF A SPACE VEHICLE

Info

Publication number: AT507213B1
Application number: AT0136908A
Authority: AT
Original assignee: Austrian Aerospace Gmbh
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-03-15
Also published as: WO2010025486A1; AT507213A4

Abstract

Bei einer Antriebseinrichtung zum Verstellen von zu orientierenden Bauteilen (9) eines Raumfahrzeugs, wie z.B. Triebwerken, Antennen oder Solarpaneelen eines Satelliten, weist der Versteilantrieb wenigstens zwei, vorzugsweise drei hintereinander angeordnete Rotationsantriebseinrichtungen (2,4,5) auf, die derart miteinander verbunden sind, dass jeweils ein von einer der Rotationsantriebseinrichtungen (2,4) rotierend angetriebener Lenker (3) mit der nächstfolgenden Rotationsantriebseinrichtung (4,5) verbunden ist und die Rotationsachsen zweier aufeinander folgender Rotationsantriebseinrichtungen (2,4; 4,5) jeweils parallel und in Abstand voneinander verlaufen.In a drive device for adjusting components (9) to be oriented of a spacecraft, such as e.g. Engines, antennas or solar panels of a satellite, the Versteilantrieb at least two, preferably three successively arranged rotary drive means (2,4,5) which are interconnected such that in each case one of the rotary drive means (2,4) rotatably driven handlebar ( 3) is connected to the next following rotary drive device (4, 5) and the axes of rotation of two successive rotary drive devices (2, 4, 4, 5) run parallel and at a distance from each other.

Description

österreichisches Patentamt AT507 213 B1 2010-03-15Austrian Patent Office AT507 213 B1 2010-03-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung zum Verstellen von zu orientierenden Bauteilen eines Raumfahrzeugs, wie z.B. Triebwerken, Antennen oder Solarpaneelen eines Satelliten.Description: The invention relates to a drive device for adjusting components of a spacecraft to be orientated, such as e.g. Engines, antennas or solar panels of a satellite.

[0002] Zur Fortbewegung von Raumfahrzeugen im Weltraum werden chemische oder elektrochemische Triebwerke eingesetzt. Auch zur Korrektur von Fehlstellungen eines Satelliten ist es bekannt, am Satelliten eine Reihe von Triebwerken anzuordnen. Die chemischen Triebwerke bekannter Bauart werden in der Regel pulsierend betrieben, um auf diese Weise Fehlstellungen zu korrigieren. Wesentlich für die Korrektur von Fehlstellungen und für die Fortbewegung von Raumfahrzeugen im Weltraum ist es, dass unerwünschte Bewegungen, insbesondere unerwünschte Rotationsbewegungen, während des Betriebs oder in Folge des Betriebs des Triebwerkes mit Sicherheit verhindert werden. Die Triebwerke müssen daher in exakter Weise ausgerichtet werden, wobei die Triebwerkskräfte mit dem sich im Betrieb veränderlichen Schwerpunkt des Satelliten in fluchtende Relation gebracht werden müssen. Da die Schwerpunktslage selbst sich beispielsweise durch Verbrauch von Treibstoff verändert und umgekehrt auch die Triebwerke in ihrer axialen Ausrichtung, bedingt durch äußere Einflüsse und durch Verschleiß der Triebwerke, Änderungen unterworfen sind, muss die relative Lage der durch Betätigung des Triebwerkes wirksamen Kräfte in Relation zum sich ändernden Schwerpunkt aufgrund von resultierenden Bewegungen des Satelliten immer wieder erfasst werden, um auf diese Weise weitere Korrekturmaßnahmen zu setzen. Wesentlich für derartige Korrekturen ist aber eine einfache, betriebssichere und leichte Antriebseinrichtung, mit welcher die gewünschten Korrekturen durch Ausrichtung von Triebwerken vorgenommen werden können.For the movement of spacecraft in space chemical or electrochemical engines are used. Also for the correction of misalignments of a satellite, it is known to arrange at the satellite a number of engines. The chemical engines of known type are usually operated pulsating, in order to correct misalignments in this way. Essential for the correction of misalignments and for the movement of spacecraft in space is that unwanted movements, in particular unwanted rotational movements, during operation or as a result of the operation of the engine are prevented with certainty. The engines must therefore be aligned in an exact manner, with the engine forces must be brought into alignment with the variable in operation focus of the satellite. Since the center of gravity itself is changed, for example by consumption of fuel and vice versa, the engines in their axial orientation, due to external influences and wear of the engines, are subject to changes, the relative position of the forces acting through actuation of the engine in relation to itself changing center of gravity due to resulting movements of the satellite are repeatedly recorded in order to set in this way further corrective action. However, essential for such corrections is a simple, reliable and easy drive device, with which the desired corrections can be made by alignment of engines.

