Ғарыштық аппараттардың күн батареялары. Күн трекерлері

Өнертабыс ғарыштық технологияға қатысты және ғарыш аппараттарында (СК) әртүрлі мақсаттарда қолданылуы мүмкін. Ұсынылған күн батареясы жақтаудан, арқалықтан және үстіңгі және астыңғы қақпақтардан тұрады. Клапандар ұшқыштары бар пироблоктардың көмегімен ғарыш аппаратының рамасына, арқалығына және корпусына бекітіледі және қысқыштармен өзара байланысады. Бұл ретте әрбір пиро-құлыптың корпусында қосымша ось үшін екінші тесік жасалған табанмен автономды әрекеттесетін пироэлемент қосымша орнатылады. Төменгі белбеуде ысырма бұрылмалы түрде бекітіледі, оның бір ұшы жоғарғы белдеуде қатты бекітілген кронштейнмен, ал екінші ұшымен сәйкес ысырманың соңғы бетімен әрекеттеседі. Ұсынылған жобада пироқұралдар жапырақ орауыштарын рама мен арқалыққа, сондай-ақ рама мен арқалықты ғарыш кемесінің корпусына бекіту үшін бір мезгілде қолданылады. Нәтижесінде, өнертабыс күн батареяларының есіктерін ашудың сенімділігін шамамен 100 есе арттыруға мүмкіндік береді. 11 науқас.

