Fırlanan mexanizm günəş panellərini günəşə doğru istiqamətləndirir. Günəş paneli fırlanma sistemi. Elektron dönmə sistemləri
RU 2322373 patentinin sahibləri:
İxtiralar günəş panellərindən (SB) istifadə edərək kosmik gəmilərin (SC) enerji təchizatı ilə bağlıdır. Təklif olunan üsul günəş panellərinin fırlanma oxunun və Günəşə istiqamətinin yaratdığı müstəvi ilə normalın onların işıqlandırılmış səthinə uyğunlaşmasına uyğun olan iş vəziyyətinə gətirilməsini nəzərdə tutur. Eyni zamanda, günəşin elektromaqnit şüalanmasının və yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlıqları ölçülür, günəş aktivliyinin başlama anlarını və bu hissəciklərin kosmik gəminin səthinə gəlməsini müəyyənləşdirir. Bundan əlavə, bu hissəciklərin axınlarının kosmik gəmiyə mənfi təsirinin prekursorlarının görünmə anları müəyyən edilir. Bu anlarda kosmik gəminin bort batareyaları maksimum həddə qədər doldurulur. Hissəcik axınının sıxlığı həddi aşdıqda, günəş panelləri günəş panellərinin səthinə hissəcik axınlarının təsirinin minimum sahəsinə uyğun olaraq müəyyən edilmiş normal və Günəş istiqaməti arasındakı bucaqda yerləşdirilir. Kosmik gəminin göyərtəsində elektrik enerjisi çatışmazlığı batareyaların boşaldılması hesabına ödənilir. Bu batareyaların minimum icazə verilən doldurulma səviyyəsinə çatdıqda, onlar yükdən ayrılırlar. Hissəciklərin kosmik gəmiyə təsiri başa çatdıqdan sonra SB panelləri öz iş vəziyyətinə qaytarılır. Təklif olunan idarəetmə sisteminə yuxarıda təsvir edilən əməliyyatları yerinə yetirmək üçün lazımi bloklar və onların arasında əlaqələr daxildir. Bundan əlavə, günəş sistemindən tələb olunan cərəyanı təyin etmək üçün bir blok, yüksək enerjili hissəciklərin kosmik gəmiyə mənfi təsirinin xəbərdarçılarının görünmə anlarını təyin etmək üçün bir blok və elektrik enerjisinin icazə verilən yük səviyyəsini təyin etmək üçün bir blok daxildir. batareyalar. İxtiraların texniki nəticəsi günəş panelinin Günəşdən gələn bu axınlar istiqamətindən “qoruyucu” dönmə bucağını maksimuma çatdırmaqla yüksək enerjili hissəcik axınlarının günəş panelinin işçi səthinə mənfi təsirini zəiflətməkdir. 2 n.p. f-ly, 1 xəstə.
İxtira kosmik texnologiya sahəsinə, yəni kosmik gəmilərin (SC) enerji təchizatı sistemlərinə (SES) aiddir və onların günəş panellərinin (SB) mövqeyini idarə etmək üçün istifadə edilə bilər.
Analoq kimi qəbul edilən SB panellərinin mövqeyini idarə etmək üçün məlum bir üsul var (bax, s. 190-194). Metodun mahiyyəti aşağıdakı kimidir. SB panelləri elə istiqamətləndirilib ki, onların işıqlandırılan işçi səthinə normal ilə Günəşə istiqamət arasındakı bucaq minimum dəyər olsun ki, bu da SB-dən maksimum elektrik axını təmin edir.
Günəş sisteminin yüksək səmərəliliyini təmin etmək üçün əksər kosmik gəmilər Günəşə avtomatik oriyentasiya sistemi ilə təchiz edilmişdir. Belə sistemə günəş sensorları, məntiqi çevirən qurğular və günəş sisteminin mövqeyini idarə edən elektrik ötürücüləri daxildir.
Bu metodun və kosmik gəminin SB mövqeyinə nəzarət sisteminin dezavantajı, onların hərəkətlərinin SB panellərinin işçi səthlərinə ətraf mühit amillərinin (EFF) mənfi təsirindən qorunmasını təmin etməməsidir, məsələn, qazlardan qaçan qorunma kimi. işləyən reaktiv mühərriklər (RE). ) kosmik gəmi (bax, səh. 311-312; , s. 2-27) və yüksək günəş dövrlərində günəş elektromaqnit radiasiyasının (EMR) kosmik şüalarının yüksək enerjili proton və elektron axını fəaliyyət (bax, səh. 323; , s. .31, 33).
Prototip kimi qəbul edilən ən yaxın analoq, təsvir olunan peyk peykinin mövqeyini idarə etmək üsuludur. Metodun mahiyyəti aşağıdakı kimidir.
SB panelləri normalın SB panellərinin fırlanma oxunun yaratdığı müstəvi ilə onun işıqlandırılmış işçi səthinə uyğunlaşmasına və Günəşə istiqamətə uyğun olaraq kosmik gəminin elektrik enerjisi ilə təmin olunmasını təmin edən iş vəziyyətinə çevrilir. Bundan sonra, FVS-nin SB-nin işçi səthinə mənfi təsirinin başlama anı müəyyən edilir və SB panelləri göstərilən amillərin təsiri başlayana qədər fırlanır və SB panelləri öz vəziyyətlərinə qaytarılır. göstərilən təsir başa çatdıqdan sonra iş mövqeyi. Bunun üçün günəş elektromaqnit radiasiyasının cərəyan axınının sıxlığı ölçülür və ölçülmüş dəyərlər əsasında günəş fəaliyyətinin başlama anı və hissəciklərin yüksək enerji səviyyəsinə çatdığı zaman anı müəyyən edilir. kosmik gəminin səthi müəyyən edilir. Müəyyən bir vaxtda yüksək enerjili hissəciklərin - protonların və elektronların axınının sıxlığı ölçülür və ölçülən dəyərlər hədd dəyərləri ilə müqayisə edilir. Ölçülmüş dəyərlər proton və elektron axınlarının həddi dəyərlərini aşarsa, günəş paneli panelləri işıqlandırılan iş səthinin normalı ilə Günəşə istiqaməti arasındakı bucaqda fırlanır α s_min, minimum sahəsinə uyğundur. yüksək enerjili hissəcik axınlarının günəş panelinin səthinə təsiri, əlaqə ilə müəyyən edilir:
α s min =arccos(I n /I m),
harada I n - kosmik gəmi istehlakçılarından yük cərəyanı;
I m - günəş panellərinin işıqlandırılmış işçi səthi günəş şüalarına perpendikulyar yönəldildikdə yaranan maksimum cərəyan,
bu halda, ölçülmüş dəyərlərin göstərilən yüksək enerjili hissəciklərin axını sıxlığının yuxarı həddi aşdığı zaman anı SB panellərinin dönməyə başladığı zaman anı və zaman anı kimi qəbul edilir. yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığı yuxarı hədddən aşağı olduqda, SB panellərinin öz iş mövqeyinin həddi dəyərinə qayıtmağa başladığı vaxt anı kimi qəbul edilir.
ISS SES sistemindəki SB-lər elektrik enerjisinin əsas mənbəyidir və onun bort istehlakçılarının, o cümlədən ISS-nin göyərtəsində ikinci dərəcəli elektrik enerjisi mənbələri olan doldurulan batareyaların (AB) işləməsini təmin edir (bax). SB-ni çevirməklə, FVS axını ilə SB-nin işçi səthlərinin zədələnmə sahəsi azalır. Zərərli FWS axını boyunca SB panellərini tamamilə yerləşdirmək mümkün deyil, çünki kosmik gəmini və onun akkumulyatorlarını günəş enerjisi sistemi tərəfindən yaradılan elektrik enerjisi ilə təmin etmək lazımdır, - buna əsaslanaraq, günəş enerjisini çevirərək yüksək enerjili hissəciklərin axını ilə günəş enerjisi panellərinin təsirinə məruz qalan ərazi minimuma endirilir. sistem α s min bucaq altında, bort istehlakçılarını enerji ilə təmin etmək üçün zəruri və kifayətdir.
Kosmik gəminin bort sistemlərinin işləməsi üçün lazımi kifayətliyə əsaslanaraq, istehlakçılardan gələn yük I n cari cərəyandan çox olmamalıdır. SB-dən gələn cərəyan I ifadə ilə müəyyən edildiyi üçün (bax, s. 109)
burada I m günəş panellərinin işıqlandırılan işçi səthi günəş şüalarına perpendikulyar yönəldildikdə yaranan maksimum cərəyandır;
α Günəş sisteminin normal iş səthi ilə Günəşə istiqaməti arasındakı cari bucaqdır,
onda cari α bucağı düsturla hesablanan α s min dəyərindən çox olmamalıdır:
Prototip kimi qəbul edilən bu metodun həyata keçirilməsi üçün SB mövqeyə nəzarət sistemi, sərt substratda dörd fotovoltaik batareya (BF 1, BF 2, BF 3, BF 4), bir SB olan SB-də təsvir edilmişdir və ehtiva edir. fırlanma cihazı (UPSB); gücləndirici-çevirici cihaz (ACD); Günəşə doğru SB oriyentasiyası üçün idarəetmə bloku (BUOSBS); SB-ni müəyyən bir mövqeyə çevirmək üçün blok (BRSBZP); iki cərəyan tənzimləyicisi (PT 1, PT 2), AB vahidi (BAB); batareya üçün şarj cihazı (ZRU AB); batareyanın doldurulması üçün əmrlər yaratmaq üçün qurğu (BFKZ AB); yük cərəyanı sensoru (LCS); enerji təchizatı sisteminin idarəetmə bloku (avtobuslar); enerji təchizatı avtobusu (SE); cari günəş EMR axınının sıxlığını ölçmək üçün vahid (BIPEMI); günəş aktivliyinin aşkarlanması vahidi (BOSA); hissəciklərin kosmik gəmiyə təsir anını təyin edən blok (BOMVVCH); yüksək enerjili hissəcik axınlarının sıxlığını ölçmək üçün vahid (HIPPCHVE); yük cərəyanları (BOMVUSBTNZ) əsasında SB nəzarətinin başlama anını təyin etmək üçün blok; Yük cərəyanları üçün SB idarəetmə bloku (BUSBTNZ). Bu halda, SB, BF 1 və BF 4 çıxışlarını birləşdirən ilk çıxışı vasitəsilə UPSB-nin birinci girişinə, ikinci çıxış vasitəsilə isə BF 2 və BF 3 çıxışlarını birləşdirərək birləşdirilir. UPSB-nin ikinci girişinə. BUOSBS və BRSBZP çıxışları müvafiq olaraq UPU-nun birinci və ikinci girişlərinə qoşulur, onların çıxışı öz növbəsində UPSB-nin üçüncü girişinə qoşulur. UPSB-nin birinci və ikinci çıxışları müvafiq olaraq PT 1 və PT 2 girişlərinə, PT 1 və PT 2 çıxışları isə SE-yə qoşulur. BAB AB qapalı keçid qurğusu vasitəsilə girişi ilə ŞE-yə qoşulur. Bu zaman AB paylayıcı qurğusu özünün birinci girişi ilə müəyyən edilmiş avtobusa, qəza çıxışı isə AB paylayıcı qurğunun ikinci girişinə qoşulur, onun girişi isə öz növbəsində ŞE-yə qoşulur. Çıxışı ilə BAB BFKZ AB-nin birinci girişinə, BUSES-in birinci çıxışı isə göstərilən blokun ikinci girişinə qoşulur. BFKZ AB-nin çıxışı ZRU AB-nin üçüncü girişinə qoşulur. BUSES-in ikinci və üçüncü çıxışları müvafiq olaraq BUOSBS və BRSBZP-nin birinci girişlərinə birləşdirilir. UPSB-nin üçüncü çıxışı BUOSBS və BRSBZP-nin ikinci girişlərinə qoşulur. BIPEMI çıxışı BOSA girişinə qoşulur, onun birinci çıxışı öz növbəsində BOMVVCH girişinə qoşulur. BOMVVCH və BIPPChVE-nin çıxışları müvafiq olaraq BOMVUSBTNZ blokunun birinci və ikinci girişlərinə, BIPPCHVE-nin girişi isə BOSA-nın ikinci çıxışına qoşulur. BOMVUSBTNZ-in çıxışı BUSES-in girişinə bağlıdır. Dördüncü çıxışı olan BUSES BUSBTNZ-nin birinci girişinə, DTN-nin ikinci çıxışı isə BUSBTNZ-nin ikinci girişinə qoşulur. BUSBTNZ çıxışı UPU-nun üçüncü girişinə qoşulur. Bundan əlavə, UPSB-nin üçüncü çıxışı BUSBTNZ-nin üçüncü girişinə qoşulur.
Kosmik gəminin enerji təchizatı rejimində sistem aşağıdakı kimi işləyir.
UPSB elektrik enerjisinin SB-dən PT 1 və PT 2-yə tranzit ötürülməsinə xidmət edir. SES enerji təchizatı avtobusunda gərginliyin sabitləşdirilməsi RT-lərdən biri tərəfindən həyata keçirilir. Eyni zamanda, digər RT güc tranzistorları bağlı vəziyyətdədir. Bu halda SB generatorları qısaqapanma rejimində işləyir. Yükün gücü günəş enerjisi generatorlarının qoşulma gücündən çox olduqda, başqa bir RT gərginlik sabitləşdirmə rejiminə keçir və istifadə olunmayan generatorların enerjisi günəş elektrik stansiyasının enerji təchizatı avtobusuna verilir. Müəyyən dövrlərdə, yükün gücü batareyanın gücünü aşa biləcəyi zaman, akkumulyator qurğusu batareya blokunun boşaldılması səbəbindən kosmik gəminin göyərtəsində elektrik enerjisi çatışmazlığını kompensasiya edir. Bu məqsədlər üçün batareyanın boşaldılması tənzimləyicisi batareyanın boşaldılması tənzimləyicisi kimi xidmət edir.