[0003] Neben Triebwerken sind auch andere Bauteile, wie beispielsweise Antennen oder Solarpaneele, im Bedarfsfälle zu orientieren, wobei auch hier ein kompakter, einfach bauender und möglichst störungsunempfindlicher Antrieb auch zur Bewegung größerer Einrichtungen gefordert wird.In addition to engines and other components, such as antennas or solar panels, to orient in case of need, also here a compact, easy to build and possible störungsunempfindlicher drive is also required to move larger facilities.

[0004] Stelleinrichtungen für Triebwerke, Antennen oder Solarpaneele haben auch die Aufgabe diese Bauteile mit dem Raumfahrzeug mechanisch zu verbinden, und zwar mit einer solchen Steifigkeit, dass die Startlasten eines Raketenstarts ertragen werden und Störmomente im Betrieb sich nicht auf die Präzision der Ausrichtung auswirken.Adjustments for engines, antennas or solar panels also have the task of mechanically connecting these components with the spacecraft, with such rigidity that the starting loads of a rocket launcher are endured and disturbing moments in operation do not affect the precision of the alignment.

[0005] Stelleinrichtungen für Triebwerke und dgl. der eingangs genannten Art sind in verschiedenen Ausbildungen bereits bekannt geworden.Control devices for engines and the like. Of the aforementioned type have already become known in various embodiments.

VIER-GELENKS-BOGENJOINT FOUR-BOW

[0006] Die Triebwerksplatte ist einseitig über ein Kugelgelenk mit dem Raumfahrzeug verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Triebwerksplatte als Teil eines Vier-Gelenks-Bogens mit dem Raumfahrzeug verbunden, wobei die beiden raum-fahrzeugseitigen Anlenkpunkte einachsig verschieblich am Raumfahrzeug angeordnet sind.The engine plate is connected on one side via a ball joint with the spacecraft. On the opposite side of the engine plate is connected as part of a four-joint arch with the spacecraft, the two space-vehicle-side pivot points are arranged uniaxially displaceable on the spacecraft.

KARDAN ISCHE AUFHÄNGUNGKARDAN ISCHE SUSPENSION

[0007] Die Triebwerksplatte ist um zwei nicht-parallele Achsen kardanisch drehbar aufgehängt. Die rotatorischen Achsen werden motorisch gestellt, sodass die Wirkrichtung des Kraftvektors des Triebwerks eingestellt werden kann. Bei dieser Art der Stelleinrichtung werden alternativ zu rotatorischen Antrieben auch mindestens zwei Linearantriebe verwendet, die dann zwischen Raumfahrzeug und Triebwerksplatte angeordnet sind. Solche Stelleinrichtungen finden bei Trägerraketen Verwendung.The engine plate is suspended gimbal about two non-parallel axes. The rotational axes are motorized, so that the effective direction of the force vector of the engine can be adjusted. In this type of adjusting device, at least two linear drives are used as an alternative to rotary drives, which are then arranged between the spacecraft and the engine plate. Such actuators are used in launch vehicles.

HEXAPODHEXAPOD

[0008] Drei Punkte der Triebwerksplatte sind mit drei Punkten am Raumfahrzeug kreuzweise gelenkig verbunden, wobei einige, oder alle dieser Verbindungsstreben mit Linearaktuatoren 1/8 österreichisches Patentamt AT507 213B1 2010-03-15 verstellbarer Länge ausgeführt sind. Werden alle sechs Verbindungen durch Linearaktuatoren realisiert, kann die Triebwerksplatte in sechs Freiheitsgraden bewegt werden.Three points of the engine plate are connected with three points on the spacecraft crosswise articulated, with some, or all of these connecting struts are designed with linear actuators 1/8 Austrian Patent Office AT507 213B1 2010-03-15 adjustable length. If all six connections are realized by linear actuators, the engine plate can be moved in six degrees of freedom.