Өнертабыс ғарыштық технологияға қатысты және ғарыш аппараттарында (СК) әртүрлі мақсаттарда қолданылуы мүмкін. TsSKB Samara әзірлеген белгілі күн батареясы (SB) ғарыш аппараты, сызбалары 11f624 8700-0, оның жалпы көрінісі 2-суретте көрсетілген. 1 прототип. Суретте. 2 батареяның көлденең қимасын көрсетеді (А-А бөлімі). Суретте. 3 (В-В) бөлімінде пиротехникалық затты көрсетеді. Суретте. 4 клапандарды бекітуге арналған элементті көрсетеді және 2-суретте. Прототиптің 5-і күн батареясының жұмыс істеп тұрғанын көрсетеді (ашық күй). Жетек 2 ғарыш кемесінің корпусында 1 (1-сурет) қатты бекітілген, оның шығыс білігіне күштік жақтау 3 бекітілген.Ғарыш корпусында 4-жабдық (2-сурет) орнатылған, ол аумақпен бірге қаптаманың астында батареяның орнатылған күйде конфигурациясын анықтады. Рамкада 3 және арқалықта 5 (1-сурет) топсалы параллелограммның 6 (2-сурет) көмегімен төменгі қақпақшалар 7 және жоғарғы жапқыштар 8 орнатылады, бір жағынан ысырмамен 9 (сур.) бекітіледі. прототиптің 4), ал екінші жағынан топсамен 10 , жақтаумен 3 және арқалық 5 пиротехникамен 11 сур. 1 ғарыш кемесінің корпусында бекітілген. Пиротол 11 – шанақ 12, табан 13, бұралу серіппесі 14, пироэлемент 15 (мысалы, пироболт), ол рамканы 3 және арқалықты 5 (1-сурет) табаны 13 бар ғарыш кемесінің корпусына 1 басады. Пироқұралдар 12 (3-сурет) және 13 табанының корпусында негізгі ось 17 үшін тесік 16 жасалған. 3) төменгі клапандарға 7 (2-сурет) 3 жақтауға және арқалыққа 5 (сурет 1) алты күш нүктесінде бекітіледі. Параллелограммның 6 топсаларының бірінде (2-сурет) жұдырықша 18 (4-сурет) қатты бекітілген, ол 7 және 8 жапқыштарды құлыпталған күйде ұстайтын серіппелі ысырмаға 9 тіреледі. Әрбір белдіктің 7 және 8 периметрі бойынша торлы мата созылған, оған фотоэлектрлік түрлендіргіштер 19 бекітілген (5-сурет). SB келесі ретпен ашылады. Басты қаптаманы қалпына келтіргеннен кейін пиротехникалық 11-дің пироэлементтерін 15 (3-сурет) іске қосу командасы беріледі. Пироэлемент 15 бөлу жазықтығы бойынша үзіледі. Тырнақ 13 бұралу серіппесі 14 арқылы 16 саңылаудағы негізгі оське 17 қатысты бұрылады. Рамка 3, арқалық 5 (3-сурет) және ғарыш аппаратының корпусы 1 (1-сурет) арасындағы байланыс үзілген. 2-жетек SC 1 корпусынан SB панелін алып тастайды және тоқтайды. 11-ші пиротехникалық құралдың 15 (3-сурет) пироэлектрлік элементін (2-сурет) өртеу туралы бұйрық беріледі. Төменгі белдеу 7, жақтау 3 және арқалық 5 (1-сурет) арасындағы байланыс үзілген. G осьтерінде орнатылған бұралу серіппелерінің әсерінен (Cурет 1). 2) топсалы параллелограмм 6, клапандар 7 және 8 топсалы параллелограмм 6 осьтерінде жазық-параллель қозғалысын бастайды. 7 және 8 клапандардың белгілі бір айналу бұрышында топсаға қатты бекітілген (4-сурет) 18 жұдырықшасы серіппелі ысырма 9, ол осьтік бағытта қозғала отырып, белдікті 8 белдікке 7 қатысты босатады. Жолақ 8 топсаға 10 қатысты айналады, ал белдік 7 рамаға бекітілгенше жазық параллель қозғалысын жалғастырады. 3 (1-сурет) және арқалық 5. Жолақ 8 (4-сурет) белдікпен 7 топсаға 10 бекітілген. Осылайша төрт есіктің барлығы ашылып, бір жалпақ панельді құру үшін орнына бекітіледі. 2-диск (1-сурет) панельді Күнге қатысты оңтайлы күйге айналдырады. Сипатталған дизайнның кемшілігі клапандардың ашылуының төмен сенімділігі болып табылады. Пироэлементтердің көп санының болуы орналастыру жүйесінің ақаусыз жұмыс істеу ықтималдығын төмендетеді. Бір SB панелін ашу үшін 12 пироэлементтерді (пиробольттарды) іске қосу керек.Техникалық шарттарға сәйкес олар үшін P болт = 0,99996, ал 12 жүйе үшін P = 0,99996 12 = 0,99952 Бұл шамамен 1000 элементке 1 ақауды білдіреді. Сонымен қатар, ысырманың осьтік қозғалысы негізгі саңылаулар температуралық деформацияларымен әртүрлі клапандарда ығыстырылған кезде «шағуға» бейім, бұл қақпақтардың ашылмауына әкеледі. Осы өнертабыстың мақсаты қайталанатын элементтерді енгізу арқылы SB қақпақтарының ашылуының сенімділігін арттыру болып табылады. Мәселе әрбір пироқұралдың (құлыптың) корпусында табанмен өзара әрекеттесетін қосымша пироэлементтің орнатылуымен шешіледі, ал төменгі белбеуде бұралмалы ысырма бұрылмалы түрде бекітіледі, бір ұшы кронштейнге қатты бекітілген. жоғарғы белдеуде, ал екіншісі ысырманың соңғы бетімен әрекеттеседі. Суретте. 6 СБ жалпы көрінісін көрсетеді; күріште. 7 - СБ көлденең қимасы; күріште. 8 - жоғарғы және төменгі қақпақтарды бекітуге арналған элемент; күріште. 9-да СБ төменгі қанатын рамамен және ғарыш кемесінің корпусындағы арқалықпен бекітетін пироқұралдар (құлып) көрсетілген; күріште. 10 негізгі пироэлементтің (сквиб) жұмысынан кейінгі жұмыс звеносының жағдайы көрсетіледі; күріште. 11 - қосымша пироэлемент (сквиб) жұмыс істегеннен кейінгі жұмыс звеносының жағдайы. Күн батареясы ғарыш аппаратының 20 корпусына (6-сурет) орнатылған. Қуаттық жақтау 22 жетекке 21 қатты бекітілген. Жабдық, мысалы, антенна 23, 22 рама мен арқалықтың 24 арасына орналастырылған. Рама 22 мен арқалық 24-те буынды параллелограмм 25 (Cурет). 7) төменгі 26 және жоғарғы 27 белдіктер орнатылады. Серіппелі топсамен 28 белдікпен 27 қосылған төменгі белдеу 26 пиротехникалық құралдармен 29 (9-сурет) корпусқа 20 (6-сурет) басылады. Осылайша, пиро-құралдар 29 ғарыш аппаратының корпусына 20 (6-сурет) белбеу 26 (7-сурет), жақтау 22 (6-сурет) және арқалыққа 24. Корпуста 30 (сур.) басылады. 9) әрбір пиро-құралдан 29, негізгі осьтің 32 астында тесік 31 жасалады және 32 осімен әрекеттесе отырып, 34 корпусқа қатысты иінтіректі 30 бекітетін пироэлемент 33 (сквиб) орнатылады. Қосымша пироэлемент 35 (11-сурет) корпуста 30 орнатылған, қосымша осьпен 36 (10-сурет) әрекеттеседі және рычагты 34 корпуспен 30 (9-сурет) және табанмен 37 бекітеді. Өз осі 38 рычагты 34 қатысты бекітеді. табанға 37 және олардың қосымша осіне 36 (10-сурет) қатысты бірлескен айналуын қамтамасыз етеді 30 (9-сурет), онда фигуралы ойық 39 жасалған, серіппелі итергіш 40 рычагқа 34 тіреледі, ал табан 37 бұралмалы серіппемен 41 әрекеттеседі. 26 жапырақта (8-сурет) 42 осінде серіппелі ысырма 43 бар, оның бір ұшы ұсталған серіппелі ысырманың 45 шеткі жағына 44 тіреледі. камераның жұмыс күйінде 46. ​​Ілмектің 43 екінші ұшы белдікті 27 ашудан сақтайды. Ғарыш аппаратының жұмысы келесі реттілікпен жүзеге асырылады. Ғарыш аппаратының функционалдық міндеттеріне сүйене отырып, бастиектер түсірілгеннен кейін антенна 23 (7-сурет) оның жетегі арқылы ғарыш аппаратының 20 корпусынан (6-сурет) SB орналастыру аймағынан шығарылады және жұмыс орнында бекітіледі. позиция. Осылайша, антенна 23 (7-сурет) ғарыш кемесінің бортындағы 26 және 27 есіктерді ашуға арналған аумақты босатады. Пироқұралдарды мыналар үшін қолдану мүмкін болды: - жапырақ орауыштарын жақтау мен арқалыққа бекіту және оларды кейіннен ашу үшін; - рама мен арқалықты ғарыш аппаратының корпусына бекіту және оларды кейіннен бөлу. Екі тапсырманы шешу үшін бір пироқұралды қолдану олардың санын азайтуға мүмкіндік береді, бұл жүйенің сенімділігін арттырады. Пиротехникалық құралдың 29 негізгі пироэлементін 33 (9-сурет) іске қосу туралы бұйрық беріледі. Осьтік бағытта қозғалатын негізгі ось 32, корпуста 30 «батады». Рычаг 34 күштің әсерінен итергіштің 40 сығылған серіппесі табанмен 37 (10-сурет) және өз осімен 38 бірге қосымша оське 36 қатысты айналады. Бұл жағдайда ось 38 фигуралық ойықтың 39 қуысында қозғалады. пиротехникалық құрылғыны іске қосу кезінде негізгі пироэлемент 33-тен 0,5-2 секундтан кейін резервтік пироэлемент 35-ке команда жіберіледі (11-сурет). Оның ұнтақ газдарының әсерінен қосымша ось 36 «батып кетеді» (Cурет 2). 10), табан 37 негізгі оське 32 қатысты бұралу серіппесі 41 арқылы бұрылады. Клапандар 26 және 27 (сурет 7), жақтау 22 (сурет 6) және арқалық 24 КА корпусынан 20 босатылады. , топса осьтерінде орнатылған бұралу серіппелерінің әсерінен ашылады 25 параллелограмм (7-сурет). Панель жетек 21 арқылы жұмыс жағдайына тартылады. Тырнақ 37 (10-сурет) «u» жазықтығынан шығып кетпейді және ғарыш аппаратының корпусынан SB элементтерін алып тастауға кедергі жасамайды. Топсаға қатты бекітілген жұдырықша 46 (8-сурет) белгілі бір айналу бұрышында ысырманы 45 босатады, ол осьтік бағытта қозғала отырып, ысырманы 43 босатады. Артық жүктемелерден және температура айырмашылығынан клапандардың өзара қозғалысымен ысырманың 44 соңғы беті шаршы бойымен қозғалу мүмкіндігіне ие. «I», бұл клапандардың ашылмауын болдырмайды. 33 және 35 пироэлементтермен (сквибтер) (11-сурет) іске қосылатын отшашу 30 корпусында (9-сурет) екі тәуелсіз механизм орнатылғандықтан, отшашу жұмысының сенімділігі артады және соны құрайды.
P o = 0,999999
Клапандарды бекіту және ашу мәселесін 6 пиротехникамен (12-нің орнына) шешу мүмкін болғандықтан, клапандарды ашудың сенімділігі
P жүйесі = 0,999999 6 = 0,99999
Бұл шамамен 100 000 өнімге 1 сәтсіздік. Белдікке топсалы ысырманы енгізу ысырманың кептелуін болдырмайды (тіпті белдіктердің бір-біріне қатысты температуралық қозғалысы кезінде). Ұсынылған техникалық шешім SB жапырақты ашу жүйесінің сенімділігін шамамен 100 есе арттыруға мүмкіндік береді.

