อ่าน 2 นาที
ระบบควบคุมปฏิกิริยา
ระบบ ควบคุมปฏิกิริยา ( RCS ) เป็นระบบยานอวกาศที่ใช้ เครื่องยนต์ขับดัน เพื่อ ควบคุมทิศทาง และ การเคลื่อนที่ หรืออาจใช้ ล้อปฏิกิริยา ในการควบคุมทิศทางแทน RCS ก็ได้...
ระบบควบคุมปฏิกิริยา

ระบบควบคุมปฏิกิริยา ( RCS ) เป็นระบบยานอวกาศที่ใช้เครื่องยนต์ขับดันเพื่อควบคุมทิศทางและการเคลื่อนที่หรืออาจใช้ล้อปฏิกิริยา ในการควบคุมทิศทางแทน RCS ก็ได้ การใช้แรงขับของเครื่องยนต์ที่เบี่ยงเบนไปเพื่อควบคุมทิศทางให้คงที่ของ เครื่องบินขึ้นลงในแนวดิ่งหรือระยะสั้นที่ความเร็วต่ำกว่าความเร็วในการบินของเครื่องบินปีกปกติ เช่น เครื่องบินHarrier "jump jet"ก็อาจเรียกได้ว่าเป็นระบบควบคุมปฏิกิริยาเช่นกัน[ 1 ]
ระบบควบคุมปฏิกิริยาสามารถให้แรงขับ เล็กน้อย ในทิศทางที่ต้องการหรือการรวมกันของทิศทางต่างๆ ได้ นอกจากนี้ RCS ยังสามารถให้แรงบิดเพื่อควบคุมการหมุน ( การหมุนรอบแกนแนวนอน การหมุนรอบแกนแนวตั้ง และการหมุนรอบแกนตามยาว ) ได้อีกด้วย [ 2 ]
ระบบควบคุมปฏิกิริยามักใช้การผสมผสานระหว่างเครื่องขับดันขนาดใหญ่และขนาดเล็ก ( เวอร์เนียร์ ) เพื่อให้สามารถตอบสนองได้ในระดับที่แตกต่างกัน
การใช้งาน
ระบบควบคุมการเคลื่อนที่ของยานอวกาศใช้สำหรับ:
- การควบคุมทัศนคติระหว่างขั้นตอนต่างๆ ของภารกิจ[ 3 ]
- การรักษาสถานีอวกาศให้อยู่ในวงโคจร ;
- การเคลื่อนที่อย่างใกล้ชิดระหว่าง ขั้นตอน การเทียบท่า ;
- การควบคุมทิศทางหรือ "การหันหัวเรือ" ของยาน;
- วิธีการสำรองในการลดระดับวงโคจร ;
- ใช้มอเตอร์ยกเพื่อเตรียมระบบเชื้อเพลิงสำหรับการเผาไหม้ของเครื่องยนต์หลัก
เนื่องจากยานอวกาศมีเชื้อเพลิงจำกัดและมีโอกาสน้อยที่จะเติมเชื้อเพลิงได้ จึงได้มีการพัฒนาระบบควบคุมปฏิกิริยาแบบอื่น ๆ เพื่อประหยัดเชื้อเพลิง สำหรับการรักษาวงโคจร ยานอวกาศบางลำ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่โคจรในวงโคจรซิงโครนัสทางภูมิศาสตร์ ) ใช้ เครื่องยนต์ ที่มีแรงขับจำเพาะ สูง เช่นเครื่องยนต์อาร์คเจ็ ต เครื่องยนต์ไอออนหรือเครื่องยนต์ฮอลล์เอฟเฟกต์เพื่อควบคุมทิศทาง ยานอวกาศบางลำ รวมถึง สถานีอวกาศ นานาชาติ (ISS ) ใช้ล้อโมเมนตัมซึ่งหมุนเพื่อควบคุมอัตราการหมุนของยาน
ตำแหน่งของเครื่องยนต์ขับดันบนยานอวกาศ

แคปซูลอวกาศเมอร์คิวรี และ โมดูลกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เจมินีต่างใช้กลุ่มหัวฉีดเพื่อควบคุมทิศทาง ตำแหน่ง ของ เครื่องยนต์ขับดันนั้นเยื้องจากจุดศูนย์กลางมวลทำให้เกิดแรงบิดเพื่อหมุนแคปซูล แคปซูลเจมินียังสามารถปรับเส้นทางการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศได้โดยการหมุน ซึ่งจะช่วยกำหนดทิศทางของแรงยกที่เยื้องจากจุดศูนย์กลาง เครื่องยนต์ขับดันของเมอร์คิวรีใช้ เชื้อเพลิงโมโนโพรเพลแลน ต์ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ซึ่งจะกลายเป็นไอน้ำเมื่อถูกดันผ่าน ตะแกรง ทังสเตนและเครื่องยนต์ขับดันของเจมินีใช้ เชื้อเพลิง ไฮเปอร์โกไลต์โมโนเมทิลไฮดราซีนที่ถูกออกซิไดซ์ด้วยไนโตรเจนเตตระออกไซด์