PARALLELOGRAMMFÜHRUNGparallelogram

[0009] Für eine vornehmlich translatorische Verstellung der Triebwerksplatte werden als Parallelogramm oder Trapez ausgeführte Vier-Gelenks-Bögen verwendet, wobei die Winkellage zwischen zwei Elementen dieser Vier-Gelenks-Bögen einstellbar ausgeführt ist. Eine Anordnung von zwei derartigen Einrichtungen erlaubt eine translatorische Einrichtung der Triebwerke in zwei Richtungen.For a primarily translational adjustment of the engine plate executed as a parallelogram or trapezoid four-joint arches are used, the angular position between two elements of these four-joint arches is made adjustable. An arrangement of two such devices allows a translation of the engines in two directions.

KREUZTISCHCROSS TABLE

[0010] Die Triebwerksplatte baut auf zwei, durch Linearantriebe aktuierte, Verstelltische auf. Die Verstelltische sind übereinander angeordnet, wobei deren Translationsachsen im rechten Winkel zueinander stehen, wodurch eine lineare Verschiebung der Triebwerksplatte in zwei Achsen ermöglicht wird. Die Abstützung der Triebwerksplatte auf dem oberen Verstelltisch und die Abstützung des oberen Verstelltisches auf dem unteren Verstelltisch erfolgen über Linearführungen, welche beiderseits des mittig am Verstelltisch angeordneten Linearantriebes vorgesehen sind.The engine plate is based on two actuated by linear actuators, adjusting tables. The Verstellische are arranged one above the other, with their translation axes are at right angles to each other, whereby a linear displacement of the engine plate in two axes is made possible. The support of the engine plate on the upper adjustment table and the support of the upper adjustment table on the lower adjustment table via linear guides, which are provided on both sides of the centrally arranged on the adjustment linear actuator.

[0011] Generell werden an Triebwerkstelleinrichtungen für Raumfahrzeuge folgende Anforderungen gestellt.Generally, the following requirements are placed on engine control equipment for spacecraft.

[0012] Die Stelleinrichtungen sollen eine lineare Verstellung der Triebwerke in zwei Richtungen einer Ebene und eine Verdrehung der Triebwerksplatte ermöglichen. Weiters soll die Triebwerksstelleinrichtung während des Startvorganges eine sichere und stabile Verbindung der Triebwerke mit dem Raumfahrzeug sicherstellen. Während des Starts, bei dem keine Verstellung der Triebwerke erforderlich ist, sollen die Startlasten übertragen werden können. Zu diesem Zweck ist meist die Verwendung einer gesonderten Haltevorrichtung, eines sogenannten "Hold Down and Release Mechanismus", vorgesehen, der die Triebwerke relativ zum Raumfahrzeug in einer vorgegebenen Position hält und abstützt und die Stelleinrichtungen dadurch von den beim Start auftretenden Kräften entkoppelt bzw. entlastet. Die Steifigkeit während des Starts soll beispielsweise zu einer Eigenfrequenz der Triebwerksstelleinrichtung, inklusive der Triebwerke, im Bereich von 70 Hertz führen.The adjusting devices should allow a linear adjustment of the engines in two directions of a plane and a rotation of the engine plate. Furthermore, the engine control unit should ensure a safe and stable connection of the engines with the spacecraft during the starting process. During launch, where no adjustment of the engines is required, the launch loads should be transferred. For this purpose, the use of a separate holding device, a so-called "hold down and release mechanism", is usually provided, which holds and supports the engines relative to the spacecraft in a predetermined position and thereby decouples the actuators from the forces occurring at startup. relieved. For example, the stiffness during launch should result in a natural frequency of the engine control facility, including the engines, in the range of 70 hertz.

[0013] Nach dem Start und vor der Aktivierung der Triebwerkstelleinrichtung soll ebenfalls eine ausreichend hohe Steifigkeit vorhanden sein, um Störkräfte und Störmomente aus Isolation, Verrohrung und elektrischen Leitungen überwinden zu können und um Resonanzphänomene zu unterbinden. Die Eigenfrequenz im Betriebszustand der Triebwerke soll beispielsweise über 3 Hertz betragen.After starting and before the activation of the engine control device also a sufficiently high rigidity should be present in order to overcome disturbing forces and disturbances of insulation, piping and electrical lines and to suppress resonance phenomena. The natural frequency in the operating state of the engines should be for example over 3 hertz.

[0014] Weiters ist es vorteilhaft, wenn der Aufbau der Triebwerkstelleinrichtung eine Distanzierung der Triebwerke von der Stelleinrichtung ermöglicht, um in diesem Zwischenraum die Anbringungen einer thermischen Isolation, wie z.B. Strahlungsschilde, Mehrlagenisolation oder thermische Barrieren, vorsehen zu können.Furthermore, it is advantageous if the structure of the engine control device allows the engines to be distanced from the control device in order, in this intermediate space, to mount the attachments of a thermal insulation, such as e.g. Radiation shields, multilayer insulation or thermal barriers to provide.