Müəyyən edilmiş tənzimləyiciyə əlavə olaraq, batareya doldurucuda batareyanın doldurulması tənzimləyicisi də var. Şarj tənzimləyicisi batareyanın həddindən artıq gücü olduqda batareyanın doldurulma cərəyanını (I cl ± 1)A səviyyəsində məhdudlaşdırır, burada I cl nominal doldurma cərəyanıdır, batareyanın həddindən artıq gücü olduqda və gərginliyi tənzimləməklə SES avtobusunda gərginliyi sabitləşdirir. batareyanın doldurulma cərəyanı (I nc ±1)A. Batareya kommutatorunda göstərilən doldurma-boşaltma dövrlərini həyata keçirmək üçün DTN-dən məlumat istifadə olunur. Eyni zamanda, DVT SES-ə elə bağlanır ki, o, təkcə bortda olan istehlakçılardan yük cərəyanını ölçmür, həm də batareyanın doldurulma cərəyanını nəzərə alır. BAB-ın yüklənməsi BFKZ AB vasitəsilə ZRU AB tərəfindən həyata keçirilir.
Kosmik gəminin enerji təchizatı rejimində işləmə ilə eyni vaxtda sistem günəş panelləri panellərinin təyyarələrinin mövqeyinə nəzarət problemini həll edir.
AVTOBUSLARIN əmri ilə BUSBS bloku günəş sisteminin Günəşə istiqamətini idarə edir. BUOSBS kosmik gəminin hərəkət və naviqasiya idarəetmə sistemi (VCS) əsasında həyata keçirilə bilər (bax). Bu halda, peyk idarəetmə alqoritmi üçün giriş məlumatı aşağıdakılardır: gəminin kinematik konturunun alqoritmləri ilə müəyyən edilmiş kosmik gəmi ilə əlaqəli koordinat oxlarına nisbətən vahid istiqamət vektorunun Günəşə olan mövqeyi; UPSB-də quraşdırılmış bucaq sensorlarından (AS) α bucağının cari ölçülmüş dəyərləri şəklində əldə edilən kosmik gəminin gövdəsinə nisbətən SB mövqeyi. Bu halda, α-nın dəyəri həmişə cari normaldan SB-nin işçi səthinə qədər ölçülür (yəni, SB Günəşə doğru yönəldildikdə, α minimaldır). İdarəetmə alqoritminin çıxış məlumatı UPSB-nin çıxış şaftının oxuna nisbətən SB-nin fırlanması əmrləri və fırlanmanın dayandırılması əmrləridir. UPSB pultları təhlükəsizlik sisteminin mövqeyi haqqında diskret siqnallar verir. Diskret ölçü peykin oriyentasiyasının düzgünlüyünü müəyyən edir.
Kosmik gəmi oriyentasiyasının normal rejimində, kosmik gəminin əlaqəli oxlarına nisbətən Günəşin hərəkət istiqaməti dəyişməz olduqda, SB Günəşin hərəkəti istiqamətində bir bucaq ilə irəliləyərək Günəş istiqamətinə nisbətən təyin olunur. pultun bir neçə diskretinə uyğundur. Sonra batareya, Günəş kosmik gəminin orbitdəki hərəkəti səbəbindən müvafiq bucaq altında SB-yə nisbətən "irəli hərəkət edənə" qədər bu vəziyyətdə qalır. Bundan sonra fırlanma dövrü bərpa olunur.
BRSBZP proqram parametrlərinə uyğun olaraq BUSES-lərin köməyi ilə SB-yə nəzarət edir. Proqram parametrlərinə əsaslanan SB nəzarət alqoritmi batareyanı istənilən müəyyən edilmiş vəziyyətdə quraşdırmaq imkanı verir. Bunun üçün əvvəlcə BUOSBS-ə SB-nin ilkin vəziyyətinə qoyulması barədə siqnal verilir. Sonra, BUSBZP istifadə edərək, α z bucağı ilə lazımi dönüş həyata keçirilir. Eyni zamanda, BRSBZP-də fırlanma bucağına nəzarət etmək üçün UPSB pultundan alınan məlumatlar da istifadə olunur.
UPU BUOSBS, BRSBZP, BUSBTNZ və UPSB arasında interfeys rolunu oynayır.
BIPEMI günəşin elektromaqnit şüalanmasının (EMR) cari axınlarını F10.7 günəş aktivliyi indeksinə uyğun olaraq davamlı olaraq ölçür və onları BOSA-ya ötürür. BOSA-da, cari dəyərləri müəyyən edilmiş hədd dəyərləri ilə müqayisə edərək, günəş fəaliyyətinin başlanğıcı müəyyən edilir. BOSA-nın ilk çıxışından BOMVHF-nin girişinə gələn əmrə əsasən, göstərilən sonuncu blokda kosmik gəmiyə yüksək enerjili hissəciklərin mümkün təsirinin başlama anı müəyyən edilir. BOSA-nın ikinci çıxışından BIPPCHVE-nin girişi vasitəsilə yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçməyə başlamaq üçün əmr verilir. Kosmik gəmiyə hissəciklərin mümkün təsirinin başlama anı haqqında məlumat BOMVVCH-nin çıxışından BOMVUSBTNZ-ə onun ilk girişi vasitəsilə ötürülür. BIPPCHVE-dən yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülmüş dəyəri BOMVUSBTNZ-nin ikinci girişinə ötürülür.
BOMVUSBTNZ-də, FVS-nin mənfi təsirinin faktiki qiymətləndirilməsi, BOMVUSBTNZ tərəfindən müəyyən edilmiş vaxt nöqtəsindən başlayaraq, təsir xarakteristikasının cari ölçülmüş dəyərinin həddi dəyərlərlə müqayisəsi yolu ilə həyata keçirilir. BOMVUSBTNZ çıxışında əmr almaq üçün zəruri şərt iki siqnalın olmasıdır - BOMVVCH və BIPPCHVE çıxışlarından. BOMVUSBTNZ çıxışında AVTOBUSLARA göndərilən “yük cərəyanlarına əsaslanaraq enerji təchizatının idarə edilməsinə başlamaq” əmri yaradılır.
BOMVUSBTNZ BUSES-ə əmr verdikdə, BOMVUSBTNZ-dən alınan əmr BUOSBS və BRSBZP-ni aktivləşdirmək əmrlərindən daha yüksək prioritetə malikdir. Buna görə də, göstərilən əmri qəbul edərək, BUSES aşağı prioritet blokları UPSB nəzarətindən ayırır və BUSBTNZ-ni birləşdirir.
BOMVUSBTNZ-dən gələn əmr BUSES girişində sıfıra qaytarıldıqdan sonra sonuncu öz işinin məntiqini yenidən qurur. İcra olunan kosmik gəminin uçuş proqramından asılı olaraq, SB nəzarəti üçün üstünlük BUOSBS və ya BRSBZP bloklarından birinə verilir.
BUSBTNZ (2) ifadəsindən istifadə edərək α s_min bucağını təyin edir. Göstərilən bucağı hesablamaq üçün DTN-dən alınan I n-nin ölçülmüş dəyərləri istifadə olunur. Bundan əlavə, UPSB pultundan göstərilən blok SB fırlanma bucağının α cari dəyəri haqqında məlumat alır. α s_min bucağının qiymətini təyin edərək, BUSBTNZ-ə daxil edilmiş alqoritm onu α bucağının cari qiyməti ilə müqayisə edir, α və α s_min arasında uyğunsuzluq bucağını və SB idarəetmə sürücüsünü işə salmaq üçün lazımi sayda nəzarət impulslarını hesablayır. Nəzarət impulsları idarəetmə blokuna ötürülür. UPU-da göstərilən impulsları çevirdikdən və gücləndirdikdən sonra onlar UPS-in girişinə gəlir və sürücünü hərəkətə gətirirlər.
Prototip kimi qəbul edilmiş onun həyata keçirilməsi metodu və sistemi əhəmiyyətli çatışmazlığa malikdir - onlar günəş panelinin səthinin yüksək enerjili hissəcik axınlarının mənfi təsirlərindən tam qorunmasını təmin etmir və eyni zamanda, günəş panellərinin hazırlanması üçün xüsusi əməliyyatlar həyata keçirməklə bu mənfi təsirin azaldılması üçün əlavə imkanlardan istifadə Kosmik gəminin yüksək enerjili hissəcik axınlarının kosmik gəmiyə mənfi təsiri şəraitində işləməsi.
Onun həyata keçirilməsi üçün təklif olunan metod və sistemin qarşısında duran vəzifə yüksək enerjili hissəcik axınlarının SB səthinə mənfi təsirini azaltmaqdır. Bunun üçün SES kosmik gəmisində xüsusi hazırlıq əməliyyatları həyata keçirməklə və SB-yə nəzarət etməklə bu hissəciklərin axınından mənfi təsirlənən SB-nin sahəsini azaltmaq nəzərdə tutulur.
Texniki nəticə onunla əldə edilir ki, kosmik gəminin günəş panellərinin vəziyyətinə nəzarət metodunda, o cümlədən günəş panellərinin iş vəziyyətinə çevrilməsi, kosmik gəminin elektrik enerjisinin normaya uyğunlaşdırılmasına uyğunluğunun təmin edilməsidir. günəş panellərinin fırlanma oxundan əmələ gələn müstəvi ilə işıqlandırılan işçi səthi və Günəşə istiqaməti, günəş elektromaqnit şüalanmasının cərəyan axınının sıxlığını ölçən, günəş fəaliyyətinin başladığı zaman anını təyin edən, yüksək enerjili hissəciklərin kosmik gəminin səthinə çatdığı vaxt, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülməsi, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülən qiymətlərinin eşik dəyərləri ilə müqayisəsi, günəş panellərinin batareyaları arasındakı bucaqla çevrilməsi ölçülmüş qiymətlər anında kosmik gəmini elektrik enerjisi ilə təmin edərkən günəş panellərinin səthinə yüksək enerjili hissəcik axınlarının minimum təsir sahəsinə uyğun olaraq onların işıqlandırılmış iş səthinin normalı və Günəşə istiqaməti yüksək enerjili hissəcik axınının sıxlığının həddi aşması və günəş panellərinin yüksək enerjili hissəcik axınlarının sıxlığının həddən aşağı düşdüyü anda işləmə vəziyyətinə qayıtması, əlavə olaraq müəyyən edilir. yüksək enerjili hissəcik axınlarının kosmik gəmiyə mənfi təsirinin prekursorlarının görünməsi, yüksək enerjili hissəcik axınlarının kosmik gəmiyə mənfi təsirinin prekursorlarının meydana çıxması zamanı Cihaz kosmik gəminin enerji təchizatı batareyalarını doldurur. sistemin maksimum yük səviyyəsinə qədər; yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülən dəyərləri onlarla müqayisədə həddi aşarsa, günəş panelləri işıqlandırılmış iş səthi ilə normal arasındakı bucaq qədər fırlanır. Günəşə istiqamət, günəş panellərinin səthinə yüksək enerjili hissəcik axınının minimum təsir sahəsinə uyğun gələn α s_min_AB-ə çatır, eyni zamanda kosmik gəmini günəş və enerji təchizatı sisteminin təkrar doldurulan batareyalarından elektrik enerjisi ilə təmin edir. əlaqə:
α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),
burada I n kosmik gəmi istehlakçılarından gələn yük cərəyanıdır,
I m - günəş panellərinin işıqlandırılan işçi səthi günəş şüalarına perpendikulyar yönəldildikdə yaranan maksimum cərəyan,
I AB - batareyaların cari icazə verilən boşalma cərəyanı,
və kosmik gəminin göyərtəsində yaranan elektrik enerjisi çatışmazlığı batareyaların boşaldılması, batareyaların doldurulma səviyyəsinin monitorinqi ilə kompensasiya edilir və batareyaların doldurulma səviyyəsinin minimum icazə verilən dəyərinə çatdıqda, icazə verilən boşalma cərəyanının cari dəyəri batareyalar sıfırlanır və batareyalar xarici yükdən ayrılır.