ยานอวกาศเจมินีติดตั้งระบบควบคุมทิศทางและการบังคับเลี้ยวในวงโคจรแบบไฮเปอร์โกไล ต์ ทำให้เป็นยานอวกาศที่มีลูกเรือลำแรกที่มีทั้ง ความสามารถ ในการเคลื่อนที่ในแนวราบและการหมุน การควบคุมทิศทางในวงโคจรทำได้โดยการจุดระเบิดเครื่องยนต์ขับดันขนาด 25 ปอนด์ (110 นิวตัน) จำนวน 8 คู่ ซึ่งติดตั้งอยู่รอบเส้นรอบวงของโมดูลอะแดปเตอร์ที่ส่วนท้ายสุด การควบคุมการเคลื่อนที่ในแนวราบทำได้โดยเครื่องยนต์ขับดันขนาด 100 ปอนด์ (440 นิวตัน) จำนวน 4 ตัวที่ติดตั้งอยู่รอบเส้นรอบวงที่ส่วนหน้าของโมดูลอะแดปเตอร์ (ใกล้กับจุดศูนย์กลางมวลของยานอวกาศ) เครื่องยนต์ขับดันขนาด 85 ปอนด์ (380 นิวตัน) จำนวน 2 ตัวที่ชี้ไปข้างหน้าในตำแหน่งเดียวกัน ให้การเคลื่อนที่ไปด้านหลัง และเครื่องยนต์ขับดันขนาด 100 ปอนด์ (440 นิวตัน) จำนวน 2 ตัวที่ติดตั้งอยู่ที่ส่วนท้ายของโมดูลอะแดปเตอร์ ให้แรงขับดันไปข้างหน้า ซึ่งสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนวงโคจรของยานได้ โมดูลการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของยานเจมินี ยังมีระบบควบคุมการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศแยกต่างหาก ซึ่งประกอบด้วยเครื่องยนต์ขับดัน 16 ตัว ติดตั้งอยู่ที่ฐานของส่วนหัว เพื่อควบคุมการหมุนในระหว่างการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ
โมดูลบัญชาการอะพอลโลมีชุดเครื่องยนต์ขับดันไฮเปอร์โกไลต์ 12 ชุด สำหรับควบคุมทิศทางและควบคุมการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในทิศทางตรงกันข้ามกับยานเจมินี
ยานบริการอะพอลโลและยานลงจอดบนดวงจันทร์ แต่ละลำมีเครื่องยนต์ขับดันไฮเปอร์โกไลต์ R-4Dจำนวน 16 ชุดจัดเรียงเป็นกลุ่มภายนอกกลุ่มละ 4 ชุด เพื่อใช้ในการควบคุมการเคลื่อนที่และการวางตัว กลุ่มเครื่องยนต์เหล่านี้ตั้งอยู่ใกล้กับจุดศูนย์กลางมวลเฉลี่ยของยาน และจะถูกจุดระเบิดเป็นคู่ในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อควบคุมการวางตัว
ยานโซยุซมีเครื่องยนต์ขับดันสำหรับเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลังอยู่คู่หนึ่งที่ด้านท้าย ส่วนเครื่องยนต์ขับดันที่ทำงานต้านการเคลื่อนที่ก็ติดตั้งอยู่คู่กันที่บริเวณกลางลำยาน (ใกล้จุดศูนย์กลางมวล) โดยชี้ออกไปด้านนอกและไปข้างหน้า เครื่องยนต์เหล่านี้ทำงานเป็นคู่เพื่อป้องกันไม่ให้ยานหมุน ส่วนเครื่องยนต์ขับดันสำหรับทิศทางด้านข้างก็ติดตั้งอยู่ใกล้กับจุดศูนย์กลางมวลของยานเช่นกัน โดยติดตั้งเป็นคู่ๆ
ตำแหน่งของเครื่องยนต์ขับดันบนยานอวกาศ

