• Obíďte obmedzenia TeamViewer
• Generátor náhodných hesiel Generátor hesiel telefónu s prístupovou frázou
• Ako vytvoriť bloky v riadku pomocou css?
• Inštalácia Joomly na váš lokálny počítač
• Čo zaujímavé môžete nájsť na internete?
• Recenzia Sony Ericsson Xperia Neo: splnenie očakávaní
• Smartfón Samsung GT I8160 Galaxy Ace II: recenzie a špecifikácie
• Analóg Bla Bla Car v Rusku: aké alternatívy má služba, aký je rozdiel?
• NewPipe je bezplatný analógový kanál YouTube s možnosťou sťahovania hudby a videí na Android
• Ako skontrolovať rýchlosť hosťovania a načítania stránok webového zdroja Dva spôsoby, ako prísť na koreň pravdy

[0001] Vynález sa týka oblasti vesmírnej energie, najmä palubných napájacích systémov pre kozmické lode (SC). Podľa vynálezu sa napájací systém kozmickej lode skladá zo solárnej batérie, stabilizátora napätia, dobíjacej batérie, regulátora extrémneho výkonu, pričom stabilizátor napätia solárnej batérie a vybíjacie zariadenie batérie sú vyrobené v vo forme mostových meničov so spoločným transformátorom, pričom vstup nabíjačky je pripojený k výstupnému vinutiu transformátora, k ostatným výstupným vinutiam transformátora sú pripojené záťažové výkonové zariadenia s vlastným AC alebo DC výstupným napätím a jedno zariadení na napájanie záťaže je pripojený k stabilizátoru solárnej batérie a zariadeniu na vybíjanie batérie. Technickým výsledkom je rozšírenie možností napájacieho systému kozmickej lode, zlepšenie kvality výstupného napätia, zníženie nákladov na vývoj a výrobu a skrátenie času vývoja systému. 1 chorý.

Výkresy pre RF patent 2396666

[0001] Predložený vynález sa týka oblasti vesmírnej energie, konkrétnejšie palubných napájacích systémov (EPS) kozmickej lode (SC).

Napájacie systémy kozmických lodí sú všeobecne známe a pozostávajú zo solárnej batérie, dobíjacej batérie, ako aj sady elektronických zariadení, ktoré zabezpečujú spoločnú prevádzku týchto zdrojov pre zaťaženie kozmickej lode, konverziu napätia a stabilizáciu.

Takticko-technické charakteristiky SEP a pre kozmickú techniku ​​je z nich najdôležitejšia špecifická sila, t.j. pomer výkonu generovaného napájacou sústavou k jej hmotnosti (Pud=Psep/Msep) závisí predovšetkým od špecifických hmotnostných charakteristík použitých zdrojov prúdu, ale do značnej miery aj od prijatého štruktúrneho diagramu PDS, vytvoreného komplexom elektronických zariadení PDS, ktorý určuje spôsoby využívania zdrojov a efektívnosť využitia ich potenciálu.

Sú známe napájacie systémy kozmických lodí so štrukturálnymi schémami, ktoré zabezpečujú: stabilizáciu jednosmerného napätia na záťaži (s presnosťou 0,5-1,0% nominálnej hodnoty), stabilizáciu napätia na solárnej batérii, ktorá zabezpečuje odvádzanie energie z nej v blízkosti optimálny pracovný bod prúdovo-napäťová charakteristika (voltampérová charakteristika) a tiež implementuje optimálne riadiace algoritmy pre prevádzkové režimy dobíjacích batérií, čo umožňuje zabezpečiť najvyššie možné kapacitné parametre pri dlhodobom cyklovaní batérií na obežnej dráhe. Ako príklad takýchto napájacích systémov uvádzame projekt napájacieho systému pre geostacionárnu komunikačnú kozmickú loď v článku NAPÁJANIE, PRE TELEKOMUNIKAČNÝ SATELIT. L.Croci, P.Galantini, C.Marana (Proceedings of the European Space Power Conference konanej v Grazi, Rakúsko, 23.-27. augusta 1993 (ESA WPP-054, august 1993). Navrhovaný PDS s výkonom 5 kW, s. napätie 42 V Účinnosť využitia výkonu solárnej batérie je 97%, účinnosť využitia kapacity batérie je 80% (na konci 15-ročnej životnosti kozmickej lode).

Štrukturálna schéma PDS počíta s rozdelením solárnej batérie na 16 sekcií, z ktorých každá je regulovaná vlastným stabilizátorom bočného napätia a výstupy sekcií sú pripojené cez oddeľovacie diódy na spoločnú stabilizovanú zbernicu, ktorá udržiava 42 V ± 1 %. Bočné stabilizátory udržiavajú napätie 42 V na sekciách solárnej batérie a konštrukcia solárnej batérie je vykonaná tak, aby na konci 15 rokov optimálny pracovný bod charakteristiky prúdového napätia zodpovedal tomuto napätiu.

Prevažná väčšina zahraničných napájacích systémov a množstvo domácich kozmických lodí, ako napríklad HS-702, A-2100 (USA), Spacebus-3000, 4000 (západná Európa), Sesat, "Express-AM", "Jamal" (Rusko) atď.

V článku „Nástrojový komplex satelitných napájacích systémov s extrémnou reguláciou výkonu solárnej batérie“, autori V.S. Kudryashov, M.V. Nesterishin, A.V štrukturálna schéma prenosového systému s extrémnym regulátorom výkonu solárnej batérie ukazuje vplyv takejto regulácie na geostacionárnu komunikačnú družicu "Express-A", ktorá podľa výsledkov letových meraní predstavovala až 5% nárast vo výstupnom výkone batérie. Podľa schémy s extrémnym regulátorom solárnych batérií sa vyrábajú napájacie systémy mnohých domácich kozmických lodí, ako sú geostacionárne kozmické lode „Gals“, „Express“, vysoko obežná dráha „Glonass-M“, nízka obežná dráha „Gonets“ , atď.

Napriek dosiahnutým vysokým taktickým a technickým vlastnostiam SEP moderných kozmických lodí majú spoločnú nevýhodu - nie sú univerzálne, čo obmedzuje rozsah ich použitia.

Je známe, že na napájanie rôznych zariadení konkrétnej kozmickej lode je potrebných niekoľko menovitých napájacích napätí, od jednotiek až po desiatky a stovky voltov, pričom v implementovanom PDS je vytvorená jedna jednosmerná napájacia zbernica s jedným menovitým výkonom, napr. , 27 V alebo 40 V alebo 70 B alebo 100 B.

Pri prechode z jedného menovitého napájacieho napätia zariadenia na iné je potrebné vyvinúť nový napájací systém s radikálnym prerobením prúdových zdrojov - solárnych a dobíjacích batérií - a zodpovedajúcimi časovými a finančnými nákladmi.

Táto nevýhoda ovplyvňuje najmä vytváranie nových modifikácií kozmických lodí založených na základnej verzii, ktorá je hlavným smerom v modernom inžinierstve kozmických lodí.

Ďalšou nevýhodou systémov je nízka odolnosť spotrebiteľov elektriny na palube kozmickej lode voči hluku. To sa vysvetľuje prítomnosťou galvanického spojenia medzi napájacími zbernicami zariadenia a zdrojmi prúdu. Preto pri náhlych výkyvoch záťaže, napríklad pri zapínaní alebo vypínaní jednotlivých spotrebičov, dochádza ku kolísaniu napätia na spoločnej výstupnej zbernici napájacieho systému, tzv. prechodné procesy spôsobené rázmi napätia na vnútornom odpore zdrojov prúdu.

Navrhuje sa napájací systém s novou konštrukčnou schémou, ktorý odstraňuje vyššie uvedené nevýhody známych napájacích systémov pre kozmické lode.

Technické riešenie najbližšie k navrhovanému je autonómny napájací systém kozmickej lode podľa RF patentu 2297706, vybraný ako prototyp.

Prototyp má rovnaké nevýhody ako analógy diskutované vyššie.

Cieľom navrhovaného vynálezu je rozšíriť možnosti napájacieho systému kozmickej lode, zlepšiť kvalitu výstupného napätia, znížiť vývojové a výrobné náklady a skrátiť čas vývoja systému.

Podstata nárokovaného vynálezu je znázornená na výkrese.

Napájací systém pozostáva zo solárnej batérie 1, batérie 2, stabilizátora napätia solárnej batérie 3, vybíjacieho zariadenia batérie 4, nabíjačky batérií 5, extrémneho regulátora výkonu solárnej batérie 6, pripojených svojimi vstupmi k vybíjacím zariadeniam 4 a nabíjačku 5 a na snímač prúdu solárnej batérie 7 a výstup je so stabilizátorom napätia solárnej batérie 3.

Stabilizátor 3 a vypúšťacie zariadenie 4 sú vyrobené vo forme mostových invertorov. Popisy takýchto mostových invertorov sú uvedené napríklad v článkoch: „Vysokofrekvenčné meniče napätia s rezonančným spínaním“, autor A.V. Lukin (zh. ELECTROPOPITANIE, vedecko-technická zbierka číslo 1, vydavateľstvo Yu.I. Konev. Association. "Power Supply", M., 1993), The Series Connected Buck Boost Regulator for High Efficiency DC Voltage Regulator, autor Arthur G. Birchenough (NASA Technical Memorandum 2003-212514, NASA Lewis Research Center, Cleveland, ON), ako aj V blokových diagramoch článku a obvodových roztokoch automatizačných a stabilizačných komplexov SEP nerešpektovaných geostacionárnych SC s galvanovou izoláciou palubného zariadenia zo solárnych a batériových batérií autorov Polyakov S.A., Chernyshev A.I., Elman V.O., Yashov V.S., pozri „Elektronické a elektronické a elektrické systémy a zariadenia: Sat. vedecké práce SPC "Polyus". - Tomsk: MGP „RASKO“ vo vydavateľstve „Rádio a komunikácie“, 2001, 568 s.

Výstupné vinutia 9, 10 stabilizátora a výbojového zariadenia sú pripojené k spoločnému transformátoru 8 ako jeho primárne vinutia. Solárna batéria 1 je prepojená so stabilizátorom 3 plus a mínus zbernicami a spomínaný prúdový snímač 7 je inštalovaný v jednej zo zberníc. Batéria 2 je spojená s vybíjacím zariadením plus a mínus zbernicami. Nabíjačka 5 je svojim vstupom pripojená k sekundárnemu vinutiu 11 transformátora 8 a svojim výstupom k kladnej a zápornej zbernici batérie 2.

Výkonové zariadenia 13 záťaže 14 s ich menovitým striedavým výstupným napätím sú pripojené k sekundárnym vinutiam 12 transformátora 8 a výkonové zariadenia 16 záťaží 17 jednosmerného prúdu sú pripojené k sekundárnym vinutiam 15 transformátora 8 s ich menovitými napätiami, jedným z výkonové zariadenia 18 záťaže 19 jednosmerného alebo striedavého prúdu, pripojené k sekundárnemu vinutiu 20 transformátora 8, je zvolené ako hlavné a používa sa na stabilizáciu napätia na sekundárnom vinutí 20 transformátora 8. Na tento účel zariadenie 18 je pripojené spätnoväzbovými spojmi k stabilizátoru 3 a vybíjaciemu zariadeniu 4.

Vytváranie striedavého napätia na výstupnom vinutí 9 stabilizátora 3 zabezpečuje jeho riadiaci obvod 21, ktorý podľa určitého zákona otvára tranzistory 22, 23 a 24, 25 v pároch.

Podobným spôsobom sa na výstupnom vinutí 10-bitového zariadenia 4 generuje jeho riadiacim obvodom 26 tranzistorov 27, 28 a 29, 30 striedavé napätie.

Regulátor 6 extrémneho výkonu, berúc do úvahy hodnoty prúdového snímača 7 a napätie na solárnej batérii 1, vytvára korekčný signál na zmenu otváracieho zákona tranzistorov stabilizátora 3 tak, aby sa na solárnej batérii vytvorilo napätie. batérie rovné optimálnemu napätiu prúdovo-napäťovej charakteristiky (I-V charakteristika) solárnej batérie.

Systém napájania pracuje v nasledujúcich hlavných režimoch.

1. Napájanie záťaží zo solárnej batérie.

Keď výkon solárnej batérie prekročí celkový výkon spotrebovaný záťažami, mostíkový stabilizátor 3 pomocou spätnej väzby zariadenia 18 a stabilizátora 3 na sekundárnom vinutí 20 transformátora 8 udržiava stabilné napätie na úrovni, ktorá zabezpečuje požadovanú stabilitu napätia na záťaži 19. Zároveň na sekundárnych vinutiach 11, 12, 15 transformátora tiež udržiavajú stabilné striedavé napätie, berúc do úvahy transformačné pomery vinutí. Batéria 2 je úplne nabitá. Nabíjačka 5 a vybíjanie 4 sú vypnuté, extrémny regulátor 6 je vypnutý.