[0015] Die Triebwerkstelleinrichtung soll weiters mit einer Mindestanzahl an Aktuatoren aus-kommen, um eine hohe Zuverlässigkeit der Triebwerkstelleinrichtung zu erzielen. Außerdem ist eine geringe Masse der Triebwerkstelleinrichtung erstrebenswert.The engine control device should further come with a minimum number of actuators to achieve a high reliability of the engine control device. In addition, a low mass of the engine control device is desirable.

[0016] Kein Teil der Triebwerkstelleinrichtung soll sich oberhalb der Triebwerksplatte befinden, sodass die Triebwerke ihre Abwärme frei abstrahlen können.No part of the engine control unit should be located above the engine plate, so that the engines can radiate their waste heat free.

[0017] Die Triebwerkstelleinrichtung soll radial so gering wie möglich über die geometrischen Abmaße der Triebwerksplatte hinausragen, um den erforderlichen Freiraum für die Verstellbewegungen zu gewährleisten.The engine control device should project radially as low as possible beyond the geometric dimensions of the engine plate to ensure the necessary space for the adjustment movements.

[0018] Die Ausführung und Übersetzung der Stellantriebe soll eine spielfreie Betätigung der Triebwerksverstellung ermöglichen. 2/8 österreichisches Patentamt AT507 213 B1 2010-03-15 [0019] Die Triebwerkstelleinrichtung soll aus Standardkomponenten bestehen. Dadurch wird nicht nur der Entwicklungsaufwand für die Triebwerkstelleinrichtung reduziert. Die Anwendung von Komponenten, für die es bereits Erfahrungswerte im Betrieb im Weltall gibt, reduziert auch das Risiko, das mit der Neuentwicklung solcher Einheiten einhergeht.The design and translation of the actuators should allow a backlash-free operation of the engine adjustment. 2/8 Austrian Patent Office AT507 213 B1 2010-03-15 [0019] The engine control device should consist of standard components. This not only reduces the development effort for the engine control facility. The application of components for which there are already experience in space operations, also reduces the risk associated with the new development of such units.

[0020] Die Triebwerkstelleinrichtung soll aus Materialen gebaut werden können, die standardmäßig im Raumfahrtbereich eingesetzt werden und die ein günstiges Ausgasverhalten besitzen.The engine control device should be constructed of materials that are used by default in space travel and have a favorable outgassing.

[0021] Zusätzlich zu der Aufgabe der translatorischen Verstellung der Triebwerksachsen in der Ebene und der Rotation der Triebwerke um die Kraftvektorachse, kann eine Ausklappung der [0022] Einzeltriebwerke um eine Achse normal zum Kraftvektor gefordert sein.In addition to the task of translationally adjusting the engine axes in the plane and rotating the engines about the force vector axis, an expansion of the individual engines about an axis normal to the force vector may be required.

[0023] Kommt zur Erzielung einer ausreichenden Start-Steifigkeit wie oben erwähnt eine Haltevorrichtung ("Hold Down and Release Mechanismus) zum Einsatz, so soll der Lastpfad direkt von den Triebwerken zum Raumfahrzeug geleitet werden und nicht über die Aktuatoren, sodass die Aktuatoren nicht den Inertiallasten der Triebwerke während des Starts ausgesetzt sind.If a hold-up and release mechanism is used to achieve sufficient starting stiffness, as mentioned above, then the load path should be routed directly from the engines to the spacecraft and not via the actuators so that the actuators do not are exposed to the inertial loads of the engines during take-off.

[0024] Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Antriebseinrichtung zum Verstellen von zu orientierenden Bauteilen eines Raumfahrzeugs, insbesondere von Triebwerken eines Satelliten, dahingehend zu verbessern, dass möglichst vielen der oben erwähnten Anforderungen entsprochen wird, wobei gleichzeitig eine kompakte und einfache Bauweise erreicht werden soll.The invention now aims to improve a drive device for adjusting components to be oriented of a spacecraft, in particular of engines of a satellite, to the effect that as many of the above-mentioned requirements is met, at the same time a compact and simple design can be achieved should.