Талап

Рамадан, арқалықтан, үстіңгі және астыңғы қанаттардан тұратын, екі-екіден қапсырмалар арқылы жалғанған және рама мен арқалыққа орнатылған, ғарыш кемесінің корпусында пироқұрылғымен табанмен бекітілген ғарыш кемесінің күн батареясы пиро-құрал корпусында жасалған тесікте ось айналасында айналатын, пиро-құралдың корпусында пироэлементтің қосымша орнатылуымен, табанмен әрекеттесуімен және төменгі жағында серіппелі ысырманың айналмалы түрде бекітілгенімен сипатталады белдеу, бір ұшы жоғарғы белдеуде қатты бекітілген кронштейнге тіреледі, ал екіншісі ысырманың шеткі бетімен әрекеттеседі.

RU 2322373 патентінің иелері:

Өнертабыс күн панельдерін (ҒБ) пайдалана отырып, ғарыш аппараттарын (СК) электрмен жабдықтауға қатысты. Ұсынылған әдіс SB панельдерін олардың жарықтандырылған бетіне нормальдың SB панельдерінің айналу осі мен Күнге қарай бағытымен түзілген жазықтықпен теңестіруіне сәйкес жұмыс жағдайына айналдыруды қамтиды. Бұл ретте күн белсенділігінің басталу сәттерін және ғарыш аппараты бетінің белгіленген бөлшектеріне қол жеткізуді анықтай отырып, күн электромагниттік сәулеленуінің және жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздықтары өлшенеді. Сонымен қатар, осы бөлшектердің ағындарының ғарыш аппаратына кері әсерінің прекурсорларының пайда болу сәттері анықталады. Осы сәттерде ғарыш кемесінің борттық батареялары максималды деңгейге дейін зарядталады. Бөлшектердің ағынының тығыздығы шекті мәндерден асып кетсе, SB панельдері SB бетіне бөлшектер ағынының әсер етуінің минималды ауданына сәйкес келетін белгіленген норма мен Күнге бағыт арасындағы бұрышта бұрылады. Ғарыш кемесі бортындағы электр энергиясының тапшылығы батареялардың зарядсыздануымен жабылады. Бұл батареялардың ең төменгі рұқсат етілген заряд деңгейіне жеткенде, олар жүктемеден ажыратылады. Бөлшектердің ғарыш аппаратына әсер етуі аяқталғаннан кейін SB панельдері жұмыс жағдайына қайтарылады. Ұсынылған басқару жүйесі жоғарыда сипатталған операцияларды орындау үшін қажетті блоктар мен олардың арасындағы байланыстарды қамтиды. Сонымен қатар, ол СБ-дан қажетті токты анықтауға арналған блокты, жоғары энергиялы бөлшектердің ғарыш аппаратына теріс әсер ету прекурсорларының пайда болу сәттерін анықтауға арналған блокты және батарея зарядының рұқсат етілген деңгейін орнатуға арналған блокты қамтиды. . Өнертабыстардың техникалық нәтижесі Күннен келетін осы ағындардың бағыты бойынша СБ-ның «қорғаныш» бұрылысының бұрышын барынша арттыру арқылы жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының СБ жұмыс бетіне кері әсерін азайту болып табылады. 2 н.п. f-ly, 1 науқас.

Өнертабыс ғарыштық технологиялар саласына, атап айтқанда ғарыш аппараттарының (ҒҚ) электрмен жабдықтау жүйелеріне (PSS) қатысты және олардың күн панельдерінің (SB) орнын басқару үшін пайдаланылуы мүмкін.

Аналог ретінде қабылданған SB панельдерінің позициясын басқарудың белгілі әдісі (190-194-беттерді қараңыз). Әдістің мәні келесідей. SB панельдері олардың жарықтандырылған жұмыс бетіндегі нормаль мен Күн бағыты арасындағы бұрыш ең аз мән болатындай етіп бағытталған, бұл СБ-дан электр энергиясын максималды беруді қамтамасыз етеді.

SB жұмысының жоғары тиімділігін қамтамасыз ету үшін ғарыш аппараттарының көпшілігі оларды Күнге автоматты түрде бағдарлау жүйесімен жабдықталған. Мұндай жүйенің құрамына күн сенсорлары, логикалық түрлендіретін құрылғылар және SB орнын басқаратын электр жетектері кіреді.

Бұл әдістің және SB ғарыш аппаратының позициясын басқару жүйесінің кемшілігі олардың әрекеті жұмыс ағынынан шығатын газдардан қорғау сияқты СБ панельдерінің жұмыс беттеріне қоршаған орта факторларының (ЭФ) теріс әсерінен қорғауды қамтамасыз етпейді. қозғалтқыштар (RD ) ғарыш аппараттары (311-312 беттерді қараңыз; , 2-27 беттер) және күн белсенділігінің жоғары кезеңдеріндегі күн электромагниттік сәулеленуінің (ЭМР) ғарыштық сәулелерінің жоғары энергиялы протондық және электрондық ағындары (қараңыз, б.б.). 323; , .31, 33-беттер).

Прототип ретінде алынған аналогтардың ең жақыны ғарыш аппаратының SAT жағдайын бақылау әдісі болып табылады. Әдістің мәні келесідей.