2. Nabite batériu.

Keď je potrebné nabiť batériu, nabíjačka 5 generuje signál na zapnutie nabíjania a poskytuje ho premenou striedavého prúdu zo sekundárneho vinutia 11 transformátora 8 na jednosmerný prúd na nabíjanie batérie. Signál na zapnutie nabíjačky 5 je poslaný aj na vstup krajného regulátora 6, ktorý zapne stabilizátor 3 v režime extrémnej regulácie výkonu solárnej batérie. Veľkosť nabíjacieho prúdu batérie je určená rozdielom medzi výkonom solárnej batérie v optimálnom prevádzkovom bode jej prúdovo-napäťovej charakteristiky a celkovým výkonom záťaží. Vypúšťacie zariadenie je vypnuté.

3. Napájanie záťaže z batérie.

Tento režim sa vytvorí, keď kozmická loď vstúpi do tieňa Zeme alebo Mesiaca, v možných anomálnych situáciách so stratou orientácie solárnych panelov, alebo keď sa kozmická loď dostane na obežnú dráhu, keď sú solárne panely zložené. Výkon solárneho panelu je nulový a záťaž je napájaná vybíjaním batérie. V tomto režime je stabilizácia napätia na sekundárnom vinutí 20 transformátora 8 zabezpečená vybíjacím zariadením podobným prvému režimu pomocou spätnej väzby zo zariadenia 18 na vybíjacie zariadenie 3, extrémny regulátor 6, nabíjačka 5 sú vypnuté.

4. Záťaž je napájaná spoločne zo solárnej batérie a batérie.

Režim sa vytvorí, keď nie je dostatok energie zo solárnej batérie na napájanie všetkých pripojených spotrebičov, napríklad keď sú zapnuté špičkové zaťaženia, počas manévrov kozmickej lode na korekciu obežnej dráhy, počas vstupov a výstupov kozmickej lode z tieňových oblastí obežnej dráhy atď.

V tomto režime sa stabilizátor 3 extrémnym regulátorom 6 na základe signálu z vybíjacieho zariadenia 4 prepne do režimu riadenia extrémneho výkonu solárnej batérie 1 a výkon chýbajúci na napájanie záťaže sa pridáva vybíjaním. batérie 2. Stabilizáciu napätia na sekundárnom vinutí 20 transformátora 8 zabezpečuje vybíjacie zariadenie 4 pomocou spätnej väzby zo zariadenia 18 na bitové zariadenie 4.

Systém napájania funguje plne automaticky.

Navrhovaný napájací systém kozmickej lode má oproti známym systémom nasledujúce výhody:

poskytuje na výstupe stabilné menovité napätie jednosmerného alebo striedavého prúdu potrebné na napájanie rôznych záťaží kozmických lodí, čo rozširuje možnosti jeho použitia na kozmických lodiach rôznych tried alebo pri modernizácii existujúcich zariadení;

vyššia kvalita napájacieho napätia do záťaží v dôsledku zníženého rušenia, pretože napájacie zbernice záťaže sú galvanicky (cez transformátor) izolované od zberníc zdroja prúdu;

je zabezpečená vysoká miera unifikácie systému a schopnosť prispôsobiť ho meniacim sa podmienkam použitia na rôznych typoch kozmických lodí alebo ich modifikáciách s minimálnou úpravou z hľadiska výkonových zariadení záťaže, bez ovplyvnenia základných komponentov systému (solárne a batérie, stabilizátor, nabíjačka a vybíjacie zariadenia),

poskytuje možnosť nezávislého návrhu a optimalizácie zdrojov prúdu podľa napätia, výber štandardných veľkostí batérií, generátorov jednotlivých solárnych batérií atď.;

Čas a náklady na vývoj a výrobu systému napájania sú znížené.

V súčasnosti v JSC "ISS" pomenovaná po. M.F. Reshetnev“, spolu s množstvom príbuzných podnikov, vyvíja navrhovaný systém napájania a prebieha výroba jednotlivých laboratórnych komponentov zariadenia. Prvé vzorky mostového striedača dosiahli účinnosť 95-96,5 %.

Z patentových informačných materiálov známych prihlasovateľovi nebol nájdený žiadny súbor znakov podobných súborom znakov nárokovaného predmetu.

NÁROK

Napájací systém kozmickej lode pozostávajúci zo solárnej batérie pripojenej svojimi kladnými a zápornými zbernicami k stabilizátoru napätia, dobíjacej batérie pripojenej svojimi plus a mínus zbernicami na vstup a výstup nabíjačky, regulátora extrémneho výkonu solárnej batérie pripojený svojimi vstupmi k snímaču prúdu, inštalovanému v jednej zo zberníc medzi solárnou batériou a stabilizátorom napätia, vybíjacím a nabíjacím zariadením batérie a výstupom - so stabilizátorom napätia solárnej batérie, vyznačujúci sa tým, že napätie stabilizátor solárnej batérie a vybíjacie zariadenie batérie sú vyrobené vo forme mostových striedačov so spoločným transformátorom, v tomto prípade je vstup nabíjačky pripojený k výstupnému vinutiu transformátora a zaťažujú výkonové zariadenia svojimi vlastné menovité výstupné napätie striedavého alebo jednosmerného prúdu je pripojené k ostatným výstupným vinutiam transformátora a jedno zo zariadení na napájanie záťaže je pripojené k stabilizátoru solárnej batérie a zariadeniu na vybíjanie batérie.

Autorské práva na ilustráciu SPL

Vesmírne misie trvajúce niekoľko desaťročí – alebo aj dlhšie – si budú vyžadovať novú generáciu zdrojov energie. Fejetonista sa rozhodol zistiť, aké možnosti majú dizajnéri.

Energetický systém je dôležitou súčasťou kozmickej lode. Tieto systémy musia byť mimoriadne spoľahlivé a navrhnuté na prevádzku v náročných podmienkach.

Moderné zložité zariadenia vyžadujú stále viac energie – ako vyzerá budúcnosť ich zdrojov energie?

Priemerný moderný smartfón vydrží na jedno nabitie sotva deň. A sonda Voyager, vypustená pred 38 rokmi, stále vysiela signály na Zem, keďže už opustila slnečnú sústavu.

Počítače Voyageru sú schopné vykonať 81 tisíc operácií za sekundu – ale procesor smartfónu pracuje sedemtisíckrát rýchlejšie.

• Ďalšie články na webovej stránke BBC Future v ruštine

Pri navrhovaní telefónu sa samozrejme predpokladá, že sa bude pravidelne dobíjať a je nepravdepodobné, že bude niekoľko miliónov kilometrov od najbližšej zásuvky.

Batériu kozmickej lode, ktorá by sa podľa plánu mala nachádzať 100 miliónov kilometrov od súčasného zdroja, nebude možné dobíjať – na palube musí mať buď batérie s dostatočnou kapacitou, aby fungovali desiatky rokov. alebo si elektrinu vyrobí sám.

Ukazuje sa, že riešenie takéhoto konštrukčného problému je dosť ťažké.

Niektoré palubné zariadenia potrebujú elektrinu len príležitostne, iné však musia bežať stále.

Vždy musia byť zapnuté prijímače a vysielače a pri pilotovanom lete alebo na vesmírnej stanici s posádkou aj systémy podpory života a osvetlenia.

Autorské práva na ilustráciu NASA Popis obrázku Motory Voyager nie sú najmodernejšie, ale úspešne slúžia už 38 rokov

Dr. Rao Surampudi vedie program energetických technológií v Laboratóriu prúdového pohonu Kalifornského technologického inštitútu v Spojených štátoch. Už viac ako 30 rokov vyvíja napájacie systémy pre rôzne vozidlá NASA.

Energetický systém zvyčajne predstavuje asi 30% celkovej hmotnosti kozmickej lode, povedal. Rieši tri hlavné problémy:

• výroby elektriny

• skladovanie elektriny

• Rozvod energie

Všetky tieto časti systému sú životne dôležité pre fungovanie zariadenia. Musia vážiť málo, byť odolné a mať vysokú „hustotu energie“ – to znamená, že z pomerne malého objemu vyprodukujú veľa energie.

Okrem toho musia byť spoľahlivé, pretože poslať človeka do vesmíru na opravu porúch je veľmi nepraktické.

Systém musí nielen generovať dostatok energie pre všetky potreby, ale aj počas celého letu – čo môže trvať desaťročia a v budúcnosti možno storočia.

„Životnosť návrhu musí byť dlhá – ak sa niečo pokazí, nebude to mať kto opraviť,“ hovorí Surampudi. systém, trvá od 20 do 30 rokov."

Autorské práva na ilustráciu NASA Popis obrázku Misia NASA na vychyľovanie asteroidov bude využívať nový typ solárnej energie, ktorá je efektívnejšia a odolnejšia ako jej predchodcovia

Energetické systémy kozmickej lode podliehajú veľmi špecifickým podmienkam – musia zostať funkčné v neprítomnosti gravitácie, vo vákuu, pod vplyvom veľmi intenzívneho žiarenia (ktoré by zničilo väčšinu bežných elektronických zariadení) a extrémnych teplôt.

"Ak pristanete na Venuši, vonkajšia teplota bude 460 stupňov," hovorí špecialista, "a pri pristátí na Jupiteri bude teplota mínus 150."

Vozidlá smerujúce do stredu slnečnej sústavy nemajú nedostatok energie zhromaždenej ich fotovoltaickými panelmi.

Tieto panely môžu vyzerať trochu inak ako solárne panely inštalované na strechách obytných budov, ale fungujú s oveľa vyššou účinnosťou.

V blízkosti Slnka je veľmi horúco a fotovoltické panely sa môžu prehrievať. Aby sa tomu zabránilo, panely sú odvrátené od Slnka.

Na obežnej dráhe planét sú fotovoltaické panely menej účinné: produkujú menej energie, pretože z času na čas ich od Slnka odstaví samotná planéta. V takýchto situáciách je potrebný spoľahlivý systém skladovania energie.

Atómové riešenie

Takýto systém môže byť postavený na báze niklovo-vodíkových batérií, ktoré vydržia viac ako 50 tisíc nabíjacích cyklov a fungujú viac ako 15 rokov.

Na rozdiel od bežných batérií, ktoré nefungujú vo vesmíre, sú tieto batérie utesnené a môžu normálne fungovať vo vákuu.

Keď sa vzďaľujete od Slnka, úroveň slnečného žiarenia prirodzene klesá: pre Zem je to 1374 wattov na meter štvorcový, pre Jupiter - 50 a pre Pluto - iba jeden watt na meter štvorcový.

Ak teda zariadenie letí za obežnú dráhu Jupitera, potom využíva systémy atómovej energie.

Najbežnejším z nich je rádioizotopový termoelektrický generátor (RTG), používaný na sondách Voyager, Cassini a rover Curiosity.

Autorské práva na ilustráciu NASA Popis obrázku Ako možný zdroj energie pre dlhodobé misie sa zvažuje vylepšený rádioizotopový Stirlingov generátor.

Tieto napájacie zdroje nemajú žiadne pohyblivé časti. Vyrábajú energiu z rozpadu rádioaktívnych izotopov, ako je plutónium. Ich životnosť presahuje 30 rokov.

Ak nie je možné použiť RTG (napríklad ak je na ochranu posádky pred žiarením potrebná clona, ​​ktorá je príliš masívna na let) a fotovoltaické panely nie sú vhodné, pretože vzdialenosť od Slnka je príliš veľká, možno použiť palivové články. .

Vodíkovo-kyslíkové palivové články boli použité v amerických vesmírnych programoch Gemini a Apollo. Takéto články sa nedajú dobiť, no uvoľňujú veľa energie a vedľajším produktom tohto procesu je voda, ktorú môže posádka následne vypiť.

NASA a Jet Propulsion Laboratory pracujú na vytvorení výkonnejších, energeticky náročnejších a kompaktnejších systémov s vysokou životnosťou.

Nové kozmické lode však potrebujú stále viac energie: ich palubné systémy sú neustále zložitejšie a spotrebúvajú veľa elektriny.

Na dlhé lety možno použiť atómovo-elektrický pohon

Platí to najmä pre lode, ktoré využívajú elektrický pohon – napríklad iónový pohon, prvýkrát použitý na sonde Deep Space 1 v roku 1998 a odvtedy sa vo veľkej miere prijal.

Elektromotory zvyčajne fungujú tak, že elektricky uvoľňujú palivo pri vysokej rýchlosti, existujú však aj motory, ktoré urýchľujú vozidlo prostredníctvom elektrodynamickej interakcie s magnetickými poľami planét.

Väčšina pozemských energetických systémov nie je schopná fungovať vo vesmíre. Preto sa každý nový okruh pred inštaláciou na kozmickú loď podrobí sérii vážnych testov.

Laboratóriá NASA obnovujú drsné podmienky, v ktorých bude musieť nové zariadenie fungovať: je ožarované žiarením a vystavené extrémnym teplotným zmenám.

Smerom k novým hraniciam

Je možné, že budúce lety budú využívať vylepšené rádioizotopové Stirlingove generátory. Fungujú na podobnom princípe ako RTG, sú však oveľa efektívnejšie.

Okrem toho môžu byť vyrobené veľmi malé - aj keď to ešte viac komplikuje dizajn.

Nové batérie vznikajú aj pre plánovaný let NASA do Európy, jedného z mesiacov Jupitera. Fungovať budú môcť pri teplotách od -80 do -100 stupňov.