[0025] Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Versteilantrieb wenigstens zwei, vorzugsweise drei hintereinander angeordnete Rotationsantriebseinrichtungen aufweist, die derart miteinander verbunden sind, dass jeweils ein von einer der Rotationsantriebseinrichtungen rotierend angetriebener Lenker mit der nächstfolgenden Rotationsantriebseinrichtung verbunden ist und die Rotationsachsen zweier aufeinanderfolgender Rotationsantriebseinrichtungen jeweils parallel und in Abstand voneinander verlaufen. Im Falle von Triebwerken verlaufen die Rotationsachsen bevorzugt parallel zum Kraftvektor der Triebwerke.To solve this problem, the drive device of the type mentioned according to the invention is characterized in that the adjustment drive at least two, preferably three successively arranged rotary drive means which are interconnected such that in each case one of the rotary drive means rotatably driven link with the next rotational drive means is connected and the axes of rotation of two successive rotary drive means in each case run parallel and at a distance from each other. In the case of engines, the axes of rotation are preferably parallel to the force vector of the engines.

[0026] Dadurch, dass der Verstellantrieb wenigstens zwei, vorzugsweise drei Rotationsantriebseinrichtungen, die vorzugsweise als Elektromotoren bzw. Stellmotoren ausgebildet sein können, umfasst, kann auf die Verwendung von Linearantrieben vollständig verzichtet werden. Rotationsantriebseinrichtungen sind typischerweise einfacher in der Ausführung, beanspruchen weniger Bauraum, weniger Masse und verfügen über eine höhere Zuverlässigkeit als lineare Aktuatoren. Die erfindungsgemäße Ausbildung benötigt außerdem keine Kugelgelenke zur Einrichtung der Triebwerke und kommt ohne zusätzliche Umlenkhebel, Spannteile oder Seilzüge aus. Die translatorischen Freiheitsgrade werden dabei auf rotatorische Freiheitsgrade zurückgeführt, indem jeweils ein von einer der Rotationsantriebseinrichtungen rotierend angetriebener Lenker mit der nächstfolgenden Rotationsantriebseinrichtung verbunden ist. Die einzelnen Lenker können beispielsweise als Exzenterplatten ausgebildet sein. Mit zwei der jeweils mit einem Lenker versehenen Rotationsantriebseinrichtungen, gelingt bereits in Abhängigkeit vom jeweiligen Drehwinkel der beiden Rotationsantriebsvorrichtungen eine Verstellung des zu orientierenden Bauteils in der normal auf die Rotationsachsen verlaufenden Ebene. Das Anordnen einer dritten Rotationsantriebseinrichtung in Serie mit den anderen Rotationsantriebseinrichtungen führt zusätzlich zur Möglichkeit, den zu orientierenden Bauteil um die Achse der dritten Rotationsantriebseinrichtung zu drehen. Insgesamt können mit lediglich drei Rotationsantriebseinrichtungen drei Freiheitsgrade ermöglicht werden (Verschieben in zwei Richtungen und Verdrehen um die Rotorachse). Auf Grund der geringen Anzahl an Rotationsantriebseinrichtungen kann die Fehleranfälligkeit im Vergleich zu herkömmlichen Verstellantrieben wesentlich gesenkt werden.Characterized in that the adjusting at least two, preferably three rotary drive means, which may be preferably designed as electric motors or servomotors includes, can be completely dispensed with the use of linear actuators. Rotary drive devices are typically simpler in design, require less space, less mass, and have higher reliability than linear actuators. The training of the invention also requires no ball joints to set up the engines and comes without additional lever, clamping parts or cables. The translatory degrees of freedom are thereby reduced to rotational degrees of freedom, in each case one of a rotary drive means rotatably driven handlebar is connected to the next rotational drive device. The individual links can be designed, for example, as eccentric plates. With two of each provided with a handlebar rotary drive devices succeeds already in dependence on the respective angle of rotation of the two rotary drive devices, an adjustment of the component to be oriented in the normal to the axes of rotation plane. The provision of a third rotary drive device in series with the other rotary drive devices additionally leads to the possibility of rotating the component to be oriented about the axis of the third rotary drive device. Overall, with only three rotary drive devices, three degrees of freedom can be made possible (displacement in two directions and rotation about the rotor axis). Due to the small number of rotary drive devices, the error rate can be significantly reduced compared to conventional variable speed drives.