Bundan əlavə, problem onunla həll edilir ki, kosmik gəminin günəş panellərinin mövqeyinə nəzarət etmək üçün sistemdə dörd fotovoltaik batareya quraşdırılmış günəş batareyası, günəş panellərini fırlatmaq üçün bir cihaz, gücləndirici- konvertasiya qurğusu, günəş panellərinin Günəşə istiqamətləndirilməsi üçün idarəetmə bloku, günəş panellərini verilmiş mövqeyə çevirən blok, iki cərəyan tənzimləyicisi, akkumulyator dəsti, batareya doldurucusu, batareyaları doldurmaq üçün əmr generasiya qurğusu, yük cərəyanı sensor, enerji təchizatı sisteminin idarəetmə bloku, enerji təchizatı avtobusu, günəş elektromaqnit radiasiyasının cərəyan axınının sıxlığını ölçmək üçün qurğu, günəş aktivliyini təyin etmək üçün bir blok, hissəciklərin təsir anını təyin etmək üçün bir blok. kosmik gəmi, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçmək üçün bir blok, yük cərəyanları ilə günəş batareyalarının idarə edilməsinin başlama vaxtını təyin etmək üçün bir blok, günəş batareyalarının yük cərəyanları ilə idarə edilməsi bloku, günəş isə batareyanın birincisi vasitəsilə iki fotovoltaik batareyanın çıxışlarını birləşdirən çıxış günəş panelinin fırlanma qurğusunun birinci girişinə, digər iki fotovoltaik batareyanın çıxışlarını birləşdirən ikinci çıxış vasitəsilə isə ikinci girişə qoşulur. günəş panelinin fırlanma qurğusu və günəş panellərinin Günəşə istiqamətləndirilməsini idarə edən qurğuların çıxışları və günəş panellərini müəyyən bir mövqeyə çevirən çıxışlar, müvafiq olaraq, çıxışı gücləndirici-çevirici cihazın birinci və ikinci girişlərinə birləşdirilir. , öz növbəsində, günəş panelinin fırlanma qurğusunun üçüncü girişinə, günəş panelinin fırlanma qurğusunun birinci və ikinci çıxışları müvafiq olaraq birinci və ikinci tənzimləyicilərin cərəyanının girişlərinə və cərəyanın çıxışlarına birləşdirilir. tənzimləyicilər kosmik gəminin enerji təchizatı avtobusuna qoşulur, akkumulyator bloku öz girişi ilə akkumulyatorun doldurucusu vasitəsilə enerji təchizatı avtobusuna qoşulur, batareya doldurucusu isə ilk girişi ilə göstərilən avtobusa qoşulur və batareyalar üçün şarj cihazının ikinci girişi, bir yük cərəyanı sensoru bağlanır, bu da öz növbəsində enerji təchizatı avtobusuna qoşulur, batareya bloku çıxışı ilə şarj üçün əmrlər yaratmaq üçün qurğunun birinci girişinə qoşulur. batareyalar və enerji təchizatı sisteminin idarəetmə blokunun ilk çıxışı göstərilən bölmənin ikinci girişinə qoşulur , batareyaları doldurmaq üçün əmrlər yaratmaq üçün qurğunun çıxışı batareya doldurucunun üçüncü girişinə, ikinci və üçüncü girişə qoşulur. enerji təchizatı sisteminin idarəetmə blokunun çıxışları günəş panellərinin Günəşə doğru istiqamətləndirilməsi və günəş panellərinin müəyyən bir mövqeyə fırlanması üçün idarəetmə bloklarının birinci girişlərinə birləşdirilir, günəş panellərinin fırlanma cihazının üçüncü çıxışı birləşdirilir. günəş panellərinin Günəşə doğru istiqamətləndirilməsi və günəş panellərinin müəyyən bir mövqeyə fırlanması üçün idarəetmə bloklarının ikinci girişlərinə, günəş elektromaqnit radiasiyasının cərəyan axınının sıxlığını ölçmək üçün blokun çıxışı günəş panellərinin girişinə birləşdirilir. Günəş aktivliyini təyin etmək üçün blok, onun ilk çıxışı öz növbəsində hissəciklərin kosmik gəmiyə təsir anını təyin etmək üçün blokun girişi ilə, zaman anını təyin etmək üçün blokun çıxışları ilə bağlıdır. hissəciklərin kosmik gəmiyə təsiri və yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçmək üçün blok, günəş panellərinin yüklə idarə edilməsinin başlama vaxtını təyin etmək üçün müvafiq olaraq blokun birinci və ikinci girişlərinə birləşdirilir. cərəyanlar və yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçmək üçün blokun girişi günəş aktivliyini təyin etmək üçün blokun ikinci çıxışına, günəş panellərinin idarə olunmağa başladığı zaman anını təyin etmək üçün blokun çıxışına qoşulur. yük cərəyanları ilə enerji təchizatı sisteminin idarəetmə blokunun girişinə qoşulur, onun dördüncü çıxışı, öz növbəsində, günəş panellərinin blokunun idarə edilməsinin birinci girişinə yük cərəyanları ilə qoşulur, üçüncü giriş və çıxış günəş panelinin fırlanma qurğusunun üçüncü çıxışına və gücləndirici-çevirici qurğunun üçüncü girişinə, müvafiq olaraq, günəş panellərindən tələb olunan cərəyanı təyin etmək üçün blok, yüksək enerjinin mənfi təsirinin zaman prekursorlarının anlarını təyin etmək üçün bir blok birləşdirilir. -kosmik gəmidəki enerji hissəcikləri və batareyanın doldurulması səviyyəsinin icazə verilən dəyərlərini təyin etmək üçün qurğu, günəş panellərindən tələb olunan cərəyanı təyin etmək üçün qurğunun birinci və ikinci girişləri və çıxışları müvafiq olaraq, ikinci çıxışa qoşulur. yük cərəyanı sensoru, batareya doldurucusunun ikinci çıxışı və yük cərəyanları ilə günəş batareyasının idarəetmə blokunun ikinci girişi, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçmək üçün qurğunun çıxışları və sıxlığını ölçmək üçün qurğu. Günəş elektromaqnit radiasiyasının cari axını da müvafiq olaraq bağlıdır
Təklif olunan metodun mahiyyəti aşağıdakı kimidir.
Təhlükəsizlik Şurasının yüksək enerjili hissəcik axınlarının mənfi təsiri istiqamətindən birbaşa qoruyucu dönüşü yüksək enerjili hissəcik axınlarının sıxlığı müəyyən edilmiş müəyyən həddi aşdıqda həyata keçirilir. Eyni zamanda, mühafizə tədbirlərinin bilavasitə həyata keçirilməsinə qədər həyata keçirilən ilkin addımlar kimi Yerə yaxın kosmosun mövcud vəziyyətinin və cari günəş aktivliyinin davamlı monitorinqi və təhlükəli radiasiya meyarlarının yerinə yetirilib-yetirilməməsi aparılır. vəziyyət, xüsusən də Milli Okean və Atmosfer Administrasiyası (NOAA) tərəfindən hazırlanmış günəş aktivliyinin monitorinqi üçün meyarlar təhlil edilir ) (sm. ). Bu halda qeyd-şərtsiz təhlükə meyarlarının hələ də yerinə yetirilmədiyi, lakin əvvəlki təhlükə həddinə artıq çatdığı vəziyyətlər nəzərdən keçirilən mənfi təsirin “prekursor” halları hesab edilməlidir.
Yüksək enerjili hissəcik axınlarının kosmik gəmiyə mənfi təsirinin prekursorları meydana çıxdıqda, kosmik gəminin AB SES-nin maksimum yüklənməsi həyata keçirilir. Bu, gələcəkdə yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülmüş dəyərləri onlarla müqayisədə həddi aşdıqda, SB panellərinin işçi səthlərini axın istiqamətindən uzaqlaşdırmağa imkan verir. kosmik gəminin göyərtəsində yaranan elektrik çatışmazlığı akkumulyatorun boşalması ilə kompensasiya olunmaq şərti ilə bu hissəcikləri mümkün olan maksimum açıya çatdırın. Bu halda, SB qoruyucu qapağın bucağının α s_min_AB dəyəri aşağıdakı əlaqə ilə müəyyən edilir:
burada I m günəş panellərinin işıqlandırılmış işçi səthi günəş şüalarına perpendikulyar istiqamətləndirildikdə yaranan maksimum cərəyandır,
I SB - SB-dən tələb olunan cərəyan.
Bu halda, SB I SB-dən tələb olunan cərəyan, kosmik gəminin BAB SES-in enerjisindən istifadə imkanları nəzərə alınmaqla, kosmik gəminin istehlakçılarını təmin etmək üçün SB tərəfindən yaradılmalı olan minimum tələb olunan cərəyan kimi müəyyən edilir ( məsələn, AB SES-in boşaldılması səbəbindən kosmik gəminin göyərtəsində yaranan elektrik enerjisi çatışmazlığını kompensasiya edərkən, nisbətlərə əsasən:
burada I n kosmik gəmi istehlakçılarından gələn yük cərəyanıdır,
I batareya - SES kosmik gəmisinin akkumulyatorunun cari maksimum icazə verilən boşalma cərəyanı.
Metodunu həyata keçirmək üçün rəsmdə göstərilən və aşağıdakı blokları ehtiva edən bir sistem təklif olunur:
1 - SB, dörd fotovoltaik batareyanın yerləşdiyi gövdənin sərt substratında;
2, 3, 4, 5 - BF 1, BF 2, BF 3, BF 4;
8 - BUOSBS;
9 - BRSBZP;
10, 11 - RT 1 və RT 2;
13 - ZRU AB;
14 - BFKZ AB;
16 - AVTOBUSLAR;
18 - BIPEMI;
20 - BOMVHF;
21 - BIPPCHVE;
22 - BOMVUSBTNZ;
23 - BUSBTNZ;
24 - yüksək enerjili hissəciklərin kosmik gəmiyə mənfi təsirinin xəbərçisi olan zaman anlarını təyin etmək üçün blok (BOMVPNVCH),
25 - günəş panellərindən tələb olunan cərəyanı təyin etmək üçün blok (BOPTSB),
26 - batareyanın doldurulması səviyyəsinin icazə verilən dəyərlərini təyin etmək üçün blok (BZDZUZSB).
Bu halda, SB (1) ilk çıxışı vasitəsilə BF 1 (2) və BF 4 (5) çıxışlarını birləşdirərək, UPSB-nin birinci girişinə (6) və ikinci çıxış vasitəsilə birləşdirilir. UPSB-nin (6) ikinci girişinə qoşulmuş BF 2 (3) və BF 3 (5) çıxışları. BUOSBS (8) və BRSBZP (9) çıxışları müvafiq olaraq UPU-nun (7) birinci və ikinci girişlərinə qoşulur, onların çıxışı öz növbəsində UPSB-nin (6) üçüncü girişinə qoşulur. . UPSB-nin (6) birinci və ikinci çıxışları müvafiq olaraq PT 1 (10) və PT 2 (11) girişlərinə, PT 1 (10) və PT 2 (11) çıxışları isə SE-yə qoşulur. (17). BAB (12) AB (13) qapalı keçid qurğusu vasitəsilə girişi ilə SE (17) ilə birləşdirilir. Bu halda, AB paylayıcı qurğusu (13) ilk girişi ilə göstərilən avtobusa, qəza çıxışı (15) isə girişi birləşdirilən AB paylayıcı qurğunun (13) ikinci girişinə birləşdirilir. ŞE-yə çevirin (17). BAB (12) çıxışı ilə BFKZ AB-nin (14) birinci girişinə, BUSES-lərin (16) birinci çıxışı isə göstərilən blokun ikinci girişinə qoşulur. BFKZ AB-nin (14) çıxışı ZRU AB-nin (13) üçüncü girişinə qoşulur. BUSES (16) ikinci və üçüncü çıxışları müvafiq olaraq BUSBS (8) və BRSBZP (9) birinci girişlərinə qoşulur. UPSB-nin (6) üçüncü çıxışı BUOSBS (8) və BRSBZP (9) ikinci girişlərinə qoşulur. BIPEMI çıxışı (18) BOSA girişinə (19) qoşulub. BOSA-nın (19) ilk çıxışı BOMVVCH (20) girişinə qoşulur. BOMVVCH (20) və BIPPChVE (21) çıxışları müvafiq olaraq BOMVUSBTNZ blokunun (22) birinci və ikinci girişlərinə birləşdirilir. BIPPCHVE-nin (21) girişi BOSA-nın (19) ikinci çıxışına bağlıdır. BOMVUSBTNZ (22) çıxışı BUSES-in (16) birinci girişinə qoşulur. Dördüncü çıxışı ilə BUSES (16) BUSBTNZ-nin (23) birinci girişinə qoşulur. UPSB-nin (6) üçüncü çıxışı BUSBTNZ-nin (23) üçüncü girişinə qoşulur. BUSBTNZ (23) çıxışı UPU-nun üçüncü girişinə (7) qoşulur. BOPTSB-nin (25) birinci girişi DVT-nin (15) ikinci çıxışına qoşulur. BOPTSB-nin (25) ikinci girişi AB-nin (13) ikinci çıxışına qoşulur. BOPTSB-nin (25) çıxışı BUSBTNZ-nin (23) ikinci girişinə qoşulur. BIPPCHVE-nin (21) çıxışı BOMVPNVCH-nin (24) birinci girişinə qoşulur. BIPEMI-nin (18) çıxışı BOMVPNVCH-nin (24) ikinci girişinə qoşulur. BOMVPNVCH (24) çıxışı BUSES-in (16) ikinci girişinə qoşulur. BZDZUZSB-nin (26) birinci və ikinci çıxışları müvafiq olaraq BFKZ AB-nin (14) üçüncü girişinə və ZRU AB-nin (13) dördüncü girişinə qoşulur.
Şəkildə həmçinin nöqtəli xətt ilə UPSB-nin (6) SB korpusu (1) ilə akkumulyator sürücüsünün çıxış şaftı vasitəsilə mexaniki əlaqəsi göstərilir.
Kosmik gəminin enerji təchizatı rejimində sistem aşağıdakı kimi işləyir. UPSB (6) SB (1)-dən PT 1 (10) və RT 2 (11)-ə elektrik enerjisinin tranzit ötürülməsinə xidmət edir. SES enerji təchizatı avtobusunda gərginliyin sabitləşdirilməsi RT-lərdən biri tərəfindən həyata keçirilir. Eyni zamanda, digər RT güc tranzistorları bağlı vəziyyətdədir. Generatorlar SB (1) (BF 1 - BF 4) bu halda qısaqapanma rejimində işləyir. Yükün gücü günəş enerjisi generatorlarının (1) qoşulma gücündən çox olduqda, başqa bir RT gərginliyin sabitləşmə rejiminə keçir və istifadə olunmayan generatorların enerjisi günəş elektrik stansiyasının enerji təchizatı avtobusuna verilir. Müəyyən dövrlərdə, yükün gücü SB (1) gücünü aşa bildikdə, AB (13) AB blokunun (12) boşaldılması səbəbindən kosmik gəminin bortunda elektrik enerjisi çatışmazlığını kompensasiya edir. Bu məqsədlər üçün batareyanın boşaldılması tənzimləyicisi (13) batareyanın boşaldılması tənzimləyicisi kimi xidmət edir, o, xüsusən batareyanın doldurulma səviyyəsinə nəzarət edir və dəyəri tədarük olunan batareyanın doldurulması səviyyəsinin icazə verilən minimum dəyərinə çatdıqda. BZDZUZSB-dən (26) akkumulyator keçid qurğusuna (13), xarici yükdən BAB-ı (12) söndürür. Bu halda, batareyanın tənzimləyici açarı (13), batareyanın cari doldurulma səviyyəsinə əsaslanaraq, batareyanın icazə verilən boşalma cərəyanının cari dəyərini təyin edir və onun ikinci çıxışına verir (batareyanı (12) batareyadan ayırmaq rejimində). xarici yük, bu dəyər sıfırdır).