A nové lítium-iónové batérie, na ktorých dizajnéri v súčasnosti pracujú, budú mať oproti súčasným dvojnásobnú kapacitu. S ich pomocou budú môcť astronauti napríklad stráviť na mesačnom povrchu dvakrát toľko času, kým sa vrátia na loď, aby sa dobili.

Autorské práva na ilustráciu SPL Popis obrázku Na poskytovanie energie takýmto osadám budú s najväčšou pravdepodobnosťou potrebné nové druhy paliva.

Navrhujú sa aj nové solárne panely, ktoré by dokázali efektívne zbierať energiu v podmienkach slabého svetla a nízkych teplôt – to umožní zariadeniam na fotovoltaických paneloch lietať ďalej od Slnka.

V určitom štádiu má NASA v úmysle zriadiť trvalú základňu na Marse - a možno aj na vzdialenejších planétach.

Energetické systémy takýchto osád musia byť oveľa výkonnejšie ako tie, ktoré sa v súčasnosti používajú vo vesmíre, a navrhnuté na oveľa dlhšiu prevádzku.

Mesiac má veľa hélia-3 – tento izotop je na Zemi vzácny a je ideálnym palivom pre fúzne elektrárne. Zatiaľ sa však nepodarilo dosiahnuť dostatočnú stabilitu termonukleárnej fúzie na využitie tohto zdroja energie v kozmických lodiach.

Termojadrové reaktory, ktoré dnes existujú, navyše zaberajú priestor leteckého hangáru a v tejto podobe je nemožné ich využiť na vesmírne lety.

Je možné použiť konvenčné jadrové reaktory – najmä vo vozidlách s elektrickým pohonom a pri plánovaných misiách na Mesiac a Mars?

V tomto prípade kolónia nebude musieť udržiavať samostatný zdroj elektriny - svoju úlohu môže hrať lodný reaktor.

Na dlhé lety možno použiť atómovo-elektrický pohon.

„Misia vychýlenia asteroidov vyžaduje veľké solárne panely, aby poskytli dostatok elektrickej energie na manévrovanie okolo asteroidu,“ hovorí Surampudi „Momentálne hľadáme solárno-elektrický pohon, ale jadrový pohon by bol lacnejší.“

Je však nepravdepodobné, že by sme čoskoro videli vesmírne lode s jadrovým pohonom.

„Táto technológia ešte nie je dostatočne vyspelá, musíme si byť úplne istí jej bezpečnosťou pred vypustením takéhoto zariadenia do vesmíru,“ vysvetľuje špecialista.

Je potrebné ďalšie prísne testovanie, aby sa zabezpečilo, že reaktor dokáže odolať nástrahám vesmírnych letov.

Všetky tieto pokročilé energetické systémy umožnia kozmickým lodiam prevádzkovať dlhšie a lietať na väčšie vzdialenosti – stále sú však v ranom štádiu vývoja.

Po úspešnom ukončení testov sa takéto systémy stanú povinnou súčasťou letov na Mars – a ďalej.

• Môžete si to prečítať na webovej stránke.

Úvod

zásobovanie energiou priestor solárnej batérie

V súčasnosti je jednou z priorít strategického rozvoja vedecko-technického potenciálu republiky vytvorenie kozmického priemyslu. Za týmto účelom bola v roku 2007 v Kazachstane vytvorená Národná vesmírna agentúra (Kazcosmos), ktorej aktivity sú primárne zamerané na vývoj a implementáciu cielených vesmírnych technológií a rozvoj vesmírnej vedy v záujme sociálno-ekonomického rozvoja krajiny. .

Vedecký vesmírny výskum v Kazkosmose sa vykonáva najmä v Národnom centre pre výskum vesmíru a technológie JSC (NTSKIT JSC), ktoré zahŕňa štyri výskumné ústavy: Astrofyzikálny inštitút pomenovaný po. V.G. Fesenková, Ústav ionosféry, Ústav kozmického výskumu, Ústav vesmírneho inžinierstva a technológie. JSC "NTSKIT" má veľkú experimentálnu základňu: flotilu moderných meracích zariadení, testovacie miesta, observatóriá, vedecké centrá na vykonávanie základného a aplikovaného vedeckého výskumu v oblasti vesmírnych aktivít podľa schválených priorít.

Akciová spoločnosť „Národné centrum kozmického výskumu a technológie“ JSC „NTSKIT“ vznikla reorganizáciou Republikového štátneho podniku s právom hospodárenia „Centrum pre astrofyzikálny výskum“ a jeho dcérskych spoločností na základe nariadenia vlády z r. Kazašská republika č. 38 zo dňa 22. januára 2008.

Hlavným predmetom činnosti akciovej spoločnosti je vykonávanie výskumných, vývojových, výrobných a ekonomických činností v oblasti kozmického výskumu a technológií.

Jedným z najdôležitejších palubných systémov každej kozmickej lode, ktorý v prvom rade určuje jej výkonové charakteristiky, spoľahlivosť, životnosť a ekonomickú efektívnosť, je systém napájania. Preto sú problémy vývoja, výskumu a vytvárania systémov napájania kozmických lodí prvoradé.

Automatizácia procesov riadenia letu akejkoľvek kozmickej lode (SC) je nemysliteľná bez elektrickej energie. Elektrická energia sa používa na pohon všetkých prvkov zariadení a vybavenia kozmickej lode (pohonná skupina, ovládacie prvky, komunikačné systémy, prístrojové vybavenie, kúrenie atď.).

Vo všeobecnosti napájací systém generuje energiu, premieňa ju a reguluje, ukladá ju na obdobia špičkového odberu alebo tieňovej prevádzky a distribuuje ju po kozmickej lodi. Subsystém napájania môže tiež konvertovať a regulovať napätie alebo poskytovať rozsah úrovní napätia. Často zapína a vypína zariadenie a na zvýšenie spoľahlivosti chráni pred skratmi a izoluje poruchy. Dizajn subsystému je ovplyvnený kozmickým žiarením, ktoré spôsobuje degradáciu solárnych panelov. Životnosť chemickej batérie často obmedzuje životnosť kozmickej lode.

Súčasným problémom je štúdium funkčných vlastností vesmírnych zdrojov energie. Štúdium a prieskum vesmíru si vyžaduje vývoj a vytváranie kozmických lodí na rôzne účely. V súčasnosti sú automatické kozmické lode bez posádky najrozšírenejšie na vytvorenie globálneho systému komunikácií, televízie, navigácie a geodézie, prenosu informácií, štúdium poveternostných podmienok a prírodných zdrojov Zeme, ako aj prieskum hlbokého vesmíru. Na ich vytvorenie je potrebné zabezpečiť veľmi prísne požiadavky na presnosť orientácie zariadenia v priestore a korekciu orbitálnych parametrov a to si vyžaduje zvýšenie napájania kozmických lodí.

1. Všeobecné informácie o JSC „NCIT“

Vykonávanie výskumných a vývojových prác na vytvorenie hardvéru a softvéru pre diferenciálne korekčné systémy a spotrebiteľské navigačné zariadenia.

Objektovo orientované modelovanie a vývoj softvéru a hardvéru pre rozsiahly 3D modelovací systém využívajúci technológie satelitnej navigácie a laserového zameriavania.

Vývoj inžinierskych modelov komplexu vedeckých zariadení na vykonávanie palubných meraní a zhromažďovanie cielených vedeckých informácií a softvéru na ich prevádzku.

Tvorba vedeckého, metodologického a programového vybavenia na riešenie problémov komplexnej analýzy a prognózy vývoja kozmických technológií v Kazašskej republike.

Tvorba softvéru a matematickej podpory a simulačných modelov kozmických lodí a podsystémov.

Vývoj experimentálnych vzoriek prístrojov, zariadení, komponentov a podsystémov mikrosatelitov.

Vytváranie vedeckej a metodickej podpory a regulačno-technickej základne pre riešenie problémov technickej regulácie.

Regulácia požiadaviek na vývoj, projektovanie, tvorbu, prevádzku kozmickej techniky, zaistenie jej bezpečnosti, posudzovanie a potvrdenie zhody.

Podľa nariadenia vlády č. 38 z 22. januára 2008 „O reorganizácii Republikového štátneho podniku „Centrum pre astrofyzikálny výskum“ Národnej vesmírnej agentúry Kazašskej republiky a jej dcérskych štátnych podnikov, RSE „Centrum pre astrofyzikálny výskum“ Research“ a jeho dcérskych spoločností „Inštitút ionosféry“, „Astrofyzikálny inštitút pomenovaný po V.G. Fesenkov, "Ústav kozmického výskumu" boli reorganizované fúziou a transformáciou na akciovú spoločnosť "Národné centrum kozmického výskumu a technológie" so 100% účasťou štátu na základnom imaní.

Osvedčenie o štátnej registrácii JSC "NTSKIT" - č. 93168-1910-AO, identifikačné číslo 080740009161, zo 16. júla 2008, zaregistrované na Ministerstve spravodlivosti Almaty Ministerstva spravodlivosti Kazašskej republiky

.2 Všeobecná charakteristika organizácie

Akciová spoločnosť „Národné centrum pre výskum vesmíru a technológie“ bola zaregistrovaná 16. júla 2008.

V období od roku 2004 do 15. júla 2008 bol JSC NTsKIT právne republikánskym štátnym podnikom „Centrum pre astrofyzikálny výskum“ (s právom hospodárenia), ktorý bol vytvorený v súlade s nariadením vlády Kazašskej republiky z 5. marca 2004 č. 280 „Vydáva niektoré republikové štátne podniky Ministerstva školstva a vedy Republiky Kazachstan“. RSE bol vytvorený na základe reorganizácie a zlúčenia podnikov republikovej štátnej správy „Inštitút vesmírneho výskumu“, „Ústav ionosféry“ a „Astrofyzikálny ústav pomenovaný po V.G. Fesenkov“, ktoré dostali právne postavenie dcérskych spoločností štátnych podnikov.

Uznesením vlády Kazašskej republiky z 29. mája 2007 č. 438 „Problémy Národnej vesmírnej agentúry“ prešlo RSE „Centrum pre astrofyzikálny výskum“ (s právom hospodárenia) do pôsobnosti Národná vesmírna agentúra Kazašskej republiky.

Ústav kozmického výskumu Akadémie vied Kazašskej SSR bol organizovaný v súlade s uznesením Kabinetu ministrov Kazašskej SSR č. 470 z 12. augusta 1991. Zakladateľom a prvým riaditeľom ústavu je laureát štátnej ceny ZSSR, nositeľ Leninovho rádu, Červeného praporu práce, „Parasat“, akademik Národnej akadémie vied Kazašskej republiky Sultangazin Umirzak Machmutovič (1936 - 2005). V januári 2011 bol inštitút pomenovaný po akademikovi U.M. Sultangazina.

Predmetom činnosti ústavu bolo vykonávanie základného a aplikovaného výskumu v rámci štátnych, priemyselných, medzinárodných programov a projektov, ako aj vykonávanie grantových prác z domácich a zahraničných fondov v oblasti diaľkového prieskumu Zeme (ERS), monitoringu vesmíru. , geografické informačné modelovanie a veda o vesmírnych materiáloch.

Space Research Institute ako materská organizácia koordinovala výskum ústavov Národnej akadémie vied Kazašskej republiky a ďalších rezortných organizácií pri vývoji a realizácii všetkých štyroch kazašských programov vedeckého výskumu a experimentov na palube lode Mir. orbitálny komplex za účasti kozmonauta T.O. (1991) a za účasti kozmonauta T.A. - (1994, 1998), na palube Medzinárodnej vesmírnej stanice - za účasti kozmonauta T.A (2001).

Inštitút vesmírneho výskumu pomenovaný po akademikovi U.M. Sultangazina bola súčasťou JSC NTsKIT ako samostatná právnická osoba v štatúte dcérskej spoločnosti s ručením obmedzeným.

Od roku 2014Ústav a administratívny aparát JSC „NCIT“ sa spojili do jednej štruktúry, pričom sa zachovalo personálne zloženie a oblasti výskumu.

1.3 Druhy činností JSC "NCIT"

Koordinácia, podpora a realizácia výskumných aktivít. Základný a aplikovaný vesmírny výskum

Formovanie hlavných smerov a plánov vedeckého výskumu, predkladanie ukončeného vedeckého výskumu Národnej vesmírnej agentúre Kazašskej republiky;

Predkladanie záverov a odporúčaní na základe výročných správ vedeckých organizácií o vedeckej a vedecko-technickej činnosti Národnej vesmírnej agentúre Kazašskej republiky;

Podpora a realizácia experimentálneho projektovania a výrobných a ekonomických činností

Tvorba geografických informačných systémov založených na metódach leteckého prieskumu;

Príjem, spracovanie, distribúcia, ekvivalentná výmena a predaj údajov diaľkového prieskumu Zeme z vesmíru;

Vývoj a prevádzka vesmírnych prostriedkov na rôzne účely, vesmírnych komunikačných systémov, navigácie a diaľkového prieskumu Zeme;

Poskytovanie inžinierskych a poradenských služieb

Vykonávanie marketingového výskumu

Realizácia inovačných aktivít

Informovanie o činnosti Národnej vesmírnej agentúry – Kazašskej republiky a propagácia vedeckých úspechov

Propaganda úspechov vedy a vesmírnych technológií, organizácia. Organizovanie medzinárodných a republikových kongresov, zasadnutí, konferencií, seminárov, stretnutí, výstav; vydávanie vedeckých časopisov, prác a informácií o činnosti Národnej vesmírnej agentúry Kazašskej republiky

Školenie vysokokvalifikovaného vedeckého personálu. Ochrana duševného vlastníctva

Vypracovanie regulačnej a právnej dokumentácie

Personálne zloženie

Celkovo - 450 kvalifikovaných odborníkov a vedcov.