[0027] Dabei ist die Ausbildung mit Vorteil derart weitergebildet, dass die erste der hintereinander angeordneten Rotationsantriebseinrichtungen mit dem Raumfahrzeug starr verbunden ist und die letzte der hintereinander angeordneten Rotationsantriebseinrichtungen den zu orientierenden Bauteil trägt.The training is advantageously further developed such that the first of the successively arranged rotary drive means is rigidly connected to the spacecraft and the last of the successively arranged rotary drive means carries the component to be oriented.

[0028] Dadurch, dass die Rotationsachsen der Rotationsantriebseinrichtungen parallel zuein- 3/8 österreichisches Patentamt AT507 213B1 2010-03-15 ander verlaufen, ergibt sich eine kompakte Ausbildung, bei welcher der Antrieb unterhalb der Triebwerksebene untergebracht werden kann, wobei der Antrieb die Abmaße der Triebwerksplatte gar nicht oder nur geringfügig in lateraler Richtung überschreitet. Dadurch, dass der Antrieb unterhalb der Triebwerksebene untergebracht werden kann, besteht die Möglichkeit, eine ausreichende Beabstandung zwischen dem Triebwerk und dem Verstellantrieb zu erreichen, wobei der dadurch entstehende freie Bauraum beispielsweise für eine thermische Isolation gegen Wärmestrahlung und Wärmeleitung genützt werden kann. Der zu orientierende Bauteil kann hierbei bevorzugt an einer Stellplatte des Verstellantriebs festgelegt oder mit dieser verbunden sein.The fact that the axes of rotation of the rotational drive devices run parallel to one another results in a compact design in which the drive can be accommodated below the engine plane, wherein the drive measures the dimensions the engine plate does not exceed or only slightly in the lateral direction. Characterized in that the drive can be accommodated below the engine level, it is possible to achieve a sufficient spacing between the engine and the adjustment, wherein the resulting free space can be used, for example, for thermal insulation against heat radiation and heat conduction. The component to be oriented may in this case preferably be fixed to a setting plate of the adjustment drive or connected thereto.

[0029] Eine derartige den zu orientierenden Bauteil tragende Stellplatte kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung auch um eine zur Rotationsachse der Rotationsantriebseinrichtungen orthogonale Achse schwenkbar gelagert sein, um eine Ausrichtung des zu orientierenden Bauteils bzw. Triebwerks zu ermöglichen. Mit Vorteil ist dabei das Gelenk für die schwenkbare Festlegung der Stellplatte mit Hilfe von Federarmen an einem mit dem letzten der hintereinander angeordneten Rotationsantriebseinrichtungen verbundenen Rotor festgelegt. Auf Grund der Federarme erfolgt eine selbsttätige Ausschwenkung des Triebwerks in eine vorgegebene Position, sobald die Stellplatte aus der ggf. für den Startvorgang des Raumfahrzeugs fixierten Lage freigegeben wird.Such a bearing the component to be oriented actuator plate can be mounted pivotably about an axis orthogonal to the axis of rotation of the rotary drive means according to a preferred development also to allow alignment of the component to be oriented or engine. Advantageously, the joint for the pivotal fixing of the adjusting plate by means of spring arms is fixed to a connected to the last of the successively arranged rotary drive means rotor. Due to the spring arms, an automatic pivoting of the engine takes place in a predetermined position as soon as the control plate is released from the possibly fixed for the launching process of the spacecraft location.

[0030] Beim Start eines Raumfahrzeugs treten sehr hohe Kräfte auf, die, wenn sie auf den Versteilantrieb bzw. dessen Bauteile wirken würden, zu einer Beschädigung desselben führen würden. Um die Übertragung der Startlasten auf verstellbare Teile eines Raumfahrzeugs zu verhindern, sind gesonderte Halteeinrichtungen bekannt geworden, mit welchen die relativ zueinander verstellbaren Bauteile in einer vorgegebenen Position zueinander starr gehalten und fixiert werden können. Die erfindungsgemäße Ausbildung ist in diesem Zusammenhang derart weitergebildet, dass ein raumfahrzeugfester Bauteil und ein mit dem zu orientierenden Bauteil starr verbundener Teil, insbesondere die Stellplatte, Anschlüsse für eine Haltevorrichtung zum lösbaren Fixieren der genannten Bauteile in einer miteinander fluchtenden Position aufweist. Die Haltevorrichtung kann die die Anschlüsse aufweisenden Bauteile umgreifend ausgebildet sein. Derartige Haltevorrichtungen werden auch als "hold-down and release mechanism" bezeichnet und sind beispielsweise in der EP 1 255 675 B1 beschrieben.When launching a spacecraft very high forces occur, which, if they act on the Versteilantrieb or its components, would lead to the same damage. In order to prevent the transmission of the take-off loads on adjustable parts of a spacecraft, separate holding devices have become known, with which the relatively adjustable components can be held rigidly fixed to each other in a predetermined position and fixed. The training according to the invention is further developed in this connection such that a space-vehicle-resistant component and a part rigidly connected to the component to be oriented, in particular the actuator plate, have connections for a holding device for detachably fixing said components in a mutually aligned position. The holding device may be designed to encompass the components having the connections. Such retainers are also referred to as " hold-down and release mechanism " and are described for example in EP 1 255 675 B1.