Müəyyən edilmiş tənzimləyicidən əlavə, akkumulyatorun doldurulma qurğusunda (13) batareyanın doldurulması tənzimləyicisi də var. AB-də (13) yükləmə-boşaltma dövrlərini həyata keçirmək üçün DTN-dən (15) məlumat istifadə olunur. BAB-nin (12) yüklənməsi BFKZ AB (14) vasitəsilə ZRU AB (13) tərəfindən həyata keçirilir. Metal-hidrogen batareyaları üçün bu, təsvir edilmişdir. Nəticə ondan ibarətdir ki, akkumulyator korpusunda hidrogenin sıxlığı batareyaların içərisində quraşdırılmış təzyiq sensorları və batareya qutularında olan temperaturlar vasitəsilə müəyyən edilir. Öz növbəsində, hidrogenin sıxlığı batareyanın doldurulma səviyyəsini müəyyənləşdirir. Batareyada hidrogen sıxlığı müəyyən edilmiş səviyyədən aşağı düşdükdə onu doldurmaq, maksimum sıxlıq səviyyəsinə çatdıqda isə şarjı dayandırmaq əmri verilir. Göstərilən batareyanın doldurulma səviyyələri BFKZ AB (14) əmrləri ilə tənzimlənir, batareyanın icazə verilən maksimum şarj səviyyəsinin dəyərləri isə BZDZUZSB (26) ilə BFKZ AB (14)-ə verilir. Batareyaların maksimum doldurulmuş vəziyyətdə saxlanması onların vəziyyətinə mənfi təsir göstərir və batareyalar batareyaların doldurulması əməliyyatının yalnız dövri olaraq həyata keçirildiyi cari özünü boşaltma rejimində saxlanılır (məsələn, Yamal-ın SES-ə nəzarət edərkən). 100 kosmik gəmi - bir neçə gündə bir dəfə, şarj səviyyəsi maksimum səviyyənin 30% BAB azaldıqda).
Kosmik gəminin enerji təchizatı rejimində işləmə ilə eyni vaxtda sistem günəş paneli panellərinin təyyarələrinin mövqeyinə nəzarət problemini həll edir (1).
BUSES-dən (16) verilən əmr əsasında BUSBS bloku (8) SB-nin (1) Günəşə istiqamətini idarə edir. BUOSBS (8) VESSEL kosmik gəmisi əsasında həyata keçirilə bilər (bax). Bu halda, peyk idarəetmə alqoritmi üçün giriş məlumatı aşağıdakılardır: gəminin kinematik konturunun alqoritmləri ilə müəyyən edilmiş kosmik gəmi ilə əlaqəli koordinat oxlarına nisbətən vahid istiqamət vektorunun Günəşə olan mövqeyi; UPSB pultu (6) ilə α bucağının cari ölçülmüş dəyərləri şəklində əldə edilən kosmik gəminin gövdəsinə nisbətən SB mövqeyi. İdarəetmə alqoritminin çıxış məlumatı SB-nin UPSB-nin çıxış şaftının oxuna nisbətən fırlanması əmrləri (6), fırlanmanın dayandırılması əmrləridir. UPSB pultu (6) SB-nin (1) mövqeyi haqqında diskret siqnallar istehsal edir.
BIPEMI (18) günəş EMR-nin cari axınlarını ölçür və onları BOSA-ya (19) ötürür. BOSA-da (19), cari dəyərləri verilmiş həddi dəyərlərlə müqayisə edərək, günəş aktivliyinin başlanğıcı müəyyən edilir. BOSA-nın (19) ilk çıxışından BOMVVCH-nin (20) girişinə gələn əmrə əsasən, göstərilən sonuncu blokda kosmik gəmiyə yüksək enerjili hissəciklərin təsirinin mümkün başlanğıc anı göstərilir. müəyyən edilmişdir. BOSA-nın (19) ikinci çıxışından BIPPCHVE-nin (21) girişi vasitəsilə yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçməyə başlamaq üçün əmr verilir.
BIPPChVE (21) çıxışından yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülmüş qiyməti BOMVPNVP-nin (24) birinci girişinə və BOMVUSBTNZ-nin (22) ikinci girişinə ötürülür. Cari günəş EMR axınlarının ölçülmüş dəyərləri BOMVPNVCH-nin (24) ikinci girişinə BIPEMI-nin (18) çıxışından verilir.
BOMVPNVCh (24) yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığında dəyişikliklərin dinamikasını qiymətləndirir və hissəciklərin kosmik gəmiyə mənfi təsirinin xəbərçisi sayıla biləcək vəziyyətləri müəyyən edir. Belə vəziyyətlər yüksək enerjili hissəciklərin ölçülmüş axınının sıxlığı müəyyən edilmiş kritik dəyərləri aşdıqda və onun daha da artması tendensiyası olduqda olur. Belə halların müəyyən edilməsi və müəyyən edilməsi zamanı BIPEMI-dən alınan günəş EMR axını məlumatlarından da istifadə olunur (18). BOMVPNVCh-də (24) belə prekursor vəziyyətləri qeydə alarkən bu blokun çıxışında siqnal yaradılır və BUSES-in (16) ikinci girişinə göndərilir.
AVTOBUSLARIN (16) ikinci girişindəki əmrə əsasən, bu bölmə BFKZ AB-yə (14) əmr göndərir, ona uyğun olaraq bu bölmə qapalı keçid qurğusu AB (13) vasitəsilə BAB-ı (12) maksimuma doldurur. şarj səviyyəsi. Eyni zamanda, metal-hidrogen batareyaları üçün (bax), batareyaların içərisində quraşdırılmış təzyiq sensorlarından və batareya qutularında temperaturdan istifadə edərək, akkumulyator qutusundakı hidrogenin sıxlığı müəyyən edilir, ondan batareyanın doldurulma səviyyəsi müəyyən edilir. Maksimum sıxlıq səviyyəsinə çatdıqda, şarjın dayandırılması əmri verilir.
DTN (15) və qapalı keçid batareyasının (13) ikinci çıxışlarından BOPTSB (25) girişləri kosmik gəminin I n istehlakçılarından yük cərəyanının cari dəyərlərini və icazə verilən boşalma cərəyanını alır. batareya I AB. BOPTSB-nin (25) bu dəyərlərindən istifadə edərək, (4), (5) münasibətlərindən istifadə edərək, I SB-nin dəyərini - SB-dən tələb olunan cərəyanın cari minimum icazə verilən dəyərini təyin edir (istehlakçıların enerjidən istifadə etmə ehtimalını nəzərə alaraq). BAB (12)) və onu ikinci BUSBTNZ (23) girişinə verir.
Kosmik gəmiyə hissəciklərin təsirinin mümkün başlama vaxtı haqqında məlumat BOMVVCH-nin (20) çıxışından BOMVUSBTNZ-ə (22) onun ilk girişi vasitəsilə ötürülür. BOMVUSBTNZ-də (22), FVS-nin mənfi təsirinin faktiki qiymətləndirilməsi, BOMVUSBTNZ (20) tərəfindən müəyyən edilmiş vaxt nöqtəsindən başlayaraq, təsir xarakteristikasının cari ölçülmüş dəyərinin həddi qiymətlərlə müqayisəsi yolu ilə həyata keçirilir. BOMVUSBTNZ (22) çıxışında əmr almaq üçün zəruri şərt iki siqnalın olmasıdır - BOMVVCH (20) və BIPPCHVE (21) çıxışlarından.
BOMVUSBTNZ (22) BUSES-in (16) birinci girişinə əmr verdikdə, bu blok dördüncü çıxışında SB BUSBTNZ (23) idarəetməsinə qoşulan əmr yaradır.
BUSBTNZ (23) (3) ifadəsi ilə α s_min_AB bucağını təyin edir. Göstərilən bucağı hesablamaq üçün BOPTSB-dən (25) alınan SB-dən tələb olunan cərəyanın cari dəyəri istifadə olunur. Bundan əlavə, UPSB pultundan (6) göstərilən blok SB fırlanma bucağının α cari dəyəri haqqında məlumat alır. α s_min_AB bucağının qiymətini təyin edərək, BUSBTNZ-ə daxil edilmiş alqoritm (23) onu α bucağının cari dəyəri ilə müqayisə edir və α və α s_min_AB arasındakı uyğunsuzluq bucağını və idarəetmə sürücüsünü aktivləşdirmək üçün lazımi sayda nəzarət impulslarını hesablayır. SB (1). İdarəetmə impulsları idarəetmə blokuna (7) ötürülür. UPU-da (7) göstərilən impulsları çevirdikdən və gücləndirdikdən sonra UPS-in (6) girişinə gəlir və sürücünü hərəkətə gətirir.
BOMVUSBTNZ (22) BUSES-in (16) birinci girişinə əmr vermədikdə, bu blok yerinə yetirilən kosmik gəminin uçuş proqramından asılı olaraq, SB (1) idarəsini BUOSBS (8) və bloklardan birinə ötürür. BRSBZP (9).
BUSBS-nin (8) işləməsi yuxarıda təsvir edilmişdir.
BRSBZP (9) proqram parametrlərinə uyğun olaraq SB (1)-ni idarə edir. Proqram parametrlərinə uyğun olaraq SB idarəetmə alqoritmi (1) batareyanı istənilən müəyyən edilmiş mövqedə quraşdırmaq imkanı verir α=α z . Bu halda, BRSBZP-də (9) fırlanma bucağını idarə etmək üçün UPSB pultundan (6) məlumat istifadə olunur.
BOMVUSBTNZ (22) və BOMVPNVCh (24) tətbiqi həm kosmik gəminin idarəetmə mərkəzinin aparat və proqram təminatı əsasında, həm də kosmik gəminin bortunda mümkündür. BOMVUSBTNZ (22) və BOMVPNVCH (24) çıxışlarında “yük cərəyanları əsasında enerji təchizatına nəzarət etməyə başlayın” və “yüksək enerjili hissəciklərin mənfi təsirinə hazırlıq rejimində günəş enerjisi sisteminə nəzarət etməyə başlayın” əmrləri kosmos gəmisi” müvafiq olaraq AVTOBUSLARA (16) göndərilən formalaşdırılır, bu zaman sonuncu əmr AVTOBUSLAR (16) tərəfindən funksional olaraq akkumulyatoru maksimum doldurma səviyyəsinə doldurmaq əmri kimi qəbul edilir.
AVTOBUSLARIN (16) həyata keçirilməsinə misal olaraq yer stansiyasından (ES) və bort avadanlığından (BA) ibarət Yamal-100 kosmik gəmisinin xidmət idarəetmə kanalının (SCU) bort sistemlərinin radio vasitələri ola bilər (bax. təsviri). Xüsusilə, BA SKU GS SKU ilə birlikdə kosmik gəminin bort rəqəmsal kompüter sisteminə (OBDS) rəqəmsal məlumatın (DI) verilməsi və sonradan təsdiqlənməsi problemini həll edir. BTsVS öz növbəsində BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23), BFKZ AB (14) bloklarına nəzarət edir.
BUSES-in (16) bu həyata keçirilməsində SKU BA-nın məlumat mübadiləsi baxımından qarşılıqlı əlaqəsi MIL-STD-1553 interfeysinə uyğun olaraq əsas mübadilə kanalı (MEC) vasitəsilə həyata keçirilir. BCWS abunəçisi olaraq bir cihaz istifadə olunur - BA SKU-dan interfeys vahidi (UB). BCWS prosessoru məlumat paketinin mövcudluğunu müəyyən etmək üçün vaxtaşırı BS vəziyyətini sorğulayır. Əgər paket mövcuddursa, prosessor məlumat mübadiləsinə başlayır.
UPU (7) BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23) və UPSB (6) arasında interfeys rolunu oynayır və rəqəmsal siqnalları analoqa çevirməyə və sonuncunu gücləndirməyə xidmət edir.
BUSBTNZ (23) kosmik gəminin bort bölməsidir, əmrləri BUSES (16)-dan gəlir. BUSBTNZ (23), BOPTSB (25), BZDZUZSB (26) tətbiqi BTsVS kosmik gəmisi əsasında həyata keçirilə bilər (bax,).
Beləliklə, sistemin fundamental bloklarının həyata keçirilməsi nümunəsi nəzərdən keçirilir.
Təklif olunan ixtiraların texniki təsirini təsvir edək.
Təklif olunan texniki həllər günəş panelinin “qoruyucu” lapelinin Günəş istiqamətindən həyata keçirildiyi anlarda yüksək enerjili hissəcik axınlarının günəş sisteminin işçi səthinə mənfi təsirinin azaldılmasını təmin edir. Bu, bu hissəciklərin axınlarından mənfi təsirlənən SB-nin işçi səthinin sahəsini azaltmaqla, Günəşə doğru olan istiqamətdən SB-nin işçi səthinə normal bucağını maksimuma çatdırmaqla əldə edilir. kosmik gəminin elektrik enerjisi ilə təmin edilməsi tələbinin yerinə yetirilməsini təmin etmək. Dönmə bucağının maksimumlaşdırılması, kosmik gəminin günəş enerjisi sisteminin əvvəllər batareyanın maksimum doldurulması vəziyyətinə gətirilməsi ilə əldə edilir ki, bu da günəşin "qoruyucu" dönüşünün maksimum mümkün bucağını həyata keçirməyə imkan verir. istiqamətdən Günəşə doğru hüceyrə. Məsələn, akkumulyatorun maksimum səviyyəyə doldurulması əməliyyatından sonra Yamal-100 kosmik gəmisinin SES-ə nəzarət edərkən, batareyanın mümkün boşalma cərəyanında artım təxminən 30%, sonra bucaqda müvafiq artım olduğunu nəzərə alsaq. batareyanın "qoruyucu" qapağının və nəticədə SB-nin iş səthinə yüksək enerjili hissəcik axınının mənfi təsirinin azalması əhəmiyyətli bir dəyərdir.
ƏDƏBİYYAT
1. Eliseev A.S. Kosmosa uçuş texnologiyası. Moskva, "Maşınqayırma", 1983.
2. Rauschenbach G. Günəş panellərinin dizaynı üçün kitabça. Moskva, Energoatomizdat, 1983.
3. SHUTTLE və ISS-nin birgə əməliyyatları zamanı uçuş qaydaları. Tom S. Uçuş Əməliyyatları Müdirliyi. adına Kosmik Mərkəz Lyndon B. Johnson. Hyuston, Texas, əsas versiya, 11/8/2001.