ยานอวกาศX-15 ที่โคจรในระดับต่ำกว่าวง โคจร และยานฝึกการบินอวกาศNF-104 ASTซึ่งทั้งสองลำมีจุดประสงค์ที่จะเดินทางไปยังระดับความสูงที่ทำให้พื้นผิวควบคุมทางอากาศพลศาสตร์ใช้งานไม่ได้ ได้กำหนดแบบแผนสำหรับตำแหน่งของเครื่องยนต์ขับดันบนยานมีปีกที่ไม่ได้มีไว้สำหรับเทียบท่าในอวกาศ กล่าวคือ ยานที่มีเฉพาะเครื่องยนต์ขับดันควบคุมทิศทางเท่านั้น เครื่องยนต์ขับดันสำหรับควบคุมการเอียงและการหมุนจะอยู่ที่ส่วนหน้าของยาน ด้านหน้าห้องนักบิน และแทนที่ระบบเรดาร์มาตรฐาน ส่วนเครื่องยนต์ขับดันสำหรับควบคุมการหมุนจะอยู่ที่ปลายปีก ยานX-20ซึ่งจะโคจรในวงโคจร ก็ยังคงใช้แบบแผนนี้ต่อไป
ต่างจากยานลำอื่นๆ ยานอวกาศสเปซชัตเติลออร์บิเตอร์มีเครื่องยนต์ขับดันจำนวนมากกว่ามาก ซึ่งจำเป็นต่อการควบคุมทิศทางของยานทั้งในวงโคจรและในช่วงแรกของการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ รวมถึงการดำเนินการนัดพบและเชื่อมต่อในวงโคจร เครื่องยนต์ขับดันของสเปซชัตเติลถูกจัดกลุ่มไว้ที่ส่วนหัวของยานและบนแต่ละส่วนของ ระบบควบคุมการทรงตัวในวงโคจร (Orbital Maneuvering System หรือ OMS) ด้านท้ายทั้งสองข้าง ไม่มีหัวฉีดใดๆ ขวางกั้นแผ่นกันความร้อนที่ด้านล่างของยาน แต่หัวฉีด RCS ที่ควบคุมการเอียงขึ้น (positive pitch) นั้นติดตั้งอยู่ด้านข้างของยานและเอียงลงด้านล่าง ส่วนเครื่องยนต์ขับดันที่ควบคุมการเอียงลง (negative pitch) ซึ่งหันลงด้านล่างนั้นตั้งอยู่ใน ส่วนของ OMSที่ติดตั้งอยู่ในส่วนหาง/ส่วนท้ายของยาน
ระบบสถานีอวกาศนานาชาติ
สถานีอวกาศนานาชาติใช้ไจโรสโคปโมเมนต์ควบคุมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า (CMG)สำหรับการควบคุมทิศทางหลัก โดยมีระบบขับเคลื่อน RCS เป็นระบบสำรองและเสริม[ 5 ]
ลิงก์ภายนอก
- NASA.gov
- ข้อมูลระบบควบคุมการเคลื่อนที่ของกระสวยอวกาศ (Space Shuttle RCS) ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 24 พฤษภาคม 2552 ที่Wayback Machine
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ระบบควบคุมปฏิกิริยา
ระบบ ควบคุมปฏิกิริยา ( RCS ) เป็นระบบยานอวกาศที่ใช้ เครื่องยนต์ขับดัน เพื่อ ควบคุมทิศทาง และ การเคลื่อนที่ หรืออาจใช้ ล้อปฏิกิริยา ในการควบคุมทิศทางแทน RCS ก็ได้...
การใช้งาน
ระบบควบคุมการเคลื่อนที่ของยานอวกาศใช้สำหรับ:
ตำแหน่งของเครื่องยนต์ขับดันบนยานอวกาศ
แคปซูล อวกาศ เมอร์คิวรี และ โมดูลกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เจมินี ต่างใช้กลุ่มหัวฉีดเพื่อ ควบคุมทิศทาง ตำแหน่ง ของ เครื่องยนต์ขับดันนั้นเยื้องจาก จุดศูนย์กลางมวล ทำให้เกิด แรงบิด เพื่อหมุนแคปซูล...
ระบบสถานีอวกาศนานาชาติ
สถานี อวกาศนานาชาติ ใช้ ไจโรสโคปโมเมนต์ควบคุมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า (CMG) สำหรับการควบคุมทิศทางหลัก โดยมีระบบขับเคลื่อน RCS เป็นระบบสำรองและเสริม [ 5 ]