[0031] Eine besonders bevorzugte Ausbildung ergibt sich, wenn die die Anschlüsse aufweisen-den Teile ein Gehäuse für die Rotationsantriebseinrichtungen bilden.A particularly preferred embodiment is obtained when the connections comprise the parts forming a housing for the rotary drive devices.

[0032] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine erste Ausbildung der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, bei der zwei Triebwerke mit parallelen Kraftvektoren angeordnet sind, und Fig. 2 eine abgewandelte Ausbildung, bei welcher zwei Triebwerke um eine zusätzliche Achse orthogonal zur Kraftvektorrichtung des Triebwerks klappbar angebracht sind.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. 1 shows a first embodiment of the drive device according to the invention, in which two thrusters with parallel force vectors are arranged, and FIG. 2 shows a modified embodiment in which two thrusters are foldably mounted about an additional axis orthogonal to the force vector direction of the engine.

[0033] In Fig. 1 ist ein raumfahrzeugfester Bauteil, insbesondere ein Raumfahrzeugflansch, mit 1 bezeichnet. Auf dem Raumfahrzeugflansch 1 ist eine erste Rotationsantriebseinrichtung 2 montiert, mit deren rotierend antreibbaren Teil drehfest ein Lenker 3 verbunden ist. Der Lenker 3 trägt eine zur Rotationsantriebseinrichtung 2 exzentrisch angeordnete Rotationsantriebseinrichtung 4, wobei die Rotationsachse der Rotationsantriebseinrichtung 4 parallel und in Abstand zur Rotationsantriebseinrichtung 2 verläuft. Über einen weiteren Lenker 3 ist die triebwerksnahe Rotationsantriebseinrichtung 5, ebenfalls drehachsenparallel und mit definiertem Achsabstand versehen, angebracht. Die triebwerksnahe Rotationsantriebseinrichtung 5 ist mit einer Stellplatte 6 verbunden, die an eine Triebwerksplatte 8 thermisch schlecht leitend angebunden ist. Die Triebwerksplatte 8 trägt ein Triebwerk 9. Weiters sind Anschlüsse 7 für eine Haltevorrichtung ("Hold Down and Release Mechanismus") vorgesehen, die an einem raumfahrzeugfesten Teil 12 und einem Gegenstück 13 ausgebildet sind, das mit der Stellplatte 6 verbunden ist.In Fig. 1, a spacecraft-resistant component, in particular a spacecraft flange, designated 1. On the spacecraft flange 1, a first rotary drive device 2 is mounted, with the rotatably driven part rotatably a handlebar 3 is connected. The handlebar 3 carries a rotational drive device 4 arranged eccentrically with respect to the rotary drive device 2, wherein the rotational axis of the rotary drive device 4 runs parallel and at a distance from the rotary drive device 2. About another link 3, the engine-near rotary drive means 5, also provided parallel to the rotation axis and with a defined center distance mounted. The engine-near rotary drive device 5 is connected to a control plate 6, which is connected to a power plate 8 thermally poorly conductive. The engine plate 8 carries an engine 9. Further, terminals 7 for a holding device ("hold down and release mechanism") are provided, which are formed on a spacecraft fixed part 12 and a counterpart 13, which is connected to the adjusting plate 6.