4. Kosmik gəmilərin enerji təchizatı sistemi. Texniki təsvir. 300GK.20Yu. 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
5. Mərkəz B.I., Lyzlov N.Yu., Metal-hidrogen elektrokimyəvi sistemlər. Leninqrad. "Kimya", Leninqrad filialı, 1989.
6. Kosmik gəmilərin hərəkətinə nəzarət və naviqasiya sistemi. Texniki təsvir. 300GK.12Yu. 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
7. Qalperin Yu.İ., Dmitriev A.V., Zeleni L.M., Panasyuk L.M. Kosmik havanın aviasiya və kosmik uçuşların təhlükəsizliyinə təsiri. “Uçuş 2001”, səh.27-87.
8. Kosmik texnologiya üzrə mühəndislik arayışı. SSR Müdafiə Nazirliyinin nəşriyyatı, M., 1969.
9. Qrilikes V.A., Orlov P.P., Popov L.B. Günəş enerjisi və kosmik uçuşlar. Moskva, "Elm", 1984.
10. Yamal kosmik gəmisinin xidmət idarəetmə kanalının yer stansiyası. Manual. ZSKUGK.0000-FİLİZ. RSC Energia, 2001.
11. Yamal kosmik gəmisinin xidmət idarəetmə kanalının bort avadanlığı. Texniki təsvir. 300GK.15Yu. 0000A201-OTO. RSC Energia, 2002.
12. Kovtun V.S., Solovyov S.V., Zaikin S.V., Gorodetsky A.A. Kosmik gəminin günəş panellərinin mövqeyinə nəzarət üsulu və onun həyata keçirilməsi sistemi. 24 mart 2003-cü il tarixli 2003108114/11 nömrəli ərizəyə əsasən RF patenti 2242408
1. Kosmik gəminin günəş panellərinin vəziyyətinin idarə edilməsi, o cümlədən günəş panellərinin kosmik gəmiyə elektrik enerjisi verilməsini təmin edən və onların işıqlandırılan işçi səthinə normanın təyyarə ilə uyğunlaşmasına uyğun olan iş vəziyyətinə çevrilməsi üsulu. günəş panellərinin fırlanma oxu və Günəşə istiqaməti ilə əmələ gələn, günəş elektromaqnit radiasiyasının cari axınının sıxlığının ölçülməsi, günəş aktivliyinin başladığı anın müəyyən edilməsi, yüksək enerjili hissəciklərin çatdığı zaman anının müəyyən edilməsi. kosmik gəminin səthi, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülməsi, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülən qiymətlərinin eşik dəyərləri ilə müqayisəsi, günəş panellərini normal və onların işıqlandırılan iş səthi arasında bir açı ilə çevirmək. Günəşə doğru istiqamət, günəş panellərinin səthinə yüksək enerjili hissəcik axınının minimum təsir sahəsinə uyğundur, eyni zamanda kosmik gəmini elektrik enerjisi ilə təmin edir, yüksək enerjili hissəcik axınının ölçülmüş dəyərləri anında sıxlıq həddi aşır və günəş panelləri yüksək enerjili hissəcik axınlarının sıxlığının həddən aşağı düşdüyü anda öz iş vəziyyətinə qayıdırlar, bununla xarakterizə olunur ki, onlar əlavə olaraq sələflərin əmələ gəlməsi anlarını müəyyən edirlər. yüksək enerjili hissəcik axınlarının kosmik gəmiyə mənfi təsiri görünür və müəyyən edilmiş vaxtlarda kosmik gəminin enerji təchizatı sisteminin batareyaları, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığının ölçülmüş dəyərləri maksimum yük səviyyəsinə qədər doldurulur. onlarla müqayisədə həddi dəyərlər, günəş panelləri işıqlandırılmış iş səthinin normalı ilə Günəşə istiqaməti α s_min_AB arasındakı bucaq çatana qədər fırlanır ki, bu da yüksək axınların minimum təsir sahəsinə uyğundur. Günəş panellərinin səthindəki enerji hissəcikləri, eyni zamanda kosmik gəmini enerji təchizatı sisteminin günəş və təkrar doldurulan batareyalarından elektrik enerjisi ilə təmin edir və nisbəti ilə müəyyən edilir.
α s_min_AB =arccos (maks(0, I n -I AB )/I m),
burada I n kosmik gəmi istehlakçılarının yük cərəyanıdır;
I m - günəş panellərinin işıqlandırılan işçi səthi günəş şüalarına perpendikulyar yönəldildikdə yaranan maksimum cərəyan;
I AB - təkrar doldurulan batareyaların cari icazə verilən boşalma cərəyanı və kosmik gəminin göyərtəsində yaranan elektrik enerjisi çatışmazlığı təkrar doldurulan batareyaların doldurulma səviyyəsinə nəzarət edilərkən və bunun minimum icazə verilən dəyərinə çatdıqdan sonra təkrar doldurulan batareyaların boşaldılması ilə kompensasiya edilir. səviyyədə, təkrar doldurulan batareyaların icazə verilən boşalma cərəyanının cari dəyəri sıfırlanır və batareyaları xarici yükdən ayırır.
2. Kosmik gəminin günəş panellərinin mövqeyinə nəzarət sistemi, bunlar panellərə quraşdırılmış dörd fotovoltaik günəş paneli, o cümlədən qeyd olunan günəş panellərinin fırlanması üçün cihaz, gücləndirici-çevirici qurğu, oriyentasiya üçün idarəetmə bloku. günəş panelləri Günəşə doğru, günəş panellərini müəyyən bir vəziyyətə çevirmək üçün qurğu, iki cərəyan tənzimləyicisi, akkumulyator paketi, batareya doldurucusu, batareyaları doldurmaq üçün əmr generasiya qurğusu, yük cərəyanı sensoru, enerji təchizatı sisteminin idarəetmə bloku, enerji təchizatı avtobusu, günəş elektromaqnit radiasiyasının cərəyan axınının sıxlığını ölçmək üçün qurğu, günəş aktivliyini aşkar edən qurğu, yüksək enerjili hissəciklərin kosmik gəmiyə təsir anının təyini vahidi, axının sıxlığını ölçmək üçün vahid yüksək enerjili hissəciklər, günəş batareyalarının yük cərəyanları ilə idarə edilməsinin başlanması anını təyin etmək üçün bir cihaz, günəş batareyalarının yük cərəyanları ilə idarə edilməsi vahidi, günəş batareyası isə ilk çıxışı vasitəsilə, çıxışlarını birləşdirən iki fotovoltaik batareya, günəş paneli fırlanma cihazının birinci girişinə, digər iki fotovoltaik batareyanın çıxışlarını birləşdirən ikinci çıxış vasitəsilə günəş paneli fırlanma cihazının ikinci girişinə və çıxışlarına qoşulur. günəş panellərinin Günəşə doğru istiqamətləndirilməsi və günəş panellərinin müəyyən bir mövqeyə fırlanması üçün idarəetmə qurğuları müvafiq olaraq gücləndirici-çevirici cihazın birinci və ikinci girişlərinə qoşulur, onların çıxışı öz növbəsində birləşdirilir. günəş panelinin fırlanma qurğusunun üçüncü girişinə günəş panelinin fırlanma qurğusunun birinci və ikinci çıxışları müvafiq olaraq birinci və ikinci cərəyan tənzimləyicilərinin girişlərinə, cərəyan tənzimləyicilərinin çıxışları isə gücə qoşulur. kosmik gəminin təchizat şini, akkumulyator qurğusu onun girişi ilə, akkumulyatorun doldurucusu vasitəsilə, enerji təchizatı avtobusuna, batareya doldurucusu isə ilk girişi ilə göstərilən avtobusa və batareya doldurucunun ikinci girişinə qoşulur. batareyalar, bir yük cərəyanı sensoru bağlanır, bu da öz növbəsində enerji təchizatı avtobusuna qoşulur, batareya bloku çıxışı ilə batareyaları doldurmaq üçün əmrlər yaratmaq üçün blokun ilk girişinə və ilk çıxışına qoşulur. enerji təchizatı sisteminin idarəetmə bloku göstərilən blokun ikinci girişinə, batareyaları doldurmaq üçün blok yaradan komandaların çıxışı batareya doldurucunun üçüncü girişinə, enerji təchizatı sisteminin idarəetmə blokunun ikinci və üçüncü çıxışlarına qoşulur. günəş panellərinin Günəşə doğru istiqamətləndirilməsi və günəş panellərinin müəyyən bir mövqeyə fırlanması üçün idarəetmə bloklarının birinci girişlərinə, günəş panellərinin fırlanma qurğusunun üçüncü çıxışı blokların ikinci girişlərinə qoşulur. günəş panellərinin Günəşə doğru oriyentasiyasına nəzarət etmək və günəş panellərini müəyyən bir mövqeyə çevirmək, günəş elektromaqnit radiasiyasının cərəyan axınının sıxlığını ölçmək üçün blokun çıxışı günəş aktivliyini təyin etmək üçün blokun girişinə birləşdirilir, birinci çıxışı öz növbəsində hissəciklərin kosmik gəmiyə təsir anını təyin edən blokun girişinə, hissəciklərin kosmik gəmiyə təsir anını təyin edən blokun çıxışlarına və yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçmək üçün blok, günəş panellərinin yük cərəyanları ilə idarə edilməsinə başlama vaxtını təyin etmək üçün müvafiq olaraq blokun birinci və ikinci girişlərinə və ölçmə üçün giriş blokuna qoşulur. yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığı günəş aktivliyini təyin etmək üçün blokun ikinci çıxışına, günəş panellərinin yük cərəyanları ilə idarə olunmağa başladığı zaman anını təyin etmək üçün blokun çıxışı stansiyanın girişinə birləşdirilir. enerji təchizatı sisteminin idarəetmə bloku, onun dördüncü çıxışı, öz növbəsində, günəş panellərinin idarəetmə blokunun birinci girişinə yük cərəyanlarına uyğun olaraq qoşulur, üçüncü giriş və çıxış müvafiq olaraq, üçüncü çıxışa qoşulur. günəş panelinin fırlanma cihazı və gücləndirici-çevirici qurğunun üçüncü girişi, əlavə olaraq günəş panellərindən tələb olunan cərəyanı təyin etmək üçün bir bloku, yüksək enerjili hissəciklərin mənfi təsirinin xəbərdaredicilərinin baş vermə anlarını təyin etmək üçün bir bloku ehtiva etməsi ilə xarakterizə olunur. kosmik gəmidə və batareyanın doldurulması səviyyəsinin icazə verilən dəyərlərini təyin etmək üçün qurğuda, günəş panellərindən tələb olunan cərəyanı təyin etmək üçün qurğunun birinci və ikinci girişləri və çıxışları müvafiq olaraq yük cərəyanının ikinci çıxışına qoşulur. sensor, batareya doldurucu batareyalarının ikinci çıxışı və yük cərəyanları üçün günəş panelinin idarəetmə blokunun ikinci girişi, yüksək enerjili hissəciklərin axınının sıxlığını ölçmək üçün qurğunun çıxışları və cərəyan axınının sıxlığını ölçmək üçün qurğu. Günəş elektromaqnit radiasiyası ilə bağlıdır
İxtira astronavtikaya aiddir və kosmik fəaliyyətlərdə - kosmosun, Günəş sisteminin planetlərinin tədqiqində, Yerin kosmosdan müşahidələrinin aparılmasında və s. onun sürət vektorunun komponentləri.
İxtira raket və kosmik texnologiyaya aiddir və kosmos aparatlarının aşağı Yer orbitlərinə buraxılması üçün konvertasiya vasitələri də daxil olmaqla buraxılış aparatlarının (LV) yaradılmasında istifadə edilə bilər.
İxtira kosmik texnologiya sahəsinə, yəni kosmik gəmilərin enerji təchizatı sistemlərinə aiddir və onların günəş panellərinin mövqeyini idarə etmək üçün istifadə edilə bilər.
Roma filosofu Seneka demişdir: “Əgər insan hara getdiyini bilmirsə, deməli, onun üçün əlverişli külək yoxdur”. Əslində, cihazın kosmosdakı yerini bilməsək, bunun bizə nə faydası var? Bu hekayə kosmosda itməməyə imkan verən cihazlar haqqındadır.
Texnoloji irəliləyişlər münasibətə nəzarət sistemlərini kiçik, ucuz və əlçatan etmişdir. İndi hətta tələbə mikropeyki də astronavtikanın qabaqcıllarının ancaq xəyal edə biləcəyi oriyentasiya sistemi ilə öyünə bilər. Məhdud imkanlar dahiyanə həllərin yaranmasına səbəb oldu.
Asimmetrik cavab: oriyentasiya yoxdur
İlk peyklər və hətta planetlərarası stansiyalar istiqamətsiz uçdu. Yerə məlumatların ötürülməsi radio kanalı və bir neçə antena vasitəsilə həyata keçirilirdi ki, peyk istənilən mövqedə və hər hansı bir yıxılmada əlaqə saxlaya bilsin, münasibətə nəzarət sistemindən qat-qat az idi. Hətta ilk planetlərarası stansiyalar da istiqamətsiz uçdu:
Luna 2, Ay səthinə çatan ilk stansiya. Yan tərəflərdəki dörd antena Yerə nisbətən istənilən mövqedə əlaqəni təmin edir
Hətta bu gün də peykin bütün səthini günəş panelləri ilə örtmək və bir neçə antena quraşdırmaq bəzən münasibətə nəzarət sistemi yaratmaqdan daha asandır. Üstəlik, bəzi tapşırıqlar oriyentasiya tələb etmir - məsələn, peykin istənilən mövqeyində kosmik şüalar aşkar edilə bilər.
Üstünlüklər:
- Maksimum sadəlik və etibarlılıq. Çatışmayan oriyentasiya sistemi uğursuz ola bilməz.
- Hal-hazırda əsasən nisbətən sadə problemləri həll edən mikropeyklər üçün uyğundur. “Ciddi” peyklər artıq münasibətə nəzarət sistemi olmadan edə bilməz.