Medzi nimi je 27 doktorov vied, 73 kandidátov vied, 2 akademici, 2 korešpondenti a 3 doktori doktorandov.

Stredová štruktúra

Oddelenie diaľkového prieskumu Zeme

Hlavné oblasti výskumu:

Vývoj technológií na príjem, archiváciu, spracovanie a zobrazovanie údajov DPZ. Vykonávanie základného a aplikovaného vedeckého výskumu v oblasti štúdia spektrálnych charakteristík objektov na zemskom povrchu, priestorového monitorovania poľnohospodárskej pôdy a životného prostredia, havarijných situácií (povodne, povodne, požiare), tematickej interpretácie satelitných údajov rôznych spektrálnych, priestorových a časové rozlíšenia založené na analýze dlhodobých dátových sérií DPZ a stavu zemského povrchu.

Vykonávanie sub-satelitného výskumu. Vytváranie sektorových a regionálnych situačných stredísk pre priestorové monitorovanie mimoriadnych situácií.

Katedra geografického informačného modelovania

Vývoj numerických modelov prenosu krátkovlnného a tepelného žiarenia v atmosfére pre korekciu satelitných snímok a výpočty fyzikálnych parametrov atmosféry na základe satelitných informácií.

Tvorba geografických informačných modelov „analýzy rizík“ na určenie miery vplyvu prírodných a človekom spôsobených faktorov na vývoj havarijných situácií na hlavných potrubiach.

Tvorba automatizovaných metód a technológií pre digitálnu fotogrammetriu, metód a výpočtových algoritmov pre interferometrickú analýzu údajov DPZ.

Katedra vedy o vesmírnych materiáloch a prístrojového inžinierstva

Tvorba technológií na výrobu konštrukčných a funkčných materiálov pre letecké účely, ako aj výrobkov z nich.

Vývoj kvalitatívnych, analytických a numerických metód na štúdium nestacionárnych problémov v dynamike umelých a prírodných nebeských telies.

Vývoj nových matematických modelov a metód na zabezpečenie programovaného pohybu kozmických lodí.

Oddelenie informačnej a vzdelávacej podpory (Astana)

Organizácia pokročilých školení a preškoľovania špecialistov pre kozmický priemysel Kazachstanu.

Stredisko pre prijímanie informácií o vesmíre (Almaty) a vedecké a vzdelávacie centrum pre monitorovanie vesmíru pre kolektívne použitie (Astana)

Pravidelný príjem, archivácia a spracovanie údajov satelitných snímok z kozmických lodí Aqua/MODIS, Terra/MODIS, SuomiNPP (USA).

Existuje medzinárodná certifikácia.

DTOO "II" (Inštitút ionosféry)

Predmet činnostiDTOO „Ústav ionosféry“ vykonáva základný, prieskumný a aplikovaný výskum v oblasti slnečno-zemskej fyziky a geodynamiky: ionosféra a geomagnetické pole, kozmické počasie, radiačné monitorovanie blízkozemského priestoru, geodynamické a geofyzikálne monitorovanie zemského priestoru. zemská kôra Kazachstanu, vytvorenie predpovedného systému ložísk nerastných surovín, geodézia a kartografia.

DTOO "AFIF" (Astrofyzikálny inštitút pomenovaný po Fesenkovovi)

DTOO "IKTT" (Inštitút vesmírneho inžinierstva a technológie)

Dcérska spoločnosť s ručením obmedzeným „Inštitút vesmírneho inžinierstva a technológie“(ďalej - DTOO "Inštitút vesmírneho inžinierstva a technológie") bol vytvorený na základe príkazu Národnej vesmírnej agentúry Kazašskej republiky č. 65/OD zo dňa 17.08.2009.

DTOO „Inštitút vesmírnej technológie a technológie“ bol zaregistrovaný 23. decembra 2009. Jediným zakladateľom Inštitútu kozmických technológií a technológií, sro je Národné centrum pre výskum vesmíru a technológie, akciová spoločnosť.

2. Všeobecné informácie o napájaní kozmickej lode

Geometria kozmickej lode, dizajn, hmotnosť a aktívny život sú do značnej miery určené systémom napájania kozmickej lode. Systém napájania alebo inak označovaný ako systém napájania (PSS) kozmickej lode - systém kozmickej lode, ktorý dodáva energiu iným systémom, je jedným z najdôležitejších systémov. Porucha napájacieho systému vedie k poruche celého zariadenia.

Systém napájania zvyčajne obsahuje: primárny a sekundárny zdroj elektrickej energie, meniče, nabíjačky a automatizáciu riadenia.

Primárne zdroje energie

Ako primárne zdroje sa používajú rôzne generátory energie:

solárne panely;

chemické zdroje prúdu:

batérie;

galvanické články;

palivové články;

rádioizotopové zdroje energie;

jadrové reaktory.

Primárny zdroj zahŕňa nielen samotný generátor elektriny, ale aj systémy, ktoré mu slúžia, napríklad orientačný systém solárnych panelov.

Často sa zdroje energie kombinujú, napríklad solárna batéria s chemickou batériou.

Palivové články

Palivové články majú v porovnaní s párom solárnych batérií a chemickou batériou vysoké hmotnostné a veľkostné charakteristiky a hustotu výkonu, sú odolné voči preťaženiu, majú stabilné napätie a sú tiché. Vyžadujú však zásobu paliva, preto sa používajú na zariadeniach s dobou pobytu vo vesmíre od niekoľkých dní až po 1-2 mesiace.

Používajú sa hlavne vodíkovo-kyslíkové palivové články, pretože vodík má najvyššiu výhrevnosť a navyše voda vznikajúca pri reakcii sa môže použiť na kozmických lodiach s ľudskou posádkou. Na zabezpečenie normálnej prevádzky palivových článkov je potrebné zabezpečiť odvod vody a tepla vznikajúceho v dôsledku reakcie. Ďalším limitujúcim faktorom sú relatívne vysoké náklady na kvapalný vodík a kyslík a náročnosť ich skladovania.

Rádioizotopové zdroje energie

Rádioizotopové zdroje energie sa využívajú najmä v týchto prípadoch:

dlhé trvanie letu;

misie do vonkajších oblastí Slnečnej sústavy, kde je tok slnečného žiarenia nízky;

prieskumné satelity s radarom s bočným skenovaním nemôžu používať solárne panely kvôli nízkej obežnej dráhe, ale majú vysokú energetickú náročnosť.

Automatizácia systému napájania

Zahŕňa zariadenia na riadenie chodu elektrárne, ako aj sledovanie jej parametrov. Typické úlohy sú: udržiavanie parametrov systému v určených rozsahoch: napätie, teplota, tlak, prepínanie prevádzkových režimov, napríklad prepínanie na záložný zdroj energie; rozpoznávanie porúch, núdzová ochrana napájacích zdrojov, najmä prúdom; doručovanie informácií o stave systému pre telemetriu a do konzoly astronautov. V niektorých prípadoch je možné prepnúť z automatického na manuálne ovládanie buď z konzoly astronauta alebo príkazmi z pozemného riadiaceho centra.

.1 Princíp činnosti a konštrukcia solárnych batérií

Solárna batéria je založená na generátoroch napätia tvorených solárnymi článkami - zariadeniami na priamu premenu solárnej svetelnej energie na elektrickú energiu. Pôsobenie FEP je založené na vnútornom fotoelektrickom jave, t.j. na vzhľad EMF pod vplyvom slnečného žiarenia.

Polovodičový fotovoltický konvertor (SPV) je zariadenie, ktoré priamo premieňa energiu slnečného žiarenia na elektrickú energiu. Princíp činnosti fotovoltaického článku je založený na interakcii slnečného svetla s polovodičovým kryštálom, pri ktorej fotóny uvoľňujú v kryštáli elektróny - nosiče elektrického náboja. Oblasti so silným elektrickým poľom špeciálne vytvorené pod vplyvom takzvaného p-n prechodu zachytávajú uvoľnené elektróny a oddeľujú ich takým spôsobom, že v zaťažovacom obvode vzniká prúd a tým aj elektrická energia.

Teraz sa pozrime na tento proces trochu podrobnejšie, aj keď s výraznými zjednodušeniami. Začnime pohľadom na absorpciu svetla v kovoch a čistých polovodičoch. Keď prúd fotónov narazí na povrch kovu, časť fotónov sa odrazí a zvyšná časť je absorbovaná kovom. Energia druhej časti fotónov zvyšuje amplitúdu kmitov mriežky a rýchlosť chaotického pohybu voľných elektrónov. Ak je energia fotónu dosť vysoká, potom môže stačiť vyradiť elektrón z kovu, čím získa energiu rovnakú alebo väčšiu ako je pracovná funkcia daného kovu. Ide o vonkajší fotoelektrický efekt. Pri nižšej energii fotónu ide jeho energia v konečnom dôsledku výlučne na ohrev kovu.

Iný obraz sa pozoruje, keď sú polovodiče vystavené toku fotónov. Na rozdiel od kovov, kryštalické polovodiče v čistej forme (bez nečistôt), ak na ne nepôsobia žiadne vonkajšie faktory (teplota, elektrické pole, svetelné žiarenie a pod.), nemajú voľné elektróny oddelené od atómov kryštálovej mriežky polovodič

Ryža. 2.1 - Absorpcia svetla v kovoch a polovodičoch: 1 - vyplnený (valenčný) pás, 2 - zakázané pásmo, 3 - vodivý pás, 4 - elektrón

Keďže je však polovodičový materiál vždy pod vplyvom nejakej teploty (najčastejšie izbovej), malá časť elektrónov môže vďaka tepelným vibráciám získať energiu dostatočnú na ich oddelenie od ich atómov. Takéto elektróny sa uvoľnia a môžu sa podieľať na prenose elektriny.

Polovodičový atóm, ktorý stratil elektrón, získa kladný náboj rovný náboju elektrónu. Avšak miesto v atóme, ktoré nie je obsadené elektrónom, môže byť obsadené elektrónom zo susedného atómu. V tomto prípade sa prvý atóm stane neutrálnym a susedný sa nabije kladne. Priestor uvoľnený v atóme v dôsledku tvorby voľného elektrónu je ekvivalentný kladne nabitej častici nazývanej diera.

Energia, ktorú má elektrón v stave viazanom na atóm, leží vo vyplnenom (valenčnom) pásme. Energia voľného elektrónu je pomerne vysoká a leží vo vyššom energetickom pásme – vo vodivom pásme. Medzi nimi leží zakázaná zóna, t.j. zóna takých energetických hodnôt, ktoré elektróny daného polovodičového materiálu nemôžu mať ani vo viazanom, ani vo voľnom stave. Pásmová medzera pre väčšinu polovodičov leží v rozsahu 0,1 - 1,5 eV. Pre hodnoty zakázaného pásma väčšie ako 2,0 eV sa zaoberáme dielektrikami.

Ak je energia fotónu rovnaká alebo väčšia ako zakázaný pás, potom sa jeden z elektrónov oddelí od svojho atómu a prenesie sa z valenčného pásma do vodivého pásma.

Zvýšenie koncentrácie elektrónov a dier vedie k zvýšeniu vodivosti polovodiča. Prúdová vodivosť v čistom monokryštálovom polovodiči vznikajúca pod vplyvom vonkajších faktorov sa nazýva vlastná vodivosť. S vymiznutím vonkajších vplyvov sa voľné páry elektrón-diera navzájom rekombinujú a vlastná vodivosť polovodiča má tendenciu k nule. Neexistujú ideálne čisté polovodiče, ktoré by mali len svoju vlastnú vodivosť. Polovodič má zvyčajne elektronickú (typ n) alebo dierovú vodivosť (typ p).

Typ vodivosti je určený valenciou atómov polovodiča a valenciou atómov aktívnej nečistoty uloženej v jeho kryštálovej mriežke. Napríklad pre kremík (skupina IV Mendelejevovej periodickej tabuľky) sú aktívnymi nečistotami bór, hliník, gálium, indium, tálium (skupina III) alebo fosfor, arzén, antimón, bizmut (skupina V). Kryštálová mriežka kremíka má tvar, v ktorom je každý atóm kremíka umiestnený v mieste mriežky spojený so štyrmi ďalšími blízkymi atómami kremíka takzvanými kovalentnými alebo párovými elektronickými väzbami.

Prvky skupiny V (donory), vložené do miest kryštálovej mriežky kremíka, majú kovalentné väzby medzi svojimi štyrmi elektrónmi a štyrmi elektrónmi susedných atómov kremíka a piaty elektrón sa môže ľahko uvoľniť. Prvky skupiny III (akceptory), vložené do miest kryštálovej mriežky kremíka, priťahujú elektrón z jedného zo susedných atómov kremíka za vzniku štyroch kovalentných väzieb, čím sa vytvorí diera. Tento atóm zase môže pritiahnuť elektrón z jedného zo susedných atómov kremíka atď.