[0034] Die translatorische Einstellung des Kraftvektors in der Ebene rechtwinklig zur Drehachse der Rotationsantriebseinrichtungen 2, 4 und 5, d.h. eine Parallelführung der Stellplatte 6 normal 4/8The translational adjustment of the force vector in the plane perpendicular to the rotation axis of the rotary drive devices 2, 4 and 5, i. E. a parallel guide the actuator plate 6 normal 4/8

Claims

Austrian Patent Office AT507 213 B1 2010-03-15 relative to the spacecraft, resulting from the angular positions of the two rotary drive means 2 and 4. With the rotary drive means 5, the rotational position of the control plate 6 and the engine plate 8 is adjustable. In this case, the spacing of the axes of rotation of two successive rotary drive devices is chosen to be the same in each case, so that the axis of rotation of the rotary drive device 2 in the initial position shown in FIG. 1 is aligned with the axis of the rotary drive device 5. In a further embodiment (Fig. 2), the engine-near rotary drive device 5 is connected via spring arms 11 and joints 14 with a control plate 6a, so that the engine plates 8 can be folded. The spring arms 11 in this case penetrated a recess of the adjusting plate 6a, so that the adjusting plate 6a can be folded away in the direction of the arrow 15 from the rotor 10 fixedly attached to the engine-driven rotary drive device 5. In this embodiment, the port is for the " hold down and release mechanism " 7 also between the engine plate 8 connected parts 13 and a spacecraft fixed structure 12 executed so that the load path of the launch loads directly from the spacecraft to the engine plates 8 extends and the actuators and the joints do not have the inertial loads of the engines 9 to transmit during takeoff. The activation of the folding mechanism of the adjusting plates 6 or engine plates 8, via a corresponding actuator ("Release Actuator") 16 with spring motor or other drive. This forms with the adjusting plates 6a and the motor-mounted rotary drive device 5 fixedly mounted rotor 10 until the desired triggering time of the folding mechanism a solid composite. Overall, the invention provides a simply constructed adjustment drive in which the connection of the engine plates with a space vehicle fixed structure by a clamping band or a "release actuator". is possible, so that the transmission of the starting loads does not necessarily have to be done by the rotary drive means. If the execution of the engine control unit with an axis inclined to the force vector of the engines laterally deployable engines, so also in this embodiment, the transmission of the take-off loads directly from a spacecraft fixed structure to the engine plate and the joints and rotational drive means are of the inertial loads of the engines during the start vibration of the spacecraft relieved. The region of the engine adjusting device, which performs the translational adjustment, is separated along a plane perpendicular to the axes of rotation of the rotary drive devices of the spacecraft fixed structure, so that the structural design of the individual parts of the engine control device no restrictions, for example due to spatial interference during the movement of the Engine plate, subject. Both for the rotary drive devices, as well as for the " Hold Down and Release " Equipment and also for the release device for the described hinged design space-proven standard components are available on the market, so costly developments eliminated and components proven reliability can be used, thereby increasing the reliability of the entire engine control device. Claims 1. Drive device for adjusting components of a spacecraft to be oriented, such as e.g. Engines, antennas or solar panels of a satellite, characterized in that the adjusting drive at least two, preferably three successively arranged rotary drive means (2, 4, 5) which are interconnected such that in each case one of the rotary drive means (2, 4) rotating driven link (3) to the next rotational drive means (4, 5) is connected and the axes of rotation of two successive rotary drive means (2.4, 4.5) respectively parallel and spaced from each other. 5/8 Austrian Patent Office AT507 213 B1 2010-03-15

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the first (2) of the successively arranged rotary drive means is rigidly connected to the spacecraft and the last (5) of the successively arranged rotary drive means carries the component to be oriented (9).

3. Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the component to be oriented (9) is fixed to a control plate (6, 6a) or connected thereto.

4. Drive device according to claim 3, characterized in that the adjusting plate (6a) about an axis of rotation of the rotary drive means (2,4,5) orthogonal axis is pivotally mounted.

5. Drive device according to claim 4, characterized in that the joint (14) for the pivotal fixing of the adjusting plate (6a) by means of spring arms (11) at one with the last (5) of the successively arranged rotary drive means connected rotor (10) is.

6. Drive device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a spacecraft-resistant component (12) and with the component to be oriented (9) rigidly connected part (13), in particular the control plate (6, 6a), terminals (7 ) for a holding device for releasably fixing said components (12,13) in a mutually aligned position.

7. Drive device according to claim 6, characterized in that the holding device, the terminals having the components (12, 13) is formed encompassing.

8. Drive device according to claim 6 or 7, characterized in that the connections having parts (12, 13) form a housing for the rotary drive means (2,4,5).

9. Drive device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rotary drive means (2, 4, 5) are formed by electric motors.

10. Drive device according to one of claims 1 to 9, characterized in that in more than two rotary drive means, the distance between the axes of rotation of two successive rotary drive means is selected equal. For this 2 sheets drawings 6/8