Günəş sensoru
20-ci əsrin ortalarında fotosellər tanış və mənimsənilmiş bir şeyə çevrildi, buna görə də onların kosmosa getməsi təəccüblü deyil. Günəş belə sensorlar üçün bariz bir mayak oldu. Onun parlaq işığı fotohəssas elementə düşdü və istiqaməti müəyyən etməyə imkan verdi:
Müasir günəş sensorlarının müxtəlif iş sxemləri, altındakı bir işığa həssas bir matris var
Başqa bir dizayn variantı, burada matris əyridir
Müasir günəş sensorları
Üstünlüklər:
- Sadəlik.
- Ucuzluq.
- Orbit nə qədər yüksək olsa, kölgə sahəsi bir o qədər kiçikdir və sensor daha uzun müddət işləyə bilər.
- Dəqiqlik təxminən bir qövs dəqiqəsidir.
- Yerin və ya digər göy cisminin kölgəsində işləməyin.
- Yerdən, Aydan və s.-dən müdaxiləyə məruz qala bilər.
“Vostok” kosmik gəmisi günəş sensorundan məharətlə istifadə edib – gəminin sürətini azaltmaq üçün oriyentasiyanın qurulması zamanı Günəşdəki oxdan istifadə edilib. Həmçinin, günəş sensorlarına planetlərarası stansiyalarda böyük tələbat var idi, çünki bir çox digər sensorlar Yer orbitindən kənarda işləyə bilməz.
Sadəliyi və aşağı qiyməti sayəsində günəş sensorları indi kosmik texnologiyada çox yayılmışdır.
İnfraqırmızı şaquli
Yer orbitində uçan nəqliyyat vasitələri tez-tez yerli şaquli - Yerin mərkəzinə doğru istiqaməti müəyyən etməlidirlər. Görünən fotosellər bunun üçün çox uyğun deyil - gecə tərəfində Yer daha az işıqlandırılır. Ancaq xoşbəxtlikdən, infraqırmızı diapazonda isti Yer gecə və gündüz yarımkürələrində demək olar ki, bərabər şəkildə parlayır. Aşağı orbitlərdə sensorlar üfüqün mövqeyini müəyyən edir, yüksək orbitlərdə isə Yerin isti dairəsini axtarmaq üçün kosmosu skan edir.Struktur olaraq, bir qayda olaraq, infraqırmızı şaquli plotterlərdə güzgülər sistemi və ya skan edən güzgü var:
Volan ilə infraqırmızı şaquli montaj. Bölmə geostasionar peyklər üçün Yerə dəqiq oriyentasiya üçün nəzərdə tutulmuşdur. Tarama güzgüsü aydın görünür
İnfraqırmızı şaquli görünüş sahəsinə bir nümunə. Qara dairə - Yer
"VNIIEM" ASC tərəfindən istehsal olunan yerli infraqırmızı şaqulilər
Üstünlüklər:
- Orbitin istənilən hissəsində lokal şaquli qurmağa qadirdir.
- Ümumiyyətlə yüksək etibarlılıq.
- Yaxşı dəqiqlik -
- Yalnız bir oxda oriyentasiya.
- Aşağı orbitlər üçün müəyyən dizaynlar, yüksək orbitlər üçün digərləri lazımdır.
- Nisbətən böyük ölçülər və çəki.
- Yalnız Yer orbiti üçün.
Soyuz gəmisi. Dublikat SCI sensorları oxlarla göstərilir
Gyroorbitant
Əyləc impulsunu vermək üçün orbital sürət vektorunun istiqamətini bilmək lazımdır. Günəş sensoru təxminən gündə bir dəfə düzgün oxu verəcəkdir. Bu astronavt uçuşları üçün normaldır, fövqəladə vəziyyətdə bir şəxs gəmini əl ilə istiqamətləndirə bilər. Ancaq "Vostok" gəmilərinin "əkiz qardaşları" var idi, Zenit kəşfiyyat peykləri, tutulan filmi orbitdən geri qaytarmaq üçün əyləc impulsu verməli idi. Günəş sensorunun məhdudiyyətləri qəbuledilməz idi, buna görə də yeni bir şey icad edilməli idi. Bu həll gyroorbitant idi. İnfraqırmızı şaquli işləyərkən gəmi fırlanır, çünki Yerə olan oxu daim fırlanır. Orbital hərəkətin istiqaməti məlumdur, buna görə də gəminin döndüyü istiqamətdə onun mövqeyi müəyyən edilə bilər:
Məsələn, gəmi daim sağa yuvarlanırsa, biz sağ tərəfə irəli uçuruq. Əgər gəmi sərt şəkildə irəli uçarsa, o, daim burnunu yuxarı qaldıracaq. Mövqeyini saxlamağa meylli olan bir giroskopun köməyi ilə bu fırlanma müəyyən edilə bilər:
Ox nə qədər əyilirsə, bu ox boyunca fırlanma bir o qədər aydın olur. Üç belə çərçivə üç ox boyunca fırlanmanı ölçməyə və gəmini müvafiq olaraq döndərməyə imkan verir.
Giroorbitantlar 60-80-ci illərdə geniş istifadə olunurdu, lakin indi nəsli kəsilib. Sadə bucaq sürət sensorları avtomobilin fırlanmasını effektiv ölçməyə imkan verdi və bort kompüteri bu məlumatlardan gəminin mövqeyini asanlıqla müəyyən edə bildi.
İon sensoru
İnfraqırmızı şaquli ion sensoru ilə əlavə etmək gözəl fikir idi. Aşağı Yer orbitlərində ionlar ola bilən atmosfer molekulları var - elektrik yükü daşıyır. İonların axını qeyd edən sensorlar quraşdıraraq, gəminin orbitdə hansı tərəfə irəlilədiyini müəyyən edə bilərsiniz - orada axın maksimum olacaq:
Müsbət ionların konsentrasiyasını ölçmək üçün elmi avadanlıq
İon sensoru daha sürətli işləyirdi - girorbitantla orientasiya qurmaq üçün demək olar ki, bütün orbit tələb olunurdu və ion sensoru ~10 dəqiqə ərzində oriyentasiya qura bildi. Təəssüf ki, Cənubi Amerika bölgəsində ion sensorunun işini qeyri-sabit edən "ion quyusu" adlanan yer var. Alçaqlıq qanununa görə, məhz Cənubi Amerika bölgəsində gəmilərimiz Baykonur bölgəsində eniş üçün əyləcə diqqət yetirməlidir. İlk Soyuz-da ion sensorları quraşdırıldı, lakin onlar tezliklə tərk edildi və indi heç bir yerdə istifadə edilmir.
Ulduz sensoru
Günəşdə bir ox tez-tez kifayət deyil. Naviqasiya üçün başqa bir parlaq obyektə ehtiyacınız ola bilər, onun istiqaməti Günəşə oxu ilə birlikdə istədiyiniz istiqaməti verəcəkdir. Canopus ulduzu belə bir obyektə çevrildi - o, səmada ikinci ən parlaqdır və Günəşdən uzaqda yerləşir. Orientasiya üçün ulduzdan istifadə edən ilk kosmik gəmi 1964-cü ildə Marsa buraxılan Mariner 4 idi. İdeya uğurlu oldu, baxmayaraq ki, ulduz sensoru MCC-nin çox qanını içdi - oriyentasiya qurarkən səhv ulduzlara yönəldildi və bir neçə gün ulduzların üstündən "tullanmaq" lazım idi. Sensor nəhayət Canopus-a yönəldikdən sonra onu daim itirməyə başladı - zondun yanında uçan zibil bəzən parlaq şəkildə yanıb-sönür və ulduz axtarışı alqoritmini yenidən işə salırdı.İlk ulduz sensorları yalnız bir parlaq ulduza yönəldilə bilən kiçik bir görünüş sahəsi olan fotosellər idi. Məhdud imkanlarına baxmayaraq, onlar planetlərarası stansiyalarda fəal şəkildə istifadə olunurdu. İndi texnoloji tərəqqi, əslində, yeni cihazlar sinfini yaratdı. Müasir ulduz sensorları fotosellərin matrisindən istifadə edir, ulduzlar kataloqu olan kompüterlə tandemdə işləyir və onların baxış sahəsində görünən ulduzlar əsasında cihazın istiqamətini müəyyən edir. Bu cür sensorlar digər qurğular tərəfindən kobud oriyentasiyanın ilkin qurulmasını tələb etmir və göndərildikləri səmanın sahəsindən asılı olmayaraq cihazın mövqeyini təyin edə bilirlər.
Tipik ulduz izləyiciləri
Baxış sahəsi nə qədər böyükdürsə, naviqasiya bir o qədər asan olur
Sensorun işinin təsviri - baxış istiqaməti kataloq məlumatlarına uyğun olaraq ulduzların nisbi mövqelərinə əsasən hesablanır.
Üstünlüklər:
- Maksimum dəqiqlik, bir qövs saniyəsindən az ola bilər.
- Başqa cihazlara ehtiyac yoxdur, müstəqil olaraq dəqiq mövqeyi təyin edə bilər.
- İstənilən orbitdə işləyin.
- Yüksək qiymət.
- Cihaz sürətlə fırlananda onlar işləmir.
- İşığa və müdaxiləyə həssasdır.
Maqnitometr
Nisbətən yeni bir istiqamət Yerin maqnit sahəsinə uyğun olaraq oriyentasiyanın qurulmasıdır. Maqnit sahəsinin ölçülməsi üçün maqnitometrlər tez-tez planetlərarası stansiyalarda quraşdırılırdı, lakin oriyentasiyanı təyin etmək üçün istifadə edilmirdi.
Yerin maqnit sahəsi hər üç ox boyunca oriyentasiya qurmağa imkan verir
Pioneer-10 və -11 zondlarının "elmi" maqnitometri
İlk rəqəmsal maqnitometr. Bu model 1998-ci ildə Mir stansiyasında peyda olub və Rosetta zondunun Philae eniş aparatında istifadə edilib.
Üstünlüklər:
- Sadəlik, ucuzluq, etibarlılıq, yığcamlıq.
- Qövs dəqiqələrindən bir neçə qövs saniyəsinə qədər orta dəqiqlik.
- Siz hər üç ox boyunca oriyentasiya qura bilərsiniz.
- O cümlədən müdaxiləyə məruz qalır və kosmik gəmi avadanlıqlarından.
- Yerdən 10.000 km-dən yuxarıda işləmir.
Gyro-stabilləşdirilmiş platforma
Tarixən kosmik gəmi tez-tez istiqamətsiz və ya günəş fırlanma rejimində uçurdu. Yalnız missiyanın hədəf bölgəsində aktiv sistemləri işə saldılar, üç ox boyunca oriyentasiya qurdular və tapşırıqlarını yerinə yetirdilər. Bəs könüllü oriyentasiyanı uzun müddət saxlamalı olsaq nə etməli? Bu vəziyyətdə, hazırkı vəziyyəti "yadda saxlamalı" və növbələrimizi və manevrlərimizi qeyd etməliyik. Və bunun üçün bəşəriyyət giroskoplardan (fırlanma bucaqlarını ölçmək) və akselerometrlərdən (xətti sürətlənmələri ölçmək) daha yaxşı bir şey tapmadı.Giroskoplar
Kosmosdakı mövqeyini qorumağa çalışmaq üçün bir giroskopun xüsusiyyəti hamıya məlumdur:
Əvvəlcə giroskoplar yalnız mexaniki idi. Lakin texnoloji tərəqqi bir çox başqa növlərin yaranmasına səbəb olmuşdur.
Optik giroskoplar. Optik giroskoplar - lazer və fiber optik - çox yüksək dəqiqlik və hərəkət edən hissələrin olmaması ilə fərqlənir. Bu vəziyyətdə, Sagnac effekti istifadə olunur - fırlanan halqalı interferometrdə dalğaların faza sürüşməsi.
Lazer giroskop
Bərk Dövlət Dalğaları Giroskopları. Bu halda rezonans doğuran bərk cismin dayanıqlı dalğasının presesiyası ölçülür. Onların tərkibində hərəkət edən hissələr yoxdur və çox dəqiqdirlər.
Vibrasiya giroskopları. Əməliyyat üçün Koriolis effektindən istifadə edirlər - dönmə zamanı giroskopun bir hissəsinin titrəməsi həssas hissəni yayındırır:
Titrəmə giroskopları MEMS versiyasında istehsal olunur, onlar ucuzdur və nisbətən yaxşı dəqiqliklə ölçüləri çox kiçikdir. Telefonlarda, kvadrokopterlərdə və oxşar avadanlıqlarda olan bu giroskoplardır. MEMS giroskopu kosmosda da işləyə bilər və onlar mikropeyklərdə quraşdırılır.
Gyroskopların ölçüsü və dəqiqliyi aydındır:
Akselerometrlər
Struktur olaraq, akselerometrlər tərəzidir - sabit yük sürətlənmələrin təsiri altında öz çəkisini dəyişir və sensor bu çəkisi sürətlənmə dəyərinə çevirir. İndi akselerometrlər, böyük və bahalı versiyalara əlavə olaraq, MEMS analoqlarını əldə etdilər:
"Böyük" akselerometrin nümunəsi
MEMS akselerometrinin mikroqrafiyası
Üç akselerometr və üç giroskopun birləşməsi hər üç oxda fırlanma və sürətlənməni qeyd etməyə imkan verir. Belə bir cihaz gyro-stabilləşdirilmiş platforma adlanır. Astronavtikanın başlanğıcında onlar yalnız gimbalda mümkün idi və çox mürəkkəb və bahalı idi.
Apollon gyro-stabilləşdirilmiş platforma. Ön planda olan mavi silindr giroskopdur. Platforma testi video
Mexanik sistemlərin zirvəsi, platforma qaz axınlarında hərəkətsiz asıldığı zaman kartsız sistemlər idi. Bu, yüksək texnologiyalı, böyük komandaların əməyinin nəticəsi, çox bahalı və gizli cihazlar idi.