SB панельдері жұмыс жағдайына айналдырылады, бұл ғарыш аппаратын электрмен жабдықтауды қамтамасыз етеді, оның жарықтандырылған жұмыс бетіне нормальдың SB панельдерінің айналу осінен құралған жазықтықпен сәйкес келуіне және оның бағытына сәйкес келеді. Күн. Әрі қарай, СБ жұмыс бетіне FVS теріс әсерінің басталу уақыты анықталады және SB панельдері осы факторлардың әсер етуінің басталу уақытына және СБ панельдерінің жұмыс күйіне оралуына дейін бұрылады. көрсетілген соққы аяқталғаннан кейінгі позиция. Ол үшін күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеңіз және өлшенген мәндер күн белсенділігінің басталу уақытын анықтайды, бөлшектердің ғарыш кемесі бетінің жоғары энергияларына жеткен уақытын анықтаңыз. Белгілі бір уақытта жоғары энергиялы бөлшектердің - протондар мен электрондардың ағынының тығыздығы өлшенеді және өлшенген мәндер шекті мәндермен салыстырылады. Егер өлшенген мәндер протондар мен электрондар ағындарының шекті мәндерінен асып кетсе, SB панельдері олардың жарықтандырылған жұмыс беті нормасы мен Күн бағыты арасындағы бұрышта бұрылады α s_min , минималды ауданға сәйкес келеді. SB бетіне жоғары энергиялы бөлшектер ағынының әсер ету коэффициенті:

α s min \u003d arccos (I n / I m),

мұндағы I n – ғарыш аппаратының тұтынушыларынан түсетін жүктеме тогы;

I m - SB панельдерінің жарықтандырылған жұмыс беті күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған кезде пайда болатын максималды ток,

сонымен бірге көрсетілген жоғары энергиялы бөлшектердің ағын тығыздығының өлшенген мәндері көрсетілген жоғары энергиялы бөлшектердің ағыны тығыздығының жоғарғы шекті мәнінен асатын уақыт сәті уақыт нүктесі ретінде қабылданады. SB панельдерінің бұрылысының басталуы және жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығы жоғарғы шекті мәннен төмен болатын уақыт сәті.

ХҒС СЭС жүйесіндегі СБ электр энергиясының негізгі көздері болып табылады және оның борттық тұтынушыларының жұмысын, оның ішінде ХҒС бортындағы электр энергиясының қайталама көздері болып табылатын аккумулятор батареяларын (АБ) қайта зарядтауды қамтамасыз етеді (қараңыз). СБ-ны бұру арқылы БҚ жұмыс беттерінің FVS ағынымен зақымдану аймағы азаяды. SB панельдерін FVS зақымдаушы ағыны бойымен толығымен орналастыру мүмкін емес, өйткені ғарыш аппаратын және оның батареяларын SB өндіретін электр энергиясымен қамтамасыз ету қажет, - осы негізде жоғары энергия бөлшектерінің ағынымен SB панельдерінің зақымдану аймағы SB бұру арқылы минимумға дейін азаяды. бұрышта α s min , борттық тұтынушыларды энергиямен қамтамасыз ету үшін қажетті және жеткілікті.

Ғарыш аппаратының борттық жүйелерінің жұмыс істеуі үшін қажетті жеткіліктілікке сүйене отырып, тұтынушылардан түсетін жүктеме I n ток I тоғынан аспауы керек. СБ-дан келетін ток I өрнекпен анықталатындықтан (109-бетті қараңыз)

мұндағы I m – күн батареяларының жарықтандырылған жұмыс беті күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған кезде пайда болатын максималды ток;

α - SB жұмыс бетіне нормаль мен Күн бағыты арасындағы ток бұрышы,

онда α ағымдағы бұрышы мына формуламен есептелген α s min мәнінен аспауы керек:

Тәжірибелік үлгі ретінде қабылданған осы әдісті іске асыруға арналған SB позициясын басқару жүйесі қатты дененің астарында төрт фотоэлектрлік батареясы (BF 1 , BF 2 , BF 3 , BF 4) бар SB-де сипатталған және қамтиды. бұру құрылғысы SB (UPSB); күшейткіш-түрлендіргіш құрылғы (UPD); Күнге қарай SB бағдарын басқару блогы (BUOSBS); SB кері блогын алдын ала белгіленген позицияға (BRSBZP); екі ток реттегіші (PT 1, RT 2), блок AB (BAB); аккумуляторды зарядтау құрылғысы (ZRU AB); АВ зарядтау командаларын құру блогы (BFKZ AB); жүктеме тогы сенсоры (DTN); электрмен жабдықтау жүйесін басқару блогы (АВТОБУСТАР); қоректендіру шинасы (SHE); күн ЭМП (BIPEMI) ток ағынының тығыздығын өлшеу бірлігі; күн белсенділігін анықтау бірлігі (BOSA); бөлшектердің ғарыш аппаратына әсер ету сәтін анықтау блогы (БОМВВЧ); жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының тығыздығын өлшеу бірлігі (BIPCHVE); жүктеме токтары бойынша СБ басқарудың басталу сәтін анықтау блогы (BOMVUSBTNZ); Жүктеме токтарының SB басқару блогы (BUSBTNZ). Бұл ретте SA BF 1 және BF 4 шығыстарын біріктіретін бірінші шығысы арқылы UPSB бірінші кірісіне, ал BF 2 және BF 3 шығыстарын біріктіретін екінші шығыс арқылы қосылады. , UPSB екінші кірісіне қосылған. BUOSBS және BRSBZP шығыстары сәйкесінше UPA бірінші және екінші кірістеріне қосылады, олардың шығысы өз кезегінде UPSB үшінші кірісіне қосылады. UPSB бірінші және екінші шығыстары сәйкесінше PT 1 және RT 2 кірістеріне, ал PT 1 және RT 2 шығыстары SE-ге қосылған. ZRU AB арқылы кірісі бар BAB SE-ге қосылған. Бұл жағдайда ZRU AB өзінің бірінші кірісі арқылы көрсетілген шинаға қосылады, ал аварияның шығысы ZRU AB екінші кірісіне қосылады, оның кірісі өз кезегінде СЭ-ге қосылады. BAB өзінің шығысымен BFKZ AB бірінші кірісіне, ал BUSES бірінші шығысы көрсетілген блоктың екінші кірісіне қосылады. BFKZ AB шығысы ZRU AB үшінші кірісіне қосылған. BUSES екінші және үшінші шығыстары сәйкесінше BUOSBS және BRSBZP бірінші кірістеріне қосылған. UPSB үшінші шығысы BUOSBS және BRSBZP екінші кірістеріне қосылған. BIPEMI шығысы BOSA кірісіне қосылған, оның бірінші шығысы өз кезегінде BOMVCH кірісіне қосылған. BOMVVCH және BIPPCHVE шығыстары сәйкесінше BOMVUSBTNZ блогының бірінші және екінші кірістеріне, ал BIPPCHVE кірісі BOS екінші шығысына қосылған. BOMVUSBTNZ шығысы BUSES кірісіне қосылған. Төртінші шығысы бар BUSES BUSBTNZ бірінші кірісіне, ал DTN екінші шығысы BUSBTNZ екінші кірісіне қосылады. BUSBTNZ шығысы UPA үшінші кірісіне қосылған. Сонымен қатар, UPSB үшінші шығысы BUSBTNS үшінші кірісіне қосылады.

