6.8K
2313
航天器天平動(dòng)
重力梯度穩定是航天器或自然天體在中心天體的引力場(chǎng)作用下具有穩定的平衡姿態(tài)，從而能夠保持對中心天體定向的性質(zhì)。在自然界中，月球有一面總是朝著(zhù)地球，就是因為月球在地球的重力梯度力矩作用下獲得了重力梯度穩定。
如果航天器的三個(gè)主慣量矩不相等，由于作用在航天器各部分質(zhì)量上的地球或其他天體引力有差異，其合力矩一般不為零，該合力矩稱(chēng)為重力梯度力矩。航天器的某些姿態(tài)下重力梯度力矩等于零，為平衡姿態(tài)。這些平衡姿態(tài)有的是穩定的，有的是不穩定的。工程上總是選取穩定的平衡姿態(tài)作為航天器運行的標稱(chēng)姿態(tài)。
被動(dòng)穩定的航天器當偏離其平衡姿態(tài)時(shí)（因初始姿態(tài)不同于平衡姿態(tài)或者在外力矩作用下偏離原來(lái)的平衡姿態(tài)），重力梯度力矩作為恢復力矩，將形成無(wú)阻尼振蕩，使航天器在平衡姿態(tài)周?chē)魍鶑驼袷帲ㄏ駟螖[那樣繞最大慣量軸不停地擺動(dòng)），這種周期性振蕩稱(chēng)為天平動(dòng)。航天器天平動(dòng)周期很長(cháng)，與軌道周期屬于同一數量級。
為了提高航天器的指向精度，需要對天平動(dòng)進(jìn)行阻尼。天平動(dòng)阻尼的本質(zhì)是將航天器姿態(tài)運動(dòng)的轉動(dòng)動(dòng)能轉化為熱能散到太空中，使其運動(dòng)趨于最小能量狀態(tài)的平衡點(diǎn)。
