طراحی و ساخت دستگاه اندازه ­گیری ممان اینرسی جرمی

 خواص جرمی شامل جرم، مرکز جرم و تانسور ممان اینرسی جرمی از پارامترهای مهم سیستمی و همچنین دینامیک و کنترل یک سامانه­ فضایی هستند؛ اگرچه شبیه­ سازی­ های رایانه­ ای یا ساده­ سازی و شکستن یک مجموعه­ مونتاژی به زیرمجموعه­ ها می­تواند تقریب­هایی مناسب فاز طراحی اولیه فراهم کند، اما اهمیت این پارامترها و اثر آن­ها در انجام موفق مأموریت وسیله، نیاز به اندازه­گیری تجربی و دقیق آن­ها را در فازهای بعدی الزام می­کند. ابزارهای مختلفی برای اندازه­ گیری تجربی این پارامترها توسعه داده شده­ اند که یکی از مرسوم­ ترین آنها استفاده از آونگ یا پاندول دورانی برای اندازه­ گیری ممان اینرسی جرمی است.

  در دستگاه حاضر، از روش یاتاقان هوایی و تعلیق میز اندازه ­گیری بر روی بالشتکی از هوا استفاده شده است؛ برای این منظور پاندول معکوس و یک یاتاقان هوایی نیم­کروی و یک یاتاقان هوایی استوانه ­ای و همچنین یک میله ­ی پیچشی برای تعلیق و نوسان دورانی نمونه تست و میز مورد استفاده قرار گرفته است. با استفاده از اندازه­ گیری پریود نوسان، پارامترهای مورد نظر استخراج می­شود. با استفاده از این دستگاه، در هر بار تست می­توان ممان اینرسی را حول یک محور (محور دوران میز) اندازه­گیری کرد.

ظرفیت تحمل دستگاه، حداکثر 100 کیلوگرم می­باشد و دقت اندازه ­گیری این دستگاه تا 0/3 درصد مقدار اندازه ­گیری شده برای ممان اینرسی جرمی می­ باشد. هرچند می­توان برای محدوده­ های جرمی مختلف (حتی تا چند تن) نیز دستگاه اندازه­ گیری ممان اینرسی جرمی را طراحی و ساخت.