Ғарыш аппаратын қоректендіру режимінде жүйе келесідей жұмыс істейді.

UPSB электр энергиясын SB-дан PT 1 және PT 2-ге транзиттік тасымалдау үшін қызмет етеді. SES қуат шинасында кернеуді тұрақтандыруды РТ-ның бірі жүзеге асырады. Бұл ретте басқа RT жабық күштік транзисторлармен күйде болады. SB генераторлары бұл жағдайда қысқа тұйықталу режимінде жұмыс істейді. Жүктеме қуаты СБ генераторларын қосу қуатынан жоғары болған кезде басқа РТ кернеуді тұрақтандыру режиміне ауысады, ал пайдаланылмаған генераторлардың энергиясы СЭС қуат шинасына беріледі. Белгілі бір кезеңдерде жүктеме қуаты СБ қуатынан асып кетуі мүмкін болған кезде, ЗРУ AB АВ блогының разрядына байланысты ғарыш аппаратының бортындағы электр энергиясының тапшылығын өтейді. Осы мақсаттар үшін ZRU AB AB үшін разрядты реттегіш ретінде қызмет етеді.

Көрсетілген реттегіштен басқа ZRU AB сонымен қатар заряд реттегіші AB бар. Зарядтау реттегіші BAB зарядтау тогын (I z ± 1) A деңгейінде шектейді, мұнда I z - номиналды заряд тогы, BF қуатының асып кетуімен және BAB зарядтауын реттеу арқылы SES шинасындағы кернеуді тұрақтандырады. BF қуаты батареяның зарядтау тогын қуатпен қамтамасыз ету үшін жеткіліксіз болған кездегі ток (I nz ± 1) A. ZRU AB-де көрсетілген зарядтау-разряд циклдерін орындау үшін DTN ақпараты пайдаланылады. Бұл ретте DTN SES-ке тек борттық тұтынушылардан жүктеме тоғын өлшейтіндей етіп қосылған, сонымен қатар АВ заряд тоғын да есепке алады. BAB зарядын ZRU AB BFKZ AB арқылы жүзеге асырады.

Ғарыш аппаратының қоректендіру режиміндегі жұмысымен бір мезгілде жүйе СБ панельдерінің жазықтықтарының орналасуын басқару мәселелерін шешеді.

BUSES командасынан BUOSBS блогы SB-ның Күнге бағдарлануын басқарады. BUOSBS ғарыш аппаратының қозғалысы мен навигациясын басқару жүйесі (SUDN) негізінде жүзеге асырылуы мүмкін (қараңыз). Бұл ретте SB басқару алгоритмі үшін кіріс ақпарат болып табылады: VOS кинематикалық контурының алгоритмдерімен анықталатын ғарыш аппаратымен байланысты координат осьтеріне қатысты Күнге бірлік бағыт векторының орны; UPSB орнатылған бұрыштық сенсорлардан (OS) α бұрышының ағымдағы өлшенген мәндері түрінде алынған ғарыш аппаратының корпусына қатысты SB позициясы. Бұл жағдайда α мәні әрқашан ағымдағы нормадан SB жұмыс бетіне дейін есептеледі (яғни, SB Күнге бағытталған кезде, α минималды болады). Басқару алгоритмінің шығыс ақпараты UPSB шығыс білігінің осіне қатысты СБ айналдыру командасы және айналуды тоқтату командасы болып табылады. DU UPSB SB позициясы туралы дискретті сигналдарды шығарады. Дискреттің мәні SB бағдарының дәлдігін анықтайды.

Кәдімгі ғарыш аппаратының бағдарлау режимінде, ғарыш аппаратының байланысты осьтеріне қатысты Күн қозғалысының бағыты өзгермегенде, SB Күннің бағытына қатысты бірнеше бұрышқа сәйкес Күн қозғалысының бағытының алдында орнатылады. дискретті PS. Әрі қарай аккумулятор осы күйінде Күн ғарыш аппаратының орбитадағы қозғалысына байланысты тиісті бұрышпен SB-ге қатысты «алға жылжығанға дейін» қалады. Осыдан кейін айналу циклі қайта басталады.

BRSBZP бағдарлама баптауларына сәйкес АВТОБУСТАР көмегімен SB басқарады. Бағдарлама параметрлеріне сәйкес SB басқару алгоритмі аккумуляторды кез келген берілген күйде орнатуға мүмкіндік береді. Ол үшін алдымен BUOSBS-ке SB-ны бастапқы орнына орнату туралы сигнал беріледі. Әрі қарай BUSBZP көмегімен қажетті бұрылыс α z бұрышы арқылы жүзеге асырылады. Бұл ретте BRSBZP-де бұрылыс бұрышын басқару үшін UPSB қашықтан басқару пультінің ақпараты да қолданылады.

UPU BUOSBS, BRSBZP, BUSBTNZ және UPSB арасындағы интерфейс рөлін атқарады.

BIPEMI F10.7 күн белсенділігі индексіне сәйкес күн электромагниттік сәулеленуінің (ЭМР) ағымдағы ағындарын үздіксіз өлшейді және оларды BOSA-ға жібереді. BOSA-да ағымдағы мәндерді берілген шекті мәндермен салыстыру арқылы күн белсенділігінің басталуы анықталады. BOSA бірінші шығысынан BOMVVCH кірісіне келетін командаға сәйкес, көрсетілген соңғы блокта ғарыш аппаратына жоғары энергиялы бөлшектердің әсер етуінің ықтимал басталуының уақыт нүктесі анықталады. BOS екінші шығысынан BIPCE кірісі арқылы жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеуді бастау үшін пәрмен беріледі. Бөлшектердің ғарыш аппаратына ықтимал әсерінің басталу уақыты туралы ақпарат BOMVVCH шығысынан BOMVUSBTNZ-ге оның бірінші кірісі арқылы беріледі. BIPPLE-ден жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәні BOMVUSBTNZ екінші кірісіне беріледі.

BOMVUSBTNZ-де FVS теріс әсерін нақты бағалау әсер ету сипаттамасының ағымдағы өлшенген мәнін BOMVVVCH анықтаған уақыт нүктесінен бастап шекті мәндермен салыстыру арқылы жүзеге асырылады. BOMVUSBTNZ шығысында команданы алудың қажетті шарты екі сигналдың болуы болып табылады - BOMVVCH және BIPPCHVE шығыстарынан. BOMVUSBTNZ шығысында «Жүк токтары бойынша СБ басқаруды бастау» командасы қалыптасады, ол АВТОБУСтарға түседі.