Solárny článok je polovodičový fotočlánok s hradlovou vrstvou, ktorého činnosť je založená na práve diskutovanom fotoelektrickom jave. Mechanizmus fungovania FEP je teda nasledujúci (obrázok 2.2).

Kryštál FEP pozostáva z p- a n-oblastí, ktoré majú dierovú a elektrónovú vodivosť. Medzi týmito oblasťami sa vytvorí p-n spojenie (bariérová vrstva). Jeho hrúbka je 10-4 - 10-6 cm.

Keďže na jednej strane pn prechodu je viac elektrónov a na druhej diery, každý z týchto nosičov voľného prúdu bude mať tendenciu difundovať do tej časti solárneho článku, kde ich nie je dostatok. V dôsledku toho sa na p-n prechode v tme vytvorí dynamická rovnováha nábojov a vytvoria sa dve vrstvy priestorových nábojov, pričom na strane p-oblasti sa tvoria záporné náboje a na strane n-oblasti kladné náboje.

Vytvorená potenciálna bariéra (alebo rozdiel kontaktného potenciálu) zabráni ďalšej vlastnej difúzii elektrónov a dier cez p-n prechod. Rozdiel kontaktných potenciálov Uk smeruje z n-oblasti do p-oblasti. Prechod elektrónov z n-oblasti do p-oblasti si vyžaduje vynaloženie práce Uк · e, ktorá sa mení na potenciálnu energiu elektrónov.

Z tohto dôvodu sú všetky energetické hladiny v p-oblasti zvýšené v porovnaní s energetickými hladinami v n-oblasti o hodnotu potenciálnej bariéry Uk · e Na obrázku zodpovedá pohyb smerom nahor pozdĺž osi y v energii elektrónov a poklese energie dier.

Ryža. 2.2 - Princíp činnosti solárnych článkov (elektróny sú označené bodkami, otvory sú označené krúžkami)

Potenciálna bariéra je teda prekážkou pre väčšinových dopravcov (v smere dopredu), ale nepredstavuje žiadny odpor pre menšinových dopravcov (v opačnom smere).

Vplyvom slnečného žiarenia (fotóny určitej energie) budú atómy polovodiča excitované a v kryštáli sa objavia ďalšie (nadbytočné) páry elektrón-diera v p- aj n-oblasti (obrázok 2.2, b ). Prítomnosť potenciálnej bariéry v p-n prechode spôsobuje separáciu ďalších minoritných nosičov (nábojov), takže prebytočné elektróny sa budú hromadiť v n-oblasti a prebytočné diery v p-oblasti, ktoré sa nestihli prekombinovať skôr, než sa priblížiť sa k p-n križovatke. V tomto prípade dôjde k čiastočnej kompenzácii priestorového náboja na p-n prechode a nimi vytvorené elektrické pole nasmerované proti rozdielu kontaktných potenciálov sa zvýši, čo spolu vedie k zníženiu potenciálovej bariéry.

V dôsledku toho sa medzi elektródami vytvorí potenciálny rozdiel U f , čo je v podstate foto-emf. Ak je do FV obvodu zahrnutá vonkajšia elektrická záťaž, tak v nej bude prúdiť elektrický prúd - tok elektrónov z n-oblasti do p-oblasti, kde sa rekombinujú s dierami. Prúdovo-napäťové a napäťovo-výkonové charakteristiky solárneho článku sú uvedené na obrázku 2.3, z ktorého je zrejmé, že na získanie maximálneho elektrického výkonu zo solárneho článku je potrebné zabezpečiť jeho prevádzku v dosť úzkom rozsahu výstupné napätia (0,35 - 0,45 V).

Hmotnosť 1 m 2SB 6...10 kg, z toho 40% hmotnosti FEP. Z fotobuniek, ktorých priemerná veľkosť nie je väčšia ako 20 mm, sa generátory napätia vytáčajú sériovým zapojením na požadovanú hodnotu napätia, napríklad na nominálnu hodnotu 27 V.

Ryža. 2.3 - Závislosť napätia a merného výkonu od hustoty FV prúdu

Generátory napätia s celkovými rozmermi približne 100 x 150 mm sú namontované na solárnych paneloch a zapojené do série, aby sa získal požadovaný výkon na výstupe solárneho systému.

Okrem kremíkových solárnych článkov, ktoré sa stále používajú vo väčšine solárnych CEC, sú najväčšiemu záujmu solárne články na báze arzenidu gália a sulfidu kademnatého. Majú vyššiu prevádzkovú teplotu ako kremíkové solárne články (a solárne články na báze arzenidu gália majú vyššiu teoretickú aj prakticky dosahovanú účinnosť). Je potrebné poznamenať, že so zväčšujúcim sa zakázaným pásmom polovodiča sa zvyšuje napätie naprázdno a na ňom založená teoretická účinnosť solárneho článku. Keď je však pásmová medzera väčšia ako 1,5 eV, účinnosť solárneho článku sa začne znižovať, pretože rastúci podiel fotónov nemôže vytvoriť pár elektrón-diera. Existuje teda optimálny zakázaný pás (1,4 - 1,5 eV), pri ktorom účinnosť solárneho článku dosahuje svoju maximálnu možnú hodnotu.

3. Elektrochemické vesmírne elektrárne

Elektrochemický zdroj prúdu (ECS) je základom každého elektrochemického CEU. Zahŕňa elektródy, ktoré sú zvyčajne aktívne látky, elektrolyt, separátor a vonkajšiu štruktúru (nádobu). Ako elektrolyt pre ECHIT používaný na kozmických lodiach sa zvyčajne používa vodný roztok alkálie KOH.

Zoberme si zjednodušenú schému a návrh strieborno-zinkového ECHIT (obrázok 3.1). Kladná elektróda je drôtený vodič prúdu, na ktorý sa nalisuje práškové kovové striebro a potom sa speká v peci pri teplote približne 400 °C, čo dodáva elektróde potrebnú pevnosť a pórovitosť. Záporná elektróda je hmota natlačená na mriežku vodiča prúdu, pozostávajúca z oxidu zinočnatého (70 - 75%) a zinkového prachu (25 - 30%).

Na zápornej elektróde (Zn) reaguje oxidačné činidlo účinnej látky na hydroxid zinočnatý Zn(OH) 2, a na pozitívne (AgO) - reakcia redukcie účinnej látky na čisté striebro. Elektrina sa uvoľňuje do vonkajšieho okruhu vo forme toku elektrónov. V elektrolyte je elektrický obvod uzavretý tokom iónov OHˉ od kladnej elektródy k zápornej. Separátor je potrebný predovšetkým na zabránenie kontaktu (a teda skratu) elektród. Okrem toho znižuje samovybíjanie ECHI a je potrebné zabezpečiť jeho reverzibilnú prevádzku počas mnohých cyklov nabíjania a vybíjania.

Ryža. 3.1 Princíp fungovania strieborno-zinkového ECHIT:

Pozitívna elektróda (AgO), 2 - elektrická záťaž,

Záporná elektróda (Zn), 4 - nádoba, 5 - separátor

To je spôsobené tým, že pri nedostatočnej separácii sa koloidné roztoky oxidov striebra, ktoré sa dostanú na negatívnu elektródu, katodicky redukujú vo forme tenkých strieborných vlákien smerujúcich k pozitívnej elektróde a ióny zinku sa tiež redukujú vo forme vlákien rastúcich smerom k anóda. To všetko môže viesť ku skratu elektród už v prvých cykloch prevádzky.

Najvhodnejším separátorom (separátorom) pre striebro-zinkový ECIT je film z hydratovanej celulózy (celofán), ktorý napučiavaním v elektrolyte zhutňuje zostavu, čím zabraňuje taveniu zinkových elektród, ako aj klíčeniu ihlovitých kryštály striebra a zinku (dendrity). Strieborno-zinková nádoba ECHIT je zvyčajne vyrobená z plastu (polyamidová živica alebo polystyrén) a má obdĺžnikový tvar. Pre iné typy ECHIT môžu byť nádoby vyrobené napríklad z poniklovaného železa. Pri nabíjaní ECHIT sa na elektródach redukoval oxid zinku a striebra.

Takže výboj ECHIT je proces uvoľnenia elektriny do vonkajšieho okruhu a náboj ECHIT je proces dodávania elektriny do neho zvonku s cieľom obnoviť pôvodné látky z produktov reakcie. Podľa charakteru práce sa ECHIT delia na galvanické články (primárne zdroje prúdu), ktoré umožňujú len jednorazové použitie účinných látok, a elektrické batérie (sekundárne zdroje prúdu), ktoré umožňujú opakované použitie účinných látok z dôvodu možnosť ich obnovy nabíjaním z externého zdroja elektrickej energie.

CEU založené na ECHIT používajú elektrické batérie s jednorazovým alebo opakovane použiteľným režimom vybíjania, ako aj vodíkovo-kyslíkové palivové články.

3.1 Zdroje chemického prúdu

Elektromotorická sila (EMF) chemického zdroja je rozdiel v jeho elektródových potenciáloch, keď je vonkajší obvod otvorený:

Kde A - potenciály kladných a záporných elektród.

Celkový vnútorný odpor R chemického zdroja (odpor voči konštantnému prúdu) pozostáva z ohmického odporu a polarizačný odpor :

Kde - EMF polarizácie; - sila výbojového prúdu.

Polarizačný odpor spôsobené zmenami elektródových potenciálov A kedy tečie prúd a závisí od stupňa nabitia, sily výbojového prúdu, zloženia elektród a čistoty elektrolytu.

;

,

Kde A A

.

Vybíjacia kapacita Q (Ah) chemického zdroja je množstvo elektriny vydanej zdrojom počas vybíjania pri určitej teplote elektrolytu, okolitom tlaku, vybíjacom prúde a konečnom vybíjacom napätí:

,

a vo všeobecnom prípade s konštantným prúdom počas vybíjania

Kde - aktuálna hodnota vybíjacieho prúdu, A; - čas vybíjania, h.

,

Kde A

.

Strieborno-zinkové, kadmium-niklové a nikel-vodíkové batérie sa považujú za chemické zdroje prúdu.

3.2 Strieborno-zinkové batérie

Strieborno-zinkové batérie sa vďaka svojej nižšej hmotnosti a objemu s rovnakou kapacitou a nižším vnútorným odporom pri danom napätí rozšírili do kozmických elektrických zariadení. Aktívnou látkou kladnej elektródy batérie je oxid strieborný AgO a zápornou doskou je kovový zinok. Ako elektrolyt sa používa vodný roztok alkalického KOH s hustotou 1,46 g/cm3. 3.

Batéria sa nabíja a vybíja v dvoch fázach. Počas vybíjania v oboch stupňoch prebieha na zápornej elektróde oxidačná reakcia zinku

2OH ˉ vypúšťanie → ZnO + H 2O+2e.

Na kladnej elektróde prebieha redukcia striebra v dvoch krokoch. V prvom stupni sa dvojmocný oxid strieborný redukuje na monovalentný:

2AgO + 2e + H 2O vypúšťanie → Ag 2O + 2OH ˉ.

Emf batérie je 1,82... 1,86 V. V druhej fáze, keď je batéria vybitá približne na 30 %, sa monovalentný oxid striebra redukuje na kovové striebro:

2O+2e+H 2O vypúšťanie → 2Ag + 2OH ˉ.

Emf batérie v momente prechodu z prvého stupňa vybitia do druhého sa zníži na 1,52.. 1,56 V. Výsledkom je, že krivka 2 zmeny emf počas vybíjania menovitým prúdom (obrázok 3.2) má charakteristický skok. Pri ďalšom vybíjaní zostáva emf batérie konštantná až do úplného vybitia batérie. Pri nabíjaní prebieha reakcia v dvoch krokoch. K napäťovému rázu a EMF dochádza, keď je batéria nabitá približne na 30 % (krivka 1). V tomto stave je povrch elektródy pokrytý dvojmocným oxidom striebra.

Ryža. 3.2 - EMF batérie počas nabíjania (1) a vybíjania (2)

Na konci nabíjania, keď sa zastaví oxidácia striebra z jednomocného na dvojmocné v celej hrúbke elektródy, začne uvoľňovanie kyslíka podľa rovnice

OHˉ vypúšťanie → 2H 2O+4e+O 2

V tomto prípade sa emf batérie zvýši o 0,2...0,3 V (pozri obrázok 5.1, bodkovaná časť krivky 1). Kyslík uvoľnený pri nabíjaní urýchľuje proces deštrukcie celofánových parametrov batérie a vznik vnútorných skratov.

Počas procesu nabíjania môže byť všetok oxid zinočnatý zredukovaný na kovový zinok. Pri dobíjaní sa obnoví oxid zinočnatý elektrolytu, ktorý sa nachádza v póroch elektródy a potom v separátoroch negatívnych dosiek, ktorých úlohu zohráva niekoľko vrstiev celofánového filmu. Zinok sa uvoľňuje vo forme kryštálov, ktoré rastú smerom ku kladnej elektróde a vytvárajú zinkový dendrit. Takéto kryštály môžu prepichnúť celofánové filmy a spôsobiť skrat elektród. Zinkové dendrity nepodliehajú spätným reakciám. Preto sú aj krátkodobé preplatky nebezpečné.