Mərkəzdəki kürə giroskopla sabitləşdirilmiş platformadır. Sülhməramlı ICBM rəhbərlik sistemi
Yaxşı, indi elektronikanın inkişafı ona gətirib çıxardı ki, sadə peyklər üçün uyğun olan dəqiqliyə malik platforma sizin ovucunuzun içinə sığar, onu tələbələr hazırlayır və hətta mənbə kodu dərc olunur.
MARG platformaları maraqlı bir yeniliyə çevrildi. Onlarda giroskoplardan və akselerometrlərdən alınan məlumatlar maqnit sensorlar ilə tamamlanır ki, bu da giroskopların yığılma səhvini düzəltməyə imkan verir. MARG sensoru, ehtimal ki, mikropeyklər üçün ən uyğun variantdır - kiçik, sadə, ucuzdur, hərəkət edən hissələri yoxdur, az enerji sərf edir və xətaların düzəldilməsi ilə üç oxlu oriyentasiya təmin edir.
"Ciddi" sistemlərdə ulduz sensorları adətən giroskopla stabilləşdirilmiş platformanın oriyentasiya səhvlərini düzəltmək üçün istifadə olunur.
Radioastronomiyanın, günəş enerjisinin, kosmik rabitənin inkişaf perspektivləri, Yerin və digər planetlərin səthinin tədqiqi kosmosa böyük ölçülü strukturların buraxılması imkanları ilə birbaşa bağlıdır. Hal-hazırda Rusiyada və xaricdə böyük ölçülərə malik kosmosda müxtəlif sinif strukturlarının yaradılmasına yönəlmiş tədqiqatlar aparılır: kosmik teleskoplar və antenalar, enerji və elmi platformalar, böyük ölçülü günəş panelləri (SB) və s.
İri ölçülü kosmik konstruksiyaların yaradılması sahəsində mühüm və sürətlə inkişaf edən sahələrdən biri də açılan günəş panellərinin, eləcə də müxtəlif təyinatlı kosmik gəmilərdə (SC) quraşdırılan antenaların hazırlanmasıdır.
Kosmik gəmilərin ölçüsü və mürəkkəbliyi artdıqca, kosmik gəminin buraxılış aparatlarının yarmarkası altında yerləşdirilməsi tələbi ciddi dizayn məhdudiyyətinə çevrilir. Bu, daşınma zamanı və orbitdə işlək vəziyyətdə olan müxtəlif konfiqurasiyaya malik kosmik gəmilərin yaradılmasına gətirib çıxardı. Kosmik gəmiyə müxtəlif antenaların dəyişdirilə bilən konstruksiyaları, üzərində alətlər və sensorlar quraşdırılmış qatlanan çubuqlar, kosmosda açılan və orbitdə işləmək üçün lazım olan formanı alan təhlükəsizlik panelləri və digərləri daxildir. Beləliklə, müasir kosmik gəmilər müəyyən bir şəkildə bir-biri ilə əlaqəli cisimlər toplusudur. Bir qayda olaraq, kosmik gəmi çevrilə bilən strukturların bağlandığı əsas kütləvi bloka malikdir (Şəkil B1).
1 - günəş batareyası; 2 - günəş istiqaməti sensoru; 3 - hərtərəfli S-bandlı antenna; 4 - C-bandlı antenna (diametri 1,46 m); 5 - çox kanallı antenna (fazalı sıra antenna emitter); 6 - idarə edilə bilən antenna (K-S-diapazonlu tək çıxış, kosmos-kosmos rabitə əlaqəsi üçün K-zolağı) (diametri 4,88 m); 7 - orbital sürət vektorunun istiqaməti; 8 - Yerə istiqamət; 9 - 30 elementli S-bandlı fazalı sıra antenası (çox kanallı rabitə xətti); 10 - idarə olunan K diapazonlu antenna (kosmos-Yer rabitə xətti) (diametri 1,98 m); 11 - K-bandlı antenna (diametri 1,13 m)
Buna görə də, müasir bir kosmik gəminin buraxılış aparatının yarmarkası altına sığması üçün bütün çevrilə bilən strukturlar müəyyən bir şəkildə yığcam nəqliyyat mövqeyində qoyulmalıdır. Kosmik gəmi müəyyən bir orbitə buraxıldıqdan sonra bütün çevrilə bilən strukturlar verilmiş proqrama uyğun olaraq yerləşdirilir. Ümumi halda, transformasiya edilə bilən strukturların iş vəziyyətinə gətirilməsi mərhələlərinin sayı kifayət qədər böyük ola bilər (Şəkil B2).
1 - yerləşdirmədən əvvəl elementlərin ilkin konfiqurasiyası; 2 - günəş panellərinin ayrılması və yerləşdirilməsi; 3 - günəş batareyası çubuqlarının fiksasiyası; 4 - kosmos-Yer rabitə xətti antenasının yerləşdirilməsi; 5 - C-bandlı antenanın yerləşdirilməsi; 6 - interorbital yedəkləyici IDS bölməsi; 7 - tək giriş antena çubuqlarının yerləşdirilməsi və antenaların fırlanması; 8 - bütün elementləri yerləşdirdikdən sonra son konfiqurasiya
Dəyişdirilə bilən strukturların elementlərinin hərəkəti zamanı onlar müəyyən bir vəziyyətdə sabitlənir, hərəkət həm elektrik ötürücülərinin köməyi ilə, həm də müxtəlif növ yayların deformasiya enerjisi hesabına həyata keçirilir.
Beləliklə, ölçüləri kosmik gəminin ölçülərini aşan xüsusi funksional məqsədlər üçün quraşdırılmış sistemlərin yaradılması problemi qatlanmış nəqliyyat vəziyyətində minimum çəki və həcm, qatlanan nəqliyyat vəziyyətində yerləşdirmənin yüksək etibarlılığı kimi ziddiyyətli tələblərə cavab verən qatlama strukturlarının inkişafı ilə əlaqədardır. iş vəziyyətinə nəql vəziyyəti və orbitdə işləmə, açıq vəziyyətdə maksimum işçi səth sahəsi, yük şəraitində sabit işləmə xüsusiyyətləri. Bu cür strukturların fəaliyyəti əsasən açılış zamanı onlarda yaranan qüvvələrin nə qədər güclü olması ilə müəyyən edilir, buna görə də onların etibarlı açılmasının təmin edilməsi mürəkkəb mexaniki problemlərin həlli ilə bağlıdır.
Belə strukturların layihələndirilməsində əhəmiyyətli irəliləyişlərə baxmayaraq, böyük strukturların sonrakı fəaliyyətini təmin edərkən onların hamar və etibarlı açılmasını təmin etmək vəzifəsi mühüm olaraq qalır.
Kosmik texnologiyanın inkişafındakı mövcud tendensiyalar yüksək enerji təchizatı və uzadılmış xidmət müddəti - 15 il və ya daha çox olan kosmik gəmilərin yaradılması zərurətini diktə edir. Kosmik gəminin enerji təchizatının artması SB qanadının faydalı sahəsinin artmasına səbəb olur (Şəkil B3).
Eyni zamanda, onlar orbitə buraxılan mövcud kosmik aparatların faydalı yük zonasına yerləşdirilməlidir. Bu şərtlərdə yalnız bir çıxış yolu göz qabağındadır - kosmik gəminin orbitə çıxarılması mərhələsində rasional paketə bükülmüş panellərin sayını artırmaqla SB qanadının qurulması. Yer əsaslı təcrübələrdə SB-nin yerləşdirilməsi prosesinin faktiki şərtlərini kifayət qədər təkrarlamaq və bununla da yerləşdirmə sisteminin etibarlılığını və performansını tam təsdiqləmək mümkün deyil. Təhlükəsizlik sisteminin açıqlama sisteminin uğursuzluğu və ya anormal işləməsi demək olar ki, həmişə fövqəladə vəziyyətlərə səbəb olur. Riyazi modelləşdirmə üsullarının istifadəsi keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə müəyyənləşdirir, qatlanan çoxbağlantılı SB-lərin hazırlanmasının vaxtını və xərclərini azaldır. Bu, etibarlılığın təhlili, nasazlıqların və fövqəladə halların proqnozlaşdırılması da daxil olmaqla, SB-nin inkişafı, istehsalı, eksperimental sınaqları və istismarının bütün dövrü ərzində ətraflı məlumat dəstəyi imkanını təmin edir.
Bağ evlərinin, bağ evlərindəki evlərin, istixanaların və müxtəlif təsərrüfat binalarının tikintisində muxtar elektrik təchizatı sistemləri getdikcə daha çox istifadə olunmağa başladı. Günəş panelləri ümumi elektrik şəbəkələrindən müstəqillik təmin edir. Özəl sektorun şəhərlərində isə evlərin damlarında ev elektrik stansiyalarının günəş panellərini tez-tez görə bilərsiniz.
Bu panellər mono- və polikristal silikon konstruksiyalarla ola bilər, amorf və ya mikromorf texnologiya ilə hazırlanmış batareyalar əsasında tikilə bilər, hətta “Moth Eye” texnologiyası ilə hazırlanmış günəş batareyalarından istifadə edə bilər. Üstəlik, hər bir bina elə tikilib ki, günəş panelləri maksimum günəş işığı alan yerə quraşdırılsın.
Müasir helium sistemlərinin səmərəliliyi orta hesabla 18% - 20% -dən çox deyil. Ən yaxşı nümunələr 25% səmərəliliyə nail ola bilər. 2014-cü ildə UNSW Avstraliya Qabaqcıl Fotovoltaiklər Mərkəzinin alimləri günəş batareyasının 40% səmərəliliyinə nail olduqlarını bildirdilər.
Anlamaq lazımdır ki, səmərəlilik dəyəri helium paneli günəş tərəfindən düzgün açılarda işıqlandırıldıqda ölçülür. Əgər günəş batareyası daimi olaraq sabitlənirsə, o zaman gün ərzində günəş səma üzərində hərəkət edərkən, batareyanın günəş tərəfindən birbaşa işıqlandırılması müddəti nisbətən qısa olacaq. Və buna görə də, hətta ən qabaqcıl günəş panellərinin səmərəliliyi azalacaq.
Helium sistemlərinin səmərəliliyinin azalmasını minimuma endirmək üçün fırlanan modullara günəş panelləri quraşdırılmalıdır ki, bu da batareyaların gün ərzində günəşə doğru istiqamətlənməsinə imkan verəcəkdir. Bir və ya daha çox günəş paneli olan bir dəstəkləyici quruluşun bağlandığı belə bir fırlanan cihaz izləyici adlanır.
O, günəşi izləmək və mövqeyindən asılı olaraq günəş panelini ona doğru istiqamətləndirmək üçün nəzərdə tutulub. Bu cihaz, versiyadan asılı olaraq, bir və ya iki günəş izləmə sensoru, həmçinin fırlanan mexanizmdən ibarətdir. İzləyici yerdə yaxşı işıqlandırılmış yerdə, stasionar stenddə və ya izləyicini elə bir hündürlüyə qaldıracaq dirəkdə quraşdırılmalıdır ki, günəş batareyası həmişə günəş tərəfindən işıqlandırılsın.
Mastda dörd günəş paneli olan izləyici
Günəş izləmə sistemi olan ən sadə fırlanan cihaz belə gel batareyalarından maksimum səmərəlilik əldə etməyə imkan verir. Tədqiqatlar göstərdi ki, günəş panellərinin günəşə düzgün istiqamətləndirilməməsi nəticəsində enerjinin 35%-ə qədəri itirilir. Buna görə, fotosellərin sabit montajı vəziyyətində planlaşdırılan gücə çatmaq üçün daha çox sayda panel quraşdırmaq lazımdır.
Günəş panellərinin fırlanmasına nəzarət sistemlərinin qurulması prinsipi
Sənaye bir neçə növ günəş panellərinin fırlanmasına nəzarət sistemləri istehsal edir. Bunlar bir anda bir neçə helium panelinin mövqeyini idarə edə bilən olduqca bahalı (100.000 rubla qədər) cihazlardır.
Günəş gün ərzində təkcə üfüqi deyil, həm də şaquli istiqamətdə hərəkət etdiyi üçün bu idarəetmə sistemləri həm mövqe dəyişikliyinə nəzarət edir, həm də alınan məlumatlara uyğun olaraq paneli üfüqi və ya şaquli oxlar ətrafında fırlatmaq üçün əmrlər verir. Ümumi halda belə bir idarəetmə sistemi günəş sensorundan, bu sensordan gələn siqnal çeviricisindən (P), siqnal gücləndiricisindən (U), mikro nəzarətçidən (MC), mühərrik idarəetmə qurğusundan (ECD), mühərrikin özündən və , nəhayət, onun quraşdırıldığı çərçivənin özü.helium paneli.
İzləyici idarəetmə dövrəsi
Hər iki oxda fırlanmaya nəzarət etmək üçün eyni dövrənin istifadə edilməsi xarakterikdir. Yalnız günəş mövqeyi sensorları və mühərrikləri fərqlidir. Ən sadə günəş mövqeyi sensoru qeyri-şəffaf bir bölmə ilə ayrılmış iki fotodioddan ibarətdir.
Bu sensorun hansı hərəkəti izlədiyindən asılı olaraq, bölmə üfüqi və ya şaquli olaraq quraşdırılır, lakin ciddi şəkildə günəşə yönəldilməlidir. Hər iki fotodiod bərabər işıqlandırıldıqca, onlardan gələn siqnallar bərabərdir. Günəş fotodiodlardan biri arakəsmənin kölgəsində qalacaq qədər hərəkət edən kimi siqnalların balanssızlığı baş verir və idarəetmə sistemi günəş panelini fırlatmaq üçün müvafiq əmr yaradır.
Günəş mövqeyi sensoru dövrəsi
Bir qayda olaraq, dönər masa üçün mühərriklər kimi pilləli mühərriklər və ya istəksiz klapan mühərrikləri istifadə olunur. Belə idarəetmə sistemlərində izləmə sensorları eyni platformada quraşdırılır və onunla birlikdə fırlanır və bununla da helium panelinin günəşə dəqiq istiqamətlənməsi təmin edilir. Sensorun etibarlı işləməsi üçün onu çirklənmədən, qarın yığılmasından və təsadüfi obyektlər tərəfindən optika kölgəsindən qorumaq lazımdır.