BOMVUSBTNZ BUSES-ке пәрмен бергенде, BOMVUSBTNZ-тен алынған пәрмен BOOSBS және BRSBZP қосу пәрмендерінен жоғарырақ басымдыққа ие болады. Сондықтан, көрсетілген пәрменді алған соң, BUSES төменгі басым блоктарды UPSB басқаруынан ажыратады және BUSBTNS қосады.

BUSES кірісінде BOMVUSBTNZ пәрменін қалпына келтіргеннен кейін, соңғысы өз жұмысының логикасын қайта құрады. Орындалып жатқан СК ұшу бағдарламасына байланысты ҚС басқаруға басымдық BUOSBS немесе BRSBZP қондырғыларының біріне беріледі.

BUSBTNZ α s_min бұрышын (2) өрнегі арқылы анықтайды. Көрсетілген бұрышты есептеу үшін DTN алынған I n өлшенген мәндері пайдаланылады. Сонымен қатар, SB α айналу бұрышының ағымдағы мәні туралы ақпарат UPSB басқару блогынан көрсетілген блокқа жеткізіледі. α s_min бұрышының мәнін анықтай отырып, BUSBTNZ ішіне енгізілген алгоритм оны α бұрышының ағымдағы мәнімен салыстырады, α және α s_min арасындағы сәйкессіздік бұрышын және SB басқару дискісін іске қосу үшін басқару импульстерінің қажетті санын есептейді. Басқару импульстері UPA-ға беріледі. UPA-да көрсетілген импульстарды түрлендіру және күшейтуден кейін олар UPSB кірісіне кіреді және жетекті қозғалысқа келтіреді.

Тәжірибелік үлгі ретінде қабылданған оны жүзеге асыру әдісі мен жүйесі айтарлықтай кемшілікке ие - олар SB бетін жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының теріс әсерінен толық қорғауды қамтамасыз етпейді және сонымен бірге қосымша материалдарды пайдалануға мүмкіндік бермейді. жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының СК-ға теріс әсер ету жағдайында жұмыс істеуге СЭС СК дайындау бойынша арнайы операцияларды орындау арқылы осы жағымсыз әсерді азайту мүмкіндіктері.

Ұсынылған әдіс пен оны жүзеге асыру жүйесінің алдында тұрған міндет жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының СБ бетіне кері әсерін азайту болып табылады. Бұл үшін ғарыш аппаратының СЭС-інде арнайы дайындық операцияларын орындау және СБ-ны басқару арқылы осы бөлшектердің ағыны теріс әсер ететін СБ ауданын азайту көзделеді.

Техникалық нәтижеге ғарыш аппаратының күн панельдерінің орналасуын бақылау әдісінде күн батареяларын жұмыс жағдайына айналдыруды қамтитын, ғарыш кемесін электрмен жабдықтауды қамтамасыз ететін, теңестіруге сәйкес келетіндігімен қол жеткізіледі. күн панельдерінің айналу осінен құралған жазықтықпен оның жарықтандырылған жұмыс бетіне нормаль және Күн бағыты, күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеу, күн белсенділігінің басталу сәтін анықтау, жоғары энергиялы бөлшектердің ғарыш кемесінің бетіне жеткен сәті, жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеу, жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәндерін шекті мәндермен салыстыру, күннің айналуы панельдер батареяларды олардың жарықтандырылған жұмыс бетінің нормасы мен Күнге қарай бағыты арасындағы бұрыш бойынша жоғары энергиялы бөлшектер ағынының бетіне әсер етудің минималды ауданына сәйкес келеді. ғарыш кемесін электрмен бір мезгілде қамтамасыз ету кезінде, жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәндері шекті мәндерден асатын және күн батареяларының жұмыс жағдайына оралу сәтінде күн батареяларының саны. жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығы шекті мәндерден төмен болатын уақыт моменті, жоғары энергиялы бөлшектер ағынының ғарыш аппаратына теріс әсер ету прекурсорларының пайда болу уақытын қосымша анықтау, жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының ғарыш кемесіне кері әсер ету прекурсорларының пайда болуы, өлшенген мәндер жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының тығыздығынан асып кеткен жағдайда, ғарыш аппаратының электрмен жабдықтау жүйесінің батареялары максималды заряд деңгейіне дейін зарядталады. шекті мәндер олармен салыстырғанда, күн панельдері олардың жарықтандырылған жұмыс беті мен қалыпты арасындағы бұрышқа дейін бұрылады. Күнге бағыт α s_min_AB, күн панельдерінің бетіне жоғары энергиялы бөлшектер ағынының әсер етуінің минималды ауданына сәйкес, бір мезгілде ғарыш аппаратын энергиямен жабдықтау жүйесінің күн және аккумуляторлық батареяларынан электр энергиясымен қамтамасыз ету, қатынасы бойынша анықталады :

α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),

мұндағы I n - ғарыш аппаратының тұтынушыларынан жүктеме тогы,

I m - күн батареяларының жарықтандырылған жұмыс беті күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған кезде пайда болатын максималды ток,

I AB - ток рұқсат етілген батареяның разряд тогы,

және ғарыш кемесінің бортында туындаған электр энергиясының тапшылығы батареяларды зарядсыздандыру арқылы өтеледі, бұл ретте батареялардың заряд деңгейі бақыланады және батареялардың заряд деңгейінің рұқсат етілген ең төменгі мәніне жеткенде, рұқсат етілген токтың ағымдағы мәні батареялардың разряд тогы қалпына келтіріліп, батареялар сыртқы жүктемеден ажыратылады.