3.3 Nikel-kadmiové batérie

Aktívnou látkou zápornej elektródy v nikel-kadmiovej batérii je kovové kadmium. Elektrolytom v batérii je vodný roztok hydroxidu draselného KOH s hustotou 1,18 ... 1,40 g/cm 3.

Nikel-kadmiová batéria využíva redoxnú reakciu medzi kadmiom a hydrátom oxidu nikelnatého:

2Ni(OH) 3→ Cd(OH) 2+ 2Ni(OH) 2

Zjednodušene možno chemickú reakciu na elektródach napísať nasledovne. Na zápornej elektróde počas vybíjania dochádza k oxidácii kadmia:

2e → Cd ++

Kadmiové ióny sa viažu s hydroxylovými iónmi alkálie a vytvárajú hydrát kadmia:

2e + 2OH ˉ vypúšťanie → Cd(OH) 2.

Na kladnej elektróde sa nikel počas vybíjania redukuje z trojmocného na dvojmocný:

2Ni(OH) 3+ 2e vypúšťanie → 2Ni(OH)2 + 2OH ˉ.

Zjednodušenie spočíva v tom, že zloženie hydroxidu presne nezodpovedá ich vzorcom. Soli kadmia a niklu sú mierne rozpustné vo vode, takže koncentrácia iónov Cd ++, Ni ++, Ni +++je určená koncentráciou KOH, od ktorej nepriamo závisí hodnota emf batérie v elektrolyte.

Elektromotorická sila novonabitej batérie je 1,45 V. V priebehu niekoľkých dní po ukončení nabíjania sa EMF zníži na 1,36 V.

3.4 Nikel-vodíkové batérie

Nikel-vodíkové batérie (HHB) s vysokou spoľahlivosťou, dlhou životnosťou a mernou energiou a výbornými výkonnostnými ukazovateľmi nájdu široké uplatnenie v kozmických lodiach namiesto nikel-kadmiových batérií.

Na prevádzku LVAB na nízkej obežnej dráhe Zeme (LEO) je potrebný zdroj približne 30 000 cyklov počas piatich rokov. Použitie batérií v LEO s nízkou hĺbkou vybitia (DOD) vedie k zodpovedajúcemu zníženiu garantovanej mernej energie (30 000 cyklov možno dosiahnuť s DOD 40%). Tri roky nepretržitého cyklovania v režime LEO pri GR = 30 % z dvanástich štandardných NVAB (RNH-30-1) s kapacitou 30 A h ukázali, že všetky NVAB fungovali stabilne počas 14 600 cyklov.

Dosiahnutá úroveň špecifickej energie pre NVAB v podmienkach obežnej dráhy v blízkosti Zeme je 40 W h/kg pri hĺbke vybitia 100 %, zdroj pri 30 % GR je 30 tisíc cyklov.

4/ Výber parametrov pre solárne panely a zásobník

Počiatočné údaje:

Limitná hmotnosť kozmickej lode - MP = do 15 kg;

Výška kruhovej dráhy je h = 450 km;

Hmotnosť cieľového systému nie je väčšia ako 0,5 kg;

Vysielacia frekvencia - 24 GHz;

Spotreba napätia - 3,3 - 3,6 V;

Minimálna spotreba energie transceivera je 300 mW;

Spotreba plazmového iónového motora - 155 W;

Obdobie aktívnej existencie je 2-3 roky.

4.1 Výpočet parametrov vyrovnávacej pamäte

Výpočet parametrov vyrovnávacieho zásobníka (BN) z dobíjateľných batérií a určenie ich zloženia sa vykonáva na základe obmedzení kladených na batérie, pokiaľ ide o nabíjacie a vybíjacie prúdy, integrálnu vybíjaciu kapacitu, hĺbku vybíjania, spoľahlivosť, prevádzkovú teplotu podmienky a pod.

Pri výpočte parametrov nikel-vodíkových batérií použijeme nasledujúce charakteristiky a vzorce [autori „Design of automatic spaceship“: D.I. Kozlov, G.N. Anshakov, V.F. Agarkov, Yu.G. Antonov § 7.5], ako aj technické charakteristiky AB HB-50 NIAI Source, informácie o ktorých sú prevzaté zo stránky [#"justify">Elektromotorická sila novonabitej batérie je 1,45 V. V priebehu niekoľkých dní po na konci nabíjania sa emf zníži až na 1,36 V.

· nabíjací prúd do 30 A;

· sila vybíjacieho prúdu 12 - 50A v ustálenom stave a až 120 A v pulznom režime po dobu až 1 minúty;

· maximálna hĺbka vybitia až 54Ah;

· Pri prevádzke batérií (najmä v cyklických režimoch s vysokými nabíjacími a vybíjacími prúdmi) je potrebné zabezpečiť teplotné prevádzkové podmienky batérií v rozsahu 10...30°C. Na tento účel je potrebné zabezpečiť inštaláciu batérií v uzavretom priestore kozmickej lode a zabezpečiť chladenie vzduchu pre každú jednotku.

Vzorce používané na výpočet parametrov nikel-kadmiových batérií:

Napätie chemických zdrojov elektriny sa líši od EMF hodnotou poklesu napätia vo vnútornom obvode, ktorá je určená celkovým vnútorným odporom a pretekajúcim prúdom:

, (1)

, (2)

Kde A - vybíjacie a nabíjacie napätie na zdroji, resp. A - sila vybíjacieho a nabíjacieho prúdu, resp.

Pre galvanické články na jedno použitie je napätie definované ako výboj .

Vybíjacia kapacita Q (Ah) chemického zdroja je množstvo elektriny dodanej zdrojom počas vybíjania pri určitej teplote elektrolytu, okolitom tlaku, vybíjacom prúde a konečnom vybíjacom napätí:

, (3)

Menovitý výkon chemického zdroja prúdu je výkon, ktorý musí zdroj dodať pri prevádzkových podmienkach určených technickými podmienkami. Pre batérie KA sa za nominálny a vybíjací prúd najčastejšie považuje prúd jedného, ​​dvoch alebo 10-hodinových režimov vybíjania.

Samovybíjanie je zbytočná strata kapacity chemickým zdrojom pri otvorenom vonkajšom okruhu. Samovybíjanie sa zvyčajne vyjadruje ako % za deň skladovania:

(4)

Kde A - nádoby na chemické zdroje pred a po skladovaní; T - doba skladovania, dni.

Špecifická energia chemického zdroja prúdu je pomer dodanej energie k jeho hmotnosti:

(5)

Konkrétna energetická hodnota závisí nielen od typu zdroja, ale aj od sily vybíjacieho prúdu, t.j. z prevzatej moci. Chemický zdroj elektriny je preto úplnejšie charakterizovaný závislosťou špecifickej energie od špecifického výkonu.

Výpočet parametrov:

Určme maximálny a minimálny čas vybíjania zo vzorca:

Preto je maximálny čas vybíjania:

;

minimálny čas vybíjania:

.

Z toho vyplýva, že doba vybíjania umožňuje navrhnutej družici využívať elektrický prúd v priemere 167 minút alebo 2,8 hodiny, keďže naša cieľová inštalácia využíva 89 mA, doba vybíjania nebude významná, čo má pozitívny vplyv na poskytovanie el. prúd do iných životne dôležitých systémov satelitu

Určme vybíjacie napätie a celkový vnútorný odpor batérie zo vzorca:

; (1)

(2)

.

Z toho je vidieť, že nabíjacie napätie je možné dostatočne zabezpečiť použitím solárnych panelov, aj keď nie sú plošne veľké.

Samovybíjanie môžete určiť aj pomocou vzorca:

(4)

Vezmime si prevádzkový čas batérie T = 0,923 hodiny, Q 1= 50 (Ah) a Q 2 = 6 (Ah) počas 30 minút prevádzky:

,

to znamená, že pri minimálnom odbere prúdu 12 A sa za 30 minút batéria vybije na 95 % pri prerušení obvodu.

Nájdite špecifickú energiu chemického zdroja pomocou vzorca:

,

to znamená, že 1 kg chemického zdroja môže poskytnúť 61,2 W na hodinu, čo je vhodné aj pre našu cieľovú inštaláciu, ktorá pracuje pri maximálnom výkone 370 mW.

4.2 Výpočet parametrov solárnych panelov

Na výpočet hlavných parametrov bezpečnostného systému ovplyvňujúceho konštrukciu kozmickej lode a jej technické charakteristiky použijeme nasledujúce vzorce [autori „Design of automatic spaceship“: D.I. Kozlov, G.N. Anshakov, V.F. Agarkov, Yu.G. Antonov § 7.5]:

Výpočet parametrov SB spočíva v určení jeho plochy a hmotnosti.

Výpočet výkonu SB sa vykonáva pomocou vzorca:

(6)

Kde - výkon SB; R n - priemerný denný výkon záťaže (bez zohľadnenia vlastných potrieb ŠVP); - čas orientácie SB k Slnku za otáčku; t T - čas, počas ktorého SB nesvieti; - Účinnosť regulátora nadmerného výkonu SB je 0,85; - účinnosť regulátora vybíjania BN rovná 0,85; R .3- účinnosť regulátora náboja BN rovná 0,9; - Účinnosť batérií BN je 0,8.

Plocha solárnej batérie sa vypočíta podľa vzorca:

(7)

Kde - špecifický výkon SB prijatý:

W/m 2pri = 60 °C a 85 W/m 2pri = 110 °C pre materiál FEP KSP;

W/m 2pri = 60 °C a 100 W/m 2pri = 110 °C pre materiál FEP;

W/m 2pri = 60 °C a 160 W/m 2pri = 110°C pre FV materiál Ga - As; - bezpečnostný faktor, berúc do úvahy degradáciu solárnych článkov v dôsledku žiarenia, rovný 1,2 pri prevádzkovej dobe dva až tri roky a 1,4 pri prevádzkovej dobe piatich rokov;

Faktor plnenia vypočítaný podľa vzorca 1,12; - Účinnosť SB = 0,97.

Hmotnosť SB sa určuje na základe špecifických parametrov. V aktuálne dostupných prevedeniach SB je merná hmotnosť = 2,77 kg/m 2pre kremík a = 4,5 kg/m 2pre solárne články z arzenidu gália.

Hmotnosť SB sa vypočíta podľa vzorca:

(8)

Ak chcete začať s výpočtom PDS, musíte vybrať solárne panely. Pri zvažovaní rôznych solárnych panelov padla voľba na nasledovné: solárne batérie organizácie Saturn OJSC založené na fotokonvertoroch GaAs s nasledujúcimi charakteristikami.

Základné parametre SB

Parameter SBSB na základe GaAs FPS Aktívna životnosť, roky 15 Účinnosť pri teplote 28°C, % 28 Merný výkon, W/m 2170 Maximálny výkon, W/m 2381 Špecifická hmotnosť, kg/m 2Hrúbka 1,6 FEP, µm 150 ± 20

Na výpočet budete tiež potrebovať poznať obežnú dobu satelitu na nízkej obežnej dráhe Zeme, informácie prevzaté z lokality:

· v rozsahu od 160 km je doba obehu asi 88 minút;

· do 2000 km je perióda cca 127 minút.

Na výpočet berieme priemernú hodnotu - asi 100 minút. Zároveň je čas osvetlenia solárnych panelov kozmickej lode na obežnej dráhe dlhší (asi 60 minút) ako čas, keď sú v tieni asi 40 minút.

Výkon záťaže sa rovná súčtu požadovaného výkonu pohonného systému, cieľového zariadenia, nabíjacieho výkonu a rovná sa 220 W (hodnota sa berie s prebytkom 25 W).

Nahradením všetkých známych hodnôt do vzorca dostaneme:

,

.

Na určenie plochy panelu SB vezmeme PV materiál Ga-As pri prevádzkovej teplote = 60°C, satelit funguje 2-3 roky a použite vzorec:

,

Nahradením pôvodných údajov dostaneme:

po vykonaní výpočtov dostaneme

,

ale berúc do úvahy zriedkavé nabíjanie batérie, použitie moderných technológií pri vývoji iných systémov a tiež vzhľadom na skutočnosť, že výkon záťaže bol braný s rezervou asi 25 W, je možné znížiť plocha napájacieho systému do 3,6 m2

Majitelia patentu RU 2598862:

Použitie: v oblasti elektrotechniky na napájanie kozmických lodí z primárnych zdrojov rôzneho výkonu. Technickým výsledkom je zvýšená spoľahlivosť napájania. Systém napájania kozmickej lode obsahuje: skupinu solárnych batérií priameho slnečného žiarenia (1), skupinu solárnych batérií odrazeného slnečného svetla (7), generátorový obvod (8), stabilizátor napätia (2), nabíjačku ( 3), vybíjacie zariadenie (4), batériu (5), usmerňovacie zariadenie (9), regulátor (10) nabíjania batérie a spotrebiče (6). Striedavé napätie z generátorového obvodu (8) sa v bloku (9) premieňa na konštantné napätie a privádza sa na prvý vstup regulátora (10) nabíjania batérie. Konštantné napätie zo solárnych panelov odrazeného slnečného svetla (7) sa privádza na druhý vstup regulátora nabíjania batérie (10). Celkové napätie z generátorového obvodu a solárnych panelov odrazeného slnečného svetla z prvého výstupu regulátora (10) ide na druhý vstup batérie (5). Z druhého výstupu ovládača k prvému vstupu batérie (5) sú prijímané riadiace signály zo spínačov (15-21) s kontaktmi 1-3 a spínačov (22-25) s kontaktmi 1-2. Počet ovládaných spínacích zariadení závisí od počtu batérií v batérii. Na dobitie vybranej batérie (11-14) na príslušných spínačoch sa ich prvý kontakt otvorí s tretím a zatvorí sa druhým, na zodpovedajúcich spínačoch sa prvý a druhý kontakt zatvoria. Zodpovedajúca batéria pripojená týmto spôsobom k druhému vstupu batérie sa dobíja menovitým nabíjacím prúdom až do prijatia príkazu z ovládača (10) na výmenu ďalšej batérie. Spotrebiteľ (6) prijíma energiu zo zostávajúcich batérií, pričom obchádza odpojenú, z prvého výstupu batérie (5). 5 chorých.