İzləmə sensorlarının dəstəkləyici fırlanan platformadan çıxarıldığı və bu cür təsirlərdən qorunan yerdə yerləşdirildiyi nəzarət sistemləri var. Bu halda, sensorlardan gələn siqnal sinxronizator ötürücüyə göndərilir. İzləmə sensorunu günəşə doğru istiqamətləndirərək, sinxron ötürücü idarəetmə hərəkətini sinxron qəbulediciyə ötürür, o, dayaq platformasını döndərərək onu tam olaraq günəşə yönəldir.
Saat mexanizmi əsasında günəş panelinin fırlanmasına nəzarət sistemi
Sənaye qurğuları - ikioxlu fırlanan modulları olan tam təchiz olunmuş helium elektrik stansiyaları olduqca bahalıdır. Məsələn, UST-AADAT sənaye izləyicisi təxminən bir yarım milyon rubla başa gəlir. Bütün günəş elektrik stansiyalarının sahiblərinin təbii istəyi, xərcləri azaltmaqla yanaşı, enerji istehsalını artırmaqdır. Nəticədə, hurda materiallardan istifadə edərək dizaynında orijinal olan ev qurğuları ortaya çıxdı. Və bu cihazlar panellərin günəşə istiqamətini kifayət qədər uğurla idarə edir.
Belə bir cihazın variantlarından biri saat mexanizmi əsasında qurulmuş helium panellərinin oriyentasiyasına nəzarət sistemidir. Günəşi izləmək üçün işıq qəbul edən cihazlardan istifadə etmək qətiyyən lazım deyil. Bunu etmək üçün adi mexaniki divar saatı götürmək kifayətdir. Hətta köhnə gəzintiçilər də edəcəklər. Məlumdur ki, bir saat ərzində günəş səmada şərqdən qərbə doğru 15° bucaq yerdəyişməsinə uyğun gələn cığırla hərəkət edir. Helium paneli üçün belə açısal yerdəyişmə xüsusilə kritik olmadığı üçün fırlanan mexanizmi saatda bir dəfə işə salmaq kifayətdir.
Günəşin hərəkətini saatla izləmək
Helium panelini şaquli ox ətrafında döndərmək üçün cihaz bu kimi görünə bilər. Saat 12-yə uyğun olan yerdə mərkəzdən dəqiqə əqrəbinin uzunluğu qədər məsafədə siferblatda sabit əlaqə qurulur. Hərəkət edən kontakt dəqiqə əqrəbinin ucundadır.
Beləliklə, hər 60 dəqiqədən bir kontaktlar bağlanacaq və motor günəş panelini çevirərək işə düşəcək. Mühərrik müxtəlif yollarla söndürülə bilər, məsələn, limit açarı və ya vaxt rölesi istifadə edərək. Saat 6-a uyğun gələn yerdə siferblatda başqa bir sabit kontakt quraşdırsanız, panelin mövqeyi hər yarım saatdan bir düzəldiləcəkdir.
Bu halda, mühərrikin bağlanması cihazları daşıyıcı platformanı 7,5 ° bir açı ilə döndərmək üçün qurulmalıdır.
Bundan əlavə, istəsəniz, burada, bu mexanizmdə, başqa bir əlaqə qrupunun köməyi ilə, lakin saat yönünün əksinə olaraq, günəş panelini avtomatik olaraq orijinal vəziyyətinə qaytarmaq üçün bir dövrə yığa bilərsiniz. Eyni saat əqrəbinə əsaslanaraq, paneli üfüqi ox ətrafında döndərmək üçün idarəetmə sistemini yığa bilərsiniz. Saat əqrəbi saat 12-yə doğru hərəkət edərkən, dayaq çərçivəsi günəşlə birlikdə yüksəlir. 12 saatdan sonra üfüqi ox mühərriki tərsinə çevrilir və günəş paneli əks istiqamətdə fırlanmağa başlayır.
Günəş panelinin fırlanmasına nəzarət sistemində su saatı prinsipi
Bu sistemi Kanadadan olan on doqquz yaşlı tələbə Eden Full icad edib. O, tək oxlu izləyicini idarə etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Əməliyyat prinsipi aşağıdakı kimidir. Fırlanma üfüqi bir ox ətrafında həyata keçirilir. Günəş paneli ilkin vəziyyətdə quraşdırılıb ki, günəş şüaları panelin müstəvisinə perpendikulyar olsun.
Panelin bir tərəfində su ilə konteyner, qarşı tərəfdə isə su ilə doldurulmuş qab ilə tarazlıqda olan bir yük asılır. Qabın dibində kiçik bir deşik açılır ki, su bu qabdan damcı-damla axısın. Bu çuxurun ölçüsü eksperimental olaraq seçilir. Suyun axması ilə gəmi yüngülləşir və əks çəki yavaş-yavaş çərçivəni panellə çevirir.
Su saatı izləyicisi
İzləyicinin işə hazırlanması boş konteynerə su tökmək və günəş panelini ilkin vəziyyətinə qoymaqdan ibarətdir.
Bu iki nümunə fırlanan modulların qurulması üçün mümkün variantları tükəndirmir. Bir az təxəyyüllə, evinizin helium elektrik stansiyasının səmərəliliyini artırmağa zəmanət verən sadə, lakin çox təsirli bir cihaz əldə edə bilərsiniz.
Günəş izləyicisi elektrik enerjisi istehsal edən sistemlərin və ya izləyicidə quraşdırılmış istilik enerjisini cəmləyən (yaratan) sistemlərin işçi səthlərini Günəşə istiqamətləndirmək üçün nəzərdə tutulmuş sistemdir.
Bu vəziyyətdə iş səthi:
— günəş fotovoltaik modullarından (panellərdən) ibarət akkumulyator;
— günəş enerjisini elektrik enerjisi istehsal edən Stirling mühərrikinə yönəldən parabolik reflektor güzgü (Şəkil 2);
- günəş enerjisini sistemin növündən asılı olaraq cihaz və ya soyuducu ola bilən hər hansı digər günəş enerjisi qəbuledicisinə yönəldən reflektor güzgü (Şəkil 3).
— optik cihazlar və s.
Sistemlərin iş səthlərinin Günəşə dəqiq istiqamətləndirilməsi onların maksimum performansına nail olmaq üçün lazımdır. Bu zaman izləyicinin vəzifəsi günəş panellərinin işçi səthinə günəşin düşmə bucağını azaltmaqdır (PV modulları, CPV-konsentrasiyalı fotovoltaik modullar, CSP sistemləri, HCPV sistemləri, parabolik reflektorlar və s.).
Günəş izləyicisinin tərkibi
1. Sabit və hərəkət edən hissədən ibarət olan dəstəkləyici struktur, hərəkət edən hissə bir və ya iki fırlanma oxuna malikdir (şəkil 1);
2. Ötürücü mexanizmlərdən ibarət olan izləyicinin hərəkət edən hissəsi üçün oriyentasiya (yerləşdirmə) sistemləri və onlar üçün idarəetmə qurğuları;
3. Təhlükəsizlik sistemləri, o cümlədən:
- ildırımdan qorunma,
- həddindən artıq yükdən qorunma,
— qasırğa, dolu, qar, buz və əlverişsiz hava şəraiti barədə sistemi xəbərdar etmək üçün nəzərdə tutulmuş meteostansiya. Meteoroloji stansiyanın məlumatlarını təhlil edərək, sistem izləyicini hərəkət müddəti ərzində əlverişsiz amillərin minimuma endiriləcəyi və işləyən səthlərin məhv və ya zədələnmədən qorunacağı bir mövqeyə yönləndirir.
- stabilizatorlar;
4. Enerji sisteminin qurulması, monitorinqi və saxlanması üçün nəzərdə tutulmuş idarəetmə sistemləri və interfeys;
5. Uzaqdan giriş sistemləri - uzaqdan monitorinq və sistemin idarə edilməsi üçün;
6. Naviqasiya sistemi - sistemin coğrafi mövqeyini, dəniz səviyyəsindən hündürlüyünü müəyyən etmək üçün (mobil bazada izləyicilər üçün). Stasionar izləyicilərdə naviqasiya tələb olunmur. İzləyicinin quraşdırıldığı yerin eni, uzunluğu və dəniz səviyyəsindən hündürlüyü üçün parametrlər təchizatçı tərəfindən sistemin quraşdırılması zamanı daxil edilir.
7. İnverter - izləyicinin faydalı yükündən (PV modulları və s.) gələn birbaşa gərginliyi 220V (110V) dəyişən gərginliyə çevirir və eyni zamanda izləyicini gücləndirərək istehlakçıya və ya qəbuledici stansiyaya ötürür. İzləyicidəki çeviricilərin sayı birdən üçə qədər ola bilər. İnverterlər qorunan versiyada (sahə versiyası) və ya daxili yerlərdə quraşdırılmış bir korpusda istehsal olunur. Sistemdəki çeviricilər üçün əlaqə diaqramları fərqli ola bilər.
İzləyicinin tam şəkildə qablaşdırılması ehtiyacı həmişə iqtisadi cəhətdən mümkün deyil, bu, izləyicinin növündən, məqsədindən və digər amillərdən asılıdır, buna görə də praktikada izləyicinin yuxarıda göstərilən komponentlərinin çoxu tez-tez yoxdur.
Günəş izləyicilərinin növləriGünəş massivinin oriyentasiya sistemləri
İzləyicinin hərəkət edən hissəsi öz mövqeyini əl ilə ötürücüdən və ya 1-2 ötürücüdən - elektrik mühərriklərində hazırlanmış ötürücülərdən istifadə edərək dəyişə bilər.
İzləyicinin vəzifəsi yükün işçi səthinin meyl açılarını təyin etmək, onu ciddi şəkildə günəşə yönəltməkdir. Sadəcə olaraq, günəş şüaları günəş panelinin müstəvisinə perpendikulyar düşməlidir.
düyü. 1 
Birinci halda, aktuatorun idarəetmə qurğusu bir neçə fotodetektordan istifadə edərək, izləyicinin müxtəlif mövqelərində işıqlandırmanı təhlil edir və bütün fotoelementlərdə işıq axını eyni olana qədər idarəetmə siqnallarını ötürücülərə ötürür. Günəşin hərəkəti ilə bağlı sistemin tarazlığının pozulması günəşə doğru yeni bir hərəkəti aktivləşdirməyə təkan verəcək. Belə cihazların dövrə diaqramları sadə və ucuzdur. Ancaq onların bir əhəmiyyətli çatışmazlığı var. Buludlu havalarda, yağıntılarda və fotodetektorların çirklənməsi zamanı sistem işləmir.
Siz sistemin istiqamətini əl ilə və ya açarlardan istifadə edərək idarəetmə siqnalları verməklə ötürücülərə nəzarət etməklə dəyişə bilərsiniz. Ancaq bu üsul, əsasən, uyğun meyl bucağı müəyyən bir müddətə təyin edildikdə (şəkildə bu bucaq Zenith (Günəşin zenit bucağı (Şəkil 1.)) kimi təyin olunduqda, izləyicilərin mövsümi oriyentasiyası üçün məqbuldur. Orientasiyanın dəqiqliyi aşağıdır, operator həmişə izləyicidə yerləşə bilməz, ona görə də bu üsul geniş yayılmayıb, lakin aşağı büdcəli sistemlərin mövsümi oriyentasiyası üçün olduqca uyğundur.
Azimut və Zenit bucaqları boyunca izləyicinin hərəkətinə nəzarət taymer daxil olan idarəetmə cihazı ilə mümkündür. Bu halda, aktuatorlar gündəlik taymer proqramına (zəruri olduqda və illik proqrama uyğun) uyğun olaraq işə başlayırlar. Orientasiyanın dəqiqliyi böyük deyil, çünki günəş il boyu vaxtı, günəşin doğuş və qürub yerini, zenit bucağını daim dəyişir.
Məsələn, yayda enliklərimizdə zenit bucağı kiçik, qışda isə günəş üfüqdən keçir və zenit bucağı böyük olur. Bu üsul ucuz sistemlər üçün məqbuldur.
Ən təsirli üsul, müəyyən vaxt intervallarında günəşin yerini hesablayan proqramdan istifadə edərək aktuatorların idarə edilməsinə çevrildi. Cihazın daxili saatına uyğun olaraq, proqram idarəetmə blokuna izləyicinin yerini (en, uzunluq, dəniz səviyyəsindən yüksəklik) nəzərə alaraq Azimut və Zenit bucaqlarının dəyəri haqqında məlumat verəcəkdir (şəkil 1). ), bundan sonra aktuator izləyicinin hesablanmış mövqeyə uyğun istiqamətini dəyişdirir. Günəşin yerini hesablamaq üçün bu proqram SPA (Günəş Mövqe Alqoritmi) adlanır.
İzləyiciyə nəzarət cihazları təhlükəsiz kompüterlərdə, PLC - Proqramlaşdırıla bilən Məntiq Nəzarətçiləri və ya izləyici çatdırılan zaman təchizatçı tərəfindən onların məhsulunun yerləşdiyi yerə istinadla proqramlaşdırılmış ayrıca tam qurğular şəklində hazırlana bilər. Bir qrup izləyici bir kompüter tərəfindən idarə oluna bilər ki, bu da elektrik stansiyasının maya dəyərini azaldır.
Dizayn xüsusiyyətləriİzləyicinin dizaynı enerji sisteminin bir hissəsi kimi işləyərkən güclü külək yüklərinə qarşı durma qabiliyyətini təmin etməlidir. Faydalı yükün işçi səthinin ölçüsünün artması ilə kompleksin küləyi artır. Yük çəkisi də vacibdir. Buna görə də, dizaynerlər tez-tez öz qərarlarında sistemin ölçülərini artıraraq izləyiciyə yükü yenidən bölüşdürməli olurlar (Şəkil 4;5). Etibarlılıq burada həlledici amildir.
Günəş izləyicisi ala bilərsiniz. Tək oxlu və iki oxlu istehsal izləyicilərindən seçin.