Сонымен қатар, мәселе ғарыш аппаратының күн батареяларының, оның ішінде орнатылған төрт фотоэлектрлік батареясы бар күн батареясының, күн батареяларын айналдыруға арналған құрылғының, күшейткіш-конверттелетін құрылғының орналасуын басқару жүйесінде шешіледі. құрылғы, күн батареяларын Күнге қарай бағдарлайтын басқару блогы, күн батареяларын алдын ала белгіленген орынға айналдыратын блок, екі ток реттегіші, аккумулятор жинағы, аккумуляторды зарядтау құрылғысы, аккумуляторларды зарядтау командаларын генерациялауға арналған блок, жүктеме тогы сенсор, қоректендіру жүйесінің басқару блогы, қоректендіру шинасы, күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеуге арналған қондырғы, күн белсенділігін анықтауға арналған блок, ғарыш аппаратына бөлшектердің әсер ету уақытын анықтауға арналған блок, блок жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеуге арналған, токпен күн батареяларын басқарудың басталу сәтін анықтауға арналған блок жүктеме тогы, күн батареясы екі фотоэлектрлік массивтің шығыстарын біріктіретін бірінші шығысы арқылы күн массивінің айналу құрылғысының бірінші кірісіне және екінші шығыс арқылы қосылатын жүктеме токтарына арналған күн батареясын басқару блогы, ол басқа екі фотоэлектрлік массивтердің шығыстарын біріктіреді, екінші кіріс күн массивінің айналу құрылғысына қосылады және күн массивінің Күнге бағдарлануын және күн массивінің алдын ала белгіленген орынға айналуын басқару блоктарының шығыстары тиісінше бірінші және екінші күшейткіш-түрлендіргіш құрылғының кірістері, оның шығысы өз кезегінде күн массивінің айналу құрылғысының үшінші кірісіне қосылған, күн массивінің айналу құрылғысының бірінші және екінші шығыстары тиісінше бірінші және екінші ток реттегіштері, ал ток реттегіштерінің шығыстары ғарыш кемесінің қоректендіру шинасына, оның кірісі бар аккумуляторлық жинаққа аккумуляторды зарядтау құрылғысы арқылы қосылады. x батареялары қуат беру шинасына қосылады, ал аккумуляторды зарядтау құрылғысы оның бірінші кірісі арқылы көрсетілген шинаға, ал жүктеме тогы сенсоры батарея зарядтағыштың екінші кірісіне қосылған, ол өз кезегінде қоректендіру шинасы, аккумуляторлық блок оның шығысы батареяларды зарядтау командаларын генерациялауға арналған блоктың бірінші кірісіне, ал қоректендіру жүйесінің басқару блогының бірінші шығысы көрсетілген блоктың екінші кірісіне, шығысына қосылады. батареяларды зарядтау командаларын генерациялау блогы аккумуляторды зарядтау құрылғысының үшінші кірісіне қосылған, қоректендіру жүйесінің блоктық басқаруының екінші және үшінші шығыстары күн сәулесінің бағдарын басқаруға арналған блоктардың бірінші кірістеріне қосылған. панельдер Күнге қарай және күн панельдерін алдын ала белгіленген орынға айналдырған кезде, күн панельдерін айналдыруға арналған құрылғының үшінші шығысы бағдарды басқаруға арналған блоктардың екінші кірістеріне қосылған. күн батареяларын Күн бағыты бойынша және күн панельдерін алдын ала белгіленген орынға бұру, күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеуге арналған блоктың шығысы күн белсенділігін анықтауға арналған блоктың кірісіне қосылады, бірінші оның шығысы, өз кезегінде, аппараттың кеңістікке бөлшектердің әсер ету уақытын анықтауға арналған блоктың кірісіне, бөлшектердің ғарыш аппаратына және ғарыш аппаратына әсер ету уақытының сәтін анықтауға арналған блоктың шығыстарына қосылады. жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеу блогы тиісінше жүктеме токтары бойынша күн панельдерін басқарудың басталу сәтін анықтау үшін блоктың бірінші және екінші кірістеріне және өлшеу блогының кірісіне қосылады. жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығы күн белсенділігін анықтауға арналған блоктың екінші шығысына, күн батареяларын жүктеме токтары бойынша басқарудың басталу уақытын анықтауға арналған блоктың шығысы басқару блогының кірісіне қосылады электрмен жабдықтау жүйесі үшін, оның төртінші шығысы өз кезегінде қосылған жүктеме токтары үшін күн панелін басқару блогының бірінші кірісі, оның үшінші кірісі және шығысы күн панелін айналдыру құрылғысының үшінші шығысына және тиісінше күшейткіш-түрлендіргіш құрылғының үшінші кірісіне қосылған, кернеуді анықтауға арналған блок күн батареяларынан қажетті ток, жоғары энергия бөлшектерінің ғарыш аппаратына теріс әсер ету прекурсорларының уақыт нүктелерін анықтауға арналған блок және батарея зарядының деңгейінің рұқсат етілген мәндерін орнатуға арналған блок, ал бірінші және екінші кірістер және Күн батареяларынан қажетті токты анықтауға арналған блоктың шығысы жүктеме тогы сенсорының екінші шығысына, аккумуляторды зарядтағыштың екінші шығысына және басқару блогының екінші кірісіне, тиісінше жүктеме токтарына арналған күн батареяларына, шығыстар жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының тығыздығын өлшеу блогы және күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеу блогы да сәйкесінше қосылған.

Ұсынылған әдістің мәні келесідей.

СБ-ның жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының теріс әсер ету бағытынан тікелей қорғаныс ілгегі жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының тығыздығы кейбір белгіленген шекті мәндерден асатын кезде орындалады. Сонымен бірге, қорғаныс шараларын дереу жүзеге асырғанға дейін орындалатын алғашқы қадамдар ретінде Жерге жақын кеңістіктің ағымдағы жай-күйіне және ағымдағы күн белсенділігіне және қауіптілік критерийлерінің орындалуы мен орындалмауына үздіксіз мониторинг жүргізіледі. радиациялық жағдай, атап айтқанда, Ұлттық мұхиттық және атмосфералық басқармасы (NOAA) әзірлеген күн белсенділігін бақылау критерийлері талданған. ) (см. ). Бұл ретте сөзсіз қауіптілік критерийлері әлі орындалмаған, бірақ қауіптіліктің алдыңғы деңгейінің шегіне жеткен жағдайларды қарастырылатын жағымсыз әсердің «хабарламашылары» ретінде қарастырған жөн.

Ғарыш аппаратына жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының теріс әсерінің прекурсорларының пайда болуымен ғарыш аппаратының АБ СЭС максималды заряды жүзеге асырылады. Бұл болашақта жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәндері олармен салыстырғанда шекті мәндерден асып кеткенде, SB панельдерінің жұмыс беттерін осы бөлшектер ағынының бағытынан бұрап, бұруға мүмкіндік береді. ғарыш кемесінің бортында туындаған электр энергиясының тапшылығы аккумулятордың зарядсыздануына байланысты өтелетін жағдайда, мүмкін болатын максималды бұрыш. Бұл жағдайда SB қорғаныш жағасының бұрышының α s_min_AB мәні мына қатынаспен анықталады:

мұндағы I m - SB панельдерінің жарықтандырылған жұмыс беті күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған кезде пайда болатын максималды ток,

I SB - СБ-дан қажетті ток.