Vynález sa týka kozmickej technológie a môže byť použitý ako súčasť rotačne stabilizovanej kozmickej lode.

Známy napájací systém pre kozmickú loď so spoločnými zbernicami (analógový), ktorý obsahuje solárne panely (primárny zdroj energie), batériu a spotrebiče. Nevýhodou tohto systému je, že napätie v tomto systéme je nestabilizované. To vedie k energetickým stratám v káblových sieťach a vo vstavaných individuálnych stabilizátoroch spotrebiteľov.

Známy napájací systém pre kozmickú loď s oddelenými zbernicami a paralelným pripojením stabilizátora napätia (analógového), ktorý obsahuje nabíjačku, vybíjacie zariadenie a batériu. Jeho nevýhodou je nemožnosť použitia extrémneho regulátora výkonu pre solárne panely.

Technicky najbližší navrhovanému systému je napájací systém kozmickej lode s oddelenými zbernicami a so sériovo-paralelným zapojením stabilizátora napätia 2 (prototyp), ktorý obsahuje aj solárne panely priameho slnečného žiarenia 1, nabíjačku 3, výbojku. zariadením 4, nabíjateľnou batériou 5 (obr. 1). Nevýhodou tohto napájacieho systému je neschopnosť prijímať, premieňať a akumulovať elektrickú energiu zo zdrojov rôzneho výkonu, ako je energia magnetického poľa Zeme a energia odrazeného slnečného žiarenia od zemského povrchu.

Účelom vynálezu je rozšíriť možnosti napájacieho systému kozmickej lode na príjem, premenu a akumuláciu elektrickej energie z rôznych primárnych zdrojov rôzneho výkonu, čo umožňuje zvýšiť aktívnu životnosť a napájanie kozmickej lode.

Na obr. 2 napájací systém rotačne stabilizovanej kozmickej lode, obr. 3 - batéria obsahujúca spínacie zariadenia ovládané ovládačom; na obr. 4 je pohľad na rotačne stabilizovanú kozmickú loď z obr. Obrázok 5 schematicky znázorňuje jednu z možností pohybu rotačne stabilizovanej kozmickej lode na obežnej dráhe.

Napájací systém rotačne stabilizovanej kozmickej lode obsahuje skupinu solárnych panelov 7, určených na premenu slnečného svetla odrazeného od Zeme na elektrickú energiu, generujúc obvod 8, ktorý je sústavou vodičov (vinutia) umiestnených pozdĺž tela sondy. kozmická loď, v ktorej je indukovaná elektromotorická sila na počítanie rotácie kozmickej lode okolo svojej osi v magnetickom poli Zeme, usmerňovacie zariadenie 9, regulátor nabíjania batérie zo zdrojov rôzneho výkonu 10, batéria 5 obsahujúca spínanie riadené ovládačom zariadenia 15-25, ktoré pripájajú alebo odpájajú jednotlivé batérie 11-14 k ovládaču 9, aby sa dobili nízkym prúdom (obr. 2).

Systém funguje nasledovne. Počas procesu vynášania kozmickej lode na obežnú dráhu je rotovaná tak, že os rotácie aparatúry a solárnych panelov priameho slnečného žiarenia sú orientované smerom k Slnku (obr. 4). Počas pohybu rotujúcej kozmickej lode na obežnej dráhe generátorový obvod zachytáva indukčné čiary magnetického poľa Zeme rýchlosťou rotácie kozmickej lode okolo svojej osi. Výsledkom je, že podľa zákona elektromagnetickej indukcie sa vo generátorovom obvode indukuje elektromotorická sila

kde µ o je magnetická konštanta, H je sila magnetického poľa Zeme, Sin je plocha generujúceho obvodu, Nc je počet závitov v obvode, ω je uhlová frekvencia otáčania.

Keď je generátorový obvod uzavretý voči záťaži, prúd tečie v obvode generátora spotrebiteľa. Výkon generátorového obvodu závisí od krútiaceho momentu kozmickej lode okolo svojej osi

kde J KA je moment zotrvačnosti kozmickej lode.

Výrobný obvod je teda dodatočným zdrojom elektriny na palube kozmickej lode.

Striedavé napätie z generátorového obvodu 8 je usmernené na bloku 9 a privádzané na prvý vstup regulátora 10 nabíjania batérie. Priame napätie zo solárnych panelov odrazeného slnečného svetla 7 sa privádza na druhý vstup regulátora 10 nabíjania batérie. Celkové napätie z prvého výstupu ovládača 10 ide na druhý vstup batérie 5. Z druhého výstupu ovládača k prvému vstupu batérie 5 sa prijímajú riadiace signály zo spínačov 15-21, ktoré majú kontakty 1 -3 a spínače 22-25, ktoré majú kontakty 1-2. Počet ovládaných spínacích zariadení závisí od počtu batérií v batérii. Na dobitie vybranej batérie (11-14) na príslušných spínačoch sa ich prvý kontakt otvorí s tretím a zatvorí sa druhým, na zodpovedajúcich spínačoch sa prvý a druhý kontakt zatvoria. Zodpovedajúca batéria pripojená týmto spôsobom k druhému vstupu batérie sa dobíja nízkym prúdom, kým sa neprijme príkaz z ovládača 10 na výmenu ďalšej batérie. Spotrebiteľ prijíma energiu zo zostávajúcich batérií, pričom obchádza batériu 5, ktorá je odpojená od prvého výstupu.

Keď je kozmická loď na obežnej dráhe v polohe 1 (obr. 4, 5), solárne panely odrazeného slnečného svetla sú orientované smerom k Zemi. V tomto okamihu nabíjačka 3, ktorá je súčasťou napájacieho systému kozmickej lode, prijíma elektrinu zo solárnych panelov priameho slnečného žiarenia 1 a regulátor 10 nabíjania batérie prijíma elektrinu zo solárnych panelov odrazeného slnečného svetla 7 a generátorového obvodu 8. V polohe kozmickej lode 2, solárne panely priameho slnka Svetlá 1 zostávajú nasmerované k Slnku, zatiaľ čo solárne články odrazeného slnečného svetla sú čiastočne zakryté. V tomto okamihu nabíjačka 3 napájacieho systému kozmickej lode naďalej prijíma elektrinu zo solárnych panelov priameho slnečného žiarenia a ovládač 10 stráca časť energie z bloku 7, ale naďalej prijíma energiu z bloku 8 cez usmerňovač 9. V polohe kozmickej lode 3 sú všetky skupiny solárnych panelov zatienené, nabíjačka 3 nedostáva elektrinu zo solárnych panelov 1 a palubní spotrebitelia kozmickej lode dostávajú elektrinu z batérie. Regulátor nabíjania batérie pokračuje v prijímaní energie z generujúceho obvodu 8 a dobíja ďalšiu batériu. V polohe kozmickej lode 4 sú solárne panely priameho slnečného žiarenia 1 opäť osvetlené Slnkom, zatiaľ čo solárne panely odrazeného slnečného svetla sú čiastočne zakryté. V tomto okamihu nabíjačka 3 napájacieho systému kozmickej lode naďalej prijíma elektrinu zo solárnych panelov priameho slnečného žiarenia a ovládač 10 stráca časť energie z bloku 7, ale naďalej prijíma energiu z bloku 8 cez usmerňovač 9.

Systém napájania rotačne stabilizovanej kozmickej lode je teda schopný prijímať, premieňať a akumulovať: a) energiu priameho a odrazeného slnečného svetla; b) kinetická energia rotácie kozmickej lode v magnetickom poli Zeme. Inak je fungovanie navrhovaného systému podobné známemu.

Technický výsledok - zvýšenie aktívnej životnosti a napájania kozmickej lode - je dosiahnuté použitím mikrokontrolérovej nabíjačky ako súčasti napájacieho systému kozmickej lode, ktorá umožňuje nabíjanie batérie zo zdrojov elektrickej energie rôzneho výkonu (odráža sa slnečné svetlo a energia z magnetického poľa Zeme).

Praktická implementácia funkčných jednotiek podľa tohto vynálezu môže byť uskutočnená nasledovne.

Ako generátorový obvod možno použiť trojfázové dvojvrstvové vinutie s izolovaným medeným drôtom, čím sa tvar krivky elektromotorickej sily priblíži sínusoide. Ako usmerňovač možno použiť mostíkový obvod trojfázového usmerňovača s nízkovýkonovými diódami typu D2 a D9, ktorý zníži zvlnenie usmerneného napätia. Mikrokontrolér MAX 17710 je možné použiť ako regulátor nabíjania batérie Dokáže pracovať s nestabilnými zdrojmi s rozsahom výstupného výkonu od 1 μW do 100 mW. Zariadenie má zabudovaný boost konvertor pre nabíjanie batérií zo zdrojov s typickým výstupným napätím 0,75 V a vstavaný regulátor na ochranu batérií pred prebitím. Lítium-iónové batérie so subsystémom vyrovnávania napätia batérie (balančný systém) možno použiť ako batériu obsahujúcu spínacie zariadenia ovládané regulátorom. Môže byť implementovaný na základe ovládača MSP430F1232.

Charakteristické vlastnosti navrhovaného zariadenia teda prispievajú k dosiahnutiu tohto cieľa.

Informačné zdroje

1. Analógový svet Maxim. Nové mikroobvody / Symmetron Group of Companies // Vydanie č. 2, 2013. - 68 s.

2. Grilikhes V.A. Solárna energia a lety do vesmíru / V.A. Griliches, P.P. Orlov, L.B. Popov - M.: Nauka, 1984. - 211 s.

3. Kargu D.L. Napájacie systémy pre kozmické lode / D.L. Kargu, G.B. Steganov [a ďalší] - Petrohrad: VKA im. A.F. Mozhaisky, 2013. - 116 s.

4. Katsman M.M. Elektrické stroje / M.M. Katzman. - učebnica manuál pre špeciálnych študentov technické školy. - 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Vyššie. Shk., 1990. - 463 s.

5. Pryanishnikov V.A. Elektronika. Priebeh prednášok / V.A. Pryanishnikov - Petrohrad: Krona Print LLC, 1998. - 400 s.

6. Rykovanov A.N. Li-ion akumulátorové napájacie systémy / A.N. Rykovanov // Výkonová elektronika. - 2009. - č. 1.

7. Chilin Yu.N. Modelovanie a optimalizácia energetických systémov kozmických lodí / Yu.N. Chilin. - Petrohrad: VIKA, 1995. - 277 s.

Napájací systém kozmickej lode obsahujúci skupinu solárnych batérií priameho slnečného žiarenia, nabíjačku, ktorá prijíma elektrinu zo solárnych batérií priameho slnečného žiarenia, vybíjacie zariadenie, ktoré napája spotrebiteľov z batérie, stabilizátor napätia, ktorý napája spotrebiteľov zo solárnej batérie priameho slnečného svetla , vyznačujúci sa tým, že dodatočne obsahuje skupinu solárnych panelov určených na premenu slnečného svetla odrazeného od Zeme na elektrickú energiu, generátorový obvod, ktorým je sústava vodičov (vinutia) umiestnených na tele kozmickej lode, v ktorých pôsobí elektromotorická sila indukuje rotáciou kozmickej lode okolo svojej osi v magnetickom poli zemské pole, usmerňovacie zariadenie a obsahuje aj regulátor nabíjania batérie zo zdrojov rôzneho výkonu, batériu, ktorá navyše obsahuje spínacie zariadenia ovládané regulátorom, ktoré pripojte alebo odpojte jednotlivé batérie k ovládaču, aby ste ich dobili.

Podobné patenty:

Vynález sa týka vesmírnej technológie a možno ho použiť na zásobovanie energiou kozmických lodí (SV) a staníc. Technickým výsledkom je použitie tepelného riadiaceho systému na získanie dodatočnej energie.

Vynález sa týka oblasti elektrotechniky. Systém autonómneho napájania obsahuje solárnu batériu, zásobník elektriny, nabíjač-vybíjacie zariadenie a záťaž pozostávajúcu z jedného alebo viacerých stabilizátorov napätia s koncovými spotrebičmi elektriny pripojenými na ich výstupy.

Vynález sa týka elektrotechnického priemyslu a môže byť použitý pri navrhovaní systémov autonómneho napájania pre umelé družice Zeme (AES). Technickým výsledkom je zvýšenie špecifických energetických charakteristík a spoľahlivosti systému autonómneho napájania družice. Navrhuje sa spôsob napájania záťaže jednosmerným prúdom v autonómnom napájacom systéme pre umelú družicu Zeme zo solárnej batérie a súboru sekundárnych zdrojov elektriny - dobíjacích batérií obsahujúcich sériovo zapojené batérie Nacc, ktorý spočíva v stabilizácii napätia na záťaži, nabíjanie a vybíjanie akumulátorov cez jednotlivé nabíjačky a vybíjacie konvertory, pričom vybíjacie konvertory sú vyrobené bez napäťových zosilňovačov, pre ktoré sa počet batérií Nacc v každej batérii volí z pomeru: Nacc≥(Un+1) /Uacc.min, kde Nacc je počet batérií v sériovom obvode každej batérie; Un - napätie na výstupe systému autonómneho napájania, V; Uacc.min je minimálne vybíjacie napätie jednej batérie, V, nabíjacie meniče sú vyrobené bez napäťových zosilňovačov, pre ktoré sa napätie v pracovnom bode solárnej batérie volí z pomeru: Urt>Uacc.max Nacc+1 , kde Urt je napätie v pracovnom bode solárnej batérie na konci garantovaného zdroja jej práce, B; Uacc.max je maximálne nabíjacie napätie jednej batérie, V, pričom vypočítaný počet batérií Nacc sa dodatočne zvýši na základe pomeru: Nacc≥(Un+1)/Uacc.min+Nfailure, kde Nfailure je počet povolených výpadky batérie a stabilizácia napätia záťažou a nabíjanie batérie prebieha pomocou extrémnej regulácie napätia solárneho panelu.

Vynález sa týka oblasti elektrotechniky. Technický výsledok spočíva v rozšírení prevádzkových možností systému, zvýšení jeho záťažového výkonu a zabezpečení maximálnej neprerušovanej prevádzky pri zachovaní optimálnych prevádzkových parametrov batérie pri napájaní spotrebičov jednosmerným prúdom.

Vynález sa týka oblasti solárnej energie, najmä solárnych zariadení, ktoré nepretržite monitorujú Slnko, ako pomocou koncentrátorov slnečného žiarenia, tak aj plochých kremíkových modulov, určených na napájanie spotrebiteľov napríklad v oblastiach nespoľahlivého a decentralizovaného napájania elektrickou energiou.

Vynález sa týka elektrotechnického priemyslu a môže byť použitý pri navrhovaní systémov autonómneho napájania pre umelé družice Zeme (AES).

[0001] Vynález sa týka solárnych systémov rotácie (SPSB) kozmickej lode (SC). Vynález je určený na umiestnenie prvkov SPSB na otáčanie vysokovýkonnej solárnej batérie a prenos elektriny zo solárnej batérie do kozmickej lode.

Vynález sa týka oblasti premeny slnečnej energie a jej prenosu k pozemným spotrebiteľom. Vesmírna elektráreň obsahuje solárny kolektor (1) lalokového typu, teleso stanice (2) a zväzok (3) mikrovlnných antén. Kolektor (1) je vyrobený z dosiek (panelov) fotoelektrických meničov - hlavného aj pomocného. Dosky majú obdĺžnikový a trojuholníkový tvar. Ich spojenia sú vytvorené vo forme automatických háčikov a slučiek, ktoré sa pri nasadení kolektora spájajú prostredníctvom viackrídlového mechanizmu. V zloženom stave má zberač (1) tvar kocky. Lúčové antény (3) sústreďujú mikrovlnnú energiu na zosilňovač, ktorý túto energiu prenáša do pozemných elektrární. Technický výsledok vynálezu je zameraný na zvýšenie účinnosti premeny energie a jej prenosu k spotrebiteľom na rozsiahlych územiach Zeme. 16 chorých.

Použitie: v oblasti elektrotechniky na napájanie kozmických lodí z primárnych zdrojov rôzneho výkonu. Technickým výsledkom je zvýšená spoľahlivosť napájania. Napájací systém kozmickej lode obsahuje: skupinu solárnych batérií priameho slnečného žiarenia, skupinu solárnych batérií odrazeného slnečného žiarenia, generátorový obvod, stabilizátor napätia, nabíjačku, vybíjacie zariadenie, dobíjaciu batériu, usmerňovacie zariadenie, regulátor nabíjania batérie a spotrebiče. Striedavé napätie z generátorového obvodu sa v jednotke premieňa na konštantné napätie a privádza sa na prvý vstup regulátora nabíjania batérie. Konštantné napätie zo solárnych panelov odrazeného slnečného svetla sa privádza na druhý vstup regulátora nabíjania batérie. Celkové napätie z generátorového obvodu a solárnych panelov odrazeného slnečného svetla z prvého výstupu regulátora ide na druhý vstup batérie. Z druhého výstupu ovládača k prvému vstupu batérie sa prijímajú riadiace signály zo spínačov s kontaktmi 1-3 a spínačov s kontaktmi 1-2. Počet ovládaných spínacích zariadení závisí od počtu batérií v batérii. Na dobitie vybranej batérie sa na príslušných spínačoch ich prvý kontakt otvorí tretím a zatvorí sa druhým, na zodpovedajúcich spínačoch sa prvý a druhý kontakt zatvoria. Zodpovedajúca batéria pripojená týmto spôsobom k druhému vstupu batérie sa dobíja menovitým nabíjacím prúdom až do prijatia príkazu z ovládača na výmenu ďalšej batérie. Spotrebiteľ prijíma energiu zo zostávajúcich batérií, pričom obchádza odpojenú batériu z prvého výstupu batérie. 5 chorých.

M.A. PETROVICHEV, A. S. GURTOV SYSTÉM DODÁVKA ENERGIE NA PALUBE KOMPLEXNÉ VESMÍRNYCH VOZÍKOV Schválené Edičnou a vydavateľskou radou univerzity ako učebná pomôcka Vydavateľstvo SAMARA SSAU 2007 MDT 629.78.05 BBK 39.62 P306 K O V O Č N Á P R E T E N A O R Y O Y E C T I O N Inovácia odborného vzdelávacieho centra svetového inovačného vzdelávacieho programu svetového oblasť letectva a geografických informačných technológií“ PR I Recenzenti: doktor technických vied A.<...>K o p t e v, námestník. Vedúci oddelenia Štátneho vedecko-výskumného centra "TsSKB - Progress" S. I. Minenko P306 Petrovičev M.A.<...>systém zásobovanie energiou na palube komplexné kozmická loď: učebnica. príspevok / M.A. Petrovičev, A.S. Gurtov.<...>Učebnica je určená pre študentov odboru 160802 " Priestor zariadení a zrýchľovacie bloky“.<...>MDT 629.78.05 BBK 39.62 ISBN 978-5-7883-0608-7 2 © Petrovichev M. A., Gurtov AS, 2007 © Samara State Aerospace University, 2007 systém Zdroj palubný komplex kozmických lodí Zo všetkých druhov energie je elektrická najuniverzálnejšia.<...>. systém Zdroj(SES) CA je jedným z najdôležitejších systémov zabezpečujúcich funkčnosť CA. <...>Spoľahlivosť SES je do značnej miery determinovaná 3 redundanciou všetkých typov zdrojov, prevodníkov, prepínanie zariadení a siete.<...>Štruktúra systémov Zdroj CA Základné systém Zdroj CA je systém priamy prúd.<...>Na vyrovnávanie záťažových špičiek použite vyrovnávacej pamäte zdroj. <...>Prvýkrát na opakovane použiteľné CA Shuttle používal systém napájania bez vyrovnávacej pamäte.<...> 4 systém distribúcia Konvertor Konvertor siete Spotrebiteľ Primárny zdroj Buffer zdroj Ryža.<...>Štruktúra zariadenia vesmírneho napájacieho systému Buffer zdroj vyznačujúci sa tým, že celková energia, ktorú vyrobí, je nulová.<...>Ak chcete prispôsobiť vlastnosti batérie primárnemu zdroju a sieti, použite<...>

System_of_energy_supplyof_onboard_complex_of_spacecraft_.pdf

FEDERÁLNA AGENTÚRA PRE VZDELÁVANIE ŠTÁTNA VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA VYSOKÉHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA „ŠTÁTNA LETECKÁ UNIVERZITA SAMARA pomenovaná po akademikovi S.P. KRÁĽOVNÁ" M. A. PETROVICHEV, A. S. GURTOV NAPÁJACÍ SYSTÉM PALUBNÉHO KOMPLEXU KOZMICKÝCH VOZÍKOV Schválené Edičnou a vydavateľskou radou univerzity ako učebná pomôcka Vydavateľstvo S A M A R A SZÚ 2007

Strana 1

MDT 629.78.05 BBK 39.62 P306 Inovatívny vzdelávací program „Rozvoj kompetenčného centra a prípravy špičkových odborníkov v oblasti letectva a geoinformačných technológií“ Recenzenti: doktor technických vied A. N. Koptev, zástupca vedúceho katedry štátnej ved. Výskumné centrum RKTs TsSKB - Progress” S. I. M inenko Petrovičev P306 Napájací systém pre palubný vesmírny komplex: učebnica / M.A. Petrovičev, A.S Gurtov State Aerospace University, 2007. – 88 s.: ill ich využitie pre vesmírne technológie Príručka poskytuje pomerne rozsiahly referenčný materiál, ktorý môžu študenti neelektrických odborov použiť pri tvorbe kurzov a diplomov. Môže to byť užitočné aj pre mladých odborníkov v raketovom a vesmírnom priemysle. Pripravené na katedre letectva. MDT 629.78.05 BBK 39.62 ISBN 978-5-7883-0608-7 2 © Petrovichev M. A., Gurtov AS, 2007 © Samara State Aerospace University, 2007 PREDCHÁDZAJÚCE O V Á D E N

Strana 2

Systém napájania palubného komplexu kozmickej lode Zo všetkých druhov energie je elektrická najuniverzálnejšia. V porovnaní s inými druhmi energie má množstvo výhod: elektrická energia sa ľahko premieňa na iné druhy energie, účinnosť elektrických inštalácií je oveľa vyššia ako účinnosť zariadení pracujúcich na iné druhy energie, elektrická energia sa ľahko vyrába prenášať cez vodiče k spotrebiteľovi, elektrická energia sa ľahko distribuuje medzi spotrebiteľov. Automatizácia procesov riadenia letu akejkoľvek kozmickej lode (SC) je nemysliteľná bez elektrickej energie. Elektrická energia sa používa na pohon všetkých prvkov zariadení a vybavenia kozmickej lode (pohonná skupina, ovládacie prvky, komunikačné systémy, prístrojové vybavenie, kúrenie atď.). Napájací systém (PSS) kozmickej lode je jedným z najdôležitejších systémov zabezpečujúcich chod kozmickej lode. Hlavné požiadavky na SES: nevyhnutná dodávka energie na dokončenie celého letu, spoľahlivá prevádzka v podmienkach beztiaže, potrebná spoľahlivosť zabezpečená redundanciou (výkonovo) hlavného zdroja a vyrovnávacej pamäte, absencia emisií a spotreba plynov, možnosť prevádzky v akejkoľvek polohe v priestore, minimálna hmotnosť, minimálne náklady. Všetka elektrická energia potrebná na uskutočnenie letového programu (pre normálnu prevádzku, ako aj pre niektoré abnormálne) musí byť na palube kozmickej lode, pretože jej doplnenie je možné len pre stanice s posádkou. Spoľahlivosť SES je do značnej miery určená 3

• Čo robiť, ak váš počítač veľmi zaostáva
• Rýchla voľba: najlepšie vizuálne záložky pre prehliadač Google Chrome
• Ako zakázať doplnky prehliadača, ktoré blokujú spustenie skriptov
• Nová technológia od Google „Okamžité aplikácie“ – čo to je a ako nainštalovať aktualizáciu okamžitých aplikácií
• Prihlásenie na Facebook „Moja stránka“.
• Zaregistrujte sa na Facebooku a prihláste sa na svoju stránku
• Riešenie problémov so zdieľaním tlačiarne
• Riešenie problémov so zdieľaním tlačiarne
• Čo potrebujete vedieť o obmedzeniach Facebooku
• Základy Linuxu pre začiatočníkov

• Obíďte obmedzenia TeamViewer
• Generátor náhodných hesiel Generátor hesiel telefónu s prístupovou frázou
• Ako vytvoriť bloky v riadku pomocou css?
• Inštalácia Joomly na váš lokálny počítač
• Čo zaujímavé môžete nájsť na internete?
• Recenzia Sony Ericsson Xperia Neo: splnenie očakávaní
• Smartfón Samsung GT I8160 Galaxy Ace II: recenzie a špecifikácie
• Analóg Bla Bla Car v Rusku: aké alternatívy má služba, aký je rozdiel?
• NewPipe je bezplatný analógový kanál YouTube s možnosťou sťahovania hudby a videí na Android
• Ako skontrolovať rýchlosť hosťovania a načítania stránok webového zdroja Dva spôsoby, ako prísť na koreň pravdy