Бұл ретте, СБ I СБ-дан талап етілетін ток ғарыш аппаратының BAB SES энергиясын пайдалану мүмкіндіктерін ескере отырып, ғарыш аппаратының тұтынушыларын қамтамасыз ету үшін СБ құруға тиіс ең аз қажетті ток ретінде анықталады ( яғни, АБ СЭС разрядына байланысты ғарыш аппаратының бортында пайда болатын электр энергиясының тапшылығын өтеу кезінде мына коэффициенттерге сүйене отырып:

мұндағы I n – ғарыш аппаратының тұтынушыларынан түсетін жүктеме тогы,

I AB - AB SES KA ағымдағы максималды рұқсат етілген разряд тогы.

Әдісті жүзеге асыру үшін сызбада көрсетілген және келесі блоктардан тұратын жүйе ұсынылады:

1 - SB, қатты дененің астарында төрт фотоэлектрлік батареясы бар;

2, 3, 4, 5 - BF 1, BF 2, BF 3, BF 4;

8 - BUOSBS;

9 - BRSBZP;

10, 11 - RT 1 және RT 2;

13 - ZRU AB;

14 - BFKZ AB;

16 - АВТОБУСТАР;

18 - BIPEMI;

20 - BOMVVCH;

21 - BIPCHVE;

22 - BOMVUSBTNZ;

23 - BUSBTNZ;

24 - жоғары энергиялы бөлшектердің ғарыш аппаратына теріс әсер ету прекурсорларының уақыт моменттерін анықтау блогы (BOMVPNVCH),

25 - күн батареяларынан қажетті токты анықтауға арналған блок (BOPTSB),

26 - аккумуляторды зарядтау деңгейінің рұқсат етілген мәндерін орнату блогы (BZDZUZSB).

Бұл ретте SB (1) BF 1 (2) және BF 4 (5) шығыстарын біріктіретін бірінші шығысы арқылы UPSB (6) бірінші кірісіне, ал екінші шығыс арқылы қосылады. BF 2 (3) және BF 3 ( 5) шығыстарын біріктіретін UPSB (6) екінші кірісіне қосылған. BUOSBS (8) және BRSBZP (9) шығыстары тиісінше UPA (7) бірінші және екінші кірістеріне қосылған, оның шығысы өз кезегінде UPSB (6) үшінші кірісіне қосылған. UPSB (6) бірінші және екінші шығыстары тиісінше PT 1 (10) және RT 2 (11) кірістеріне, ал PT 1 (10) және RT 2 (11) шығыстары SE (17) қосылған. ). BAB (12) ZRU AB (13) арқылы кірісімен SE (17) қосылған. Бұл жағдайда ZRU AB (13) өзінің бірінші кірісі арқылы көрсетілген шинаға қосылады, ал аварияның шығысы (15) кірісі қосылған ZRU AB (13) екінші кірісіне қосылады. SE (17) бағытына бұрылыңыз. BAB (12) өзінің шығысымен BFKZ AB бірінші кірісіне (14), ал BUSES бірінші шығысы (16) көрсетілген блоктың екінші кірісіне қосылған. BFKZ AB шығысы (14) ZRU AB (13) үшінші кірісіне қосылған. BUSES (16) екінші және үшінші шығыстары тиісінше BUOSBS (8) және BRSBZP (9) бірінші кірістеріне қосылған. UPSB (6) үшінші шығысы BUOSBS (8) және BRSBZP (9) екінші кірістеріне қосылған. BIPEMI шығысы (18) BOSA кірісіне (19) қосылған. BOS бірінші шығысы (19) BOMVCH (20) кірісіне қосылған. BOMVVCH (20) және BIPCHVE (21) шығыстары сәйкесінше BOMVUSBTNZ блогының (22) бірінші және екінші кірістеріне қосылған. BIPCHVE кірісі (21) екінші BOSA шығысына (19) қосылған. BOMVUSBTNZ (22) шығысы BUSES (16) бірінші кірісіне қосылған. BUSES (16) төртінші шығысы арқылы BUSTS (23) бірінші кірісіне қосылған. UPSB (6) үшінші шығысы BUSBTNS (23) үшінші кірісіне қосылған. BUSBTNZ шығысы (23) UPA үшінші кірісіне (7) қосылған. BOPTSB бірінші кірісі (25) DTN екінші шығысына (15) қосылған. BOPTSB екінші кірісі (25) ZRU AB екінші шығысына (13) қосылған. BOPTSB шығысы (25) BUSBTNS (23) екінші кірісіне қосылған. BIPCHVE (21) шығысы BOMVPNVCH (24) бірінші кірісіне қосылған. BIPEMI шығысы (18) BOMVPNVCH (24) екінші кірісіне қосылған. BOMVPNVCH (24) шығысы BUSES (16) екінші кірісіне қосылған. BZDZUZSB (26) бірінші және екінші шығыстары сәйкесінше BFKZ AB үшінші кірісіне (14) және ZRU AB төртінші кірісіне (13) қосылған.

Сондай-ақ сызбада UPSB (6) SB корпусымен (1) аккумулятор жетегінің шығыс білігі арқылы механикалық байланысы көрсетілген.

Ғарыш аппаратын қоректендіру режимінде жүйе келесідей жұмыс істейді. UPSB (6) электр энергиясын SB (1) - PT 1 (10) және RT 2 (11) -ге транзиттік тасымалдау үшін қызмет етеді. SES қуат шинасында кернеуді тұрақтандыруды РТ-ның бірі жүзеге асырады. Бұл ретте басқа RT жабық күштік транзисторлармен күйде болады. SB генераторлары (1) (BF 1 -BF 4) бұл жағдайда қысқа тұйықталу режимінде жұмыс істейді. Жүктеме қуаты СБ генераторларының (1) қосылу қуатынан жоғары болған кезде басқа РТ кернеуді тұрақтандыру режиміне ауысады, ал пайдаланылмаған генераторлардың энергиясы СЭС қуат шинасына беріледі. Белгілі бір кезеңдерде жүктеме қуаты СБ (1) қуатынан асуы мүмкін болса, ЗРУ АВ (13) АВ блогының (12) разрядталуына байланысты ғарыш аппаратының бортындағы электр энергиясының тапшылығын өтейді. Осы мақсаттар үшін AB ZRU (13) АВ разряд реттегішімен жабдықталған, ол, атап айтқанда, AB заряд деңгейін бақылайды және AB заряд деңгейінің ең аз рұқсат етілген мәніне жеткенде оның мәні AB ZRU-ға енеді. (13) BZDZUZSB (26) құрылғысынан, BAB (12) сыртқы жүктемеден өшіреді. Бұл ретте ЗРУ АВ (13) АБ зарядының ағымдағы деңгейіне сүйене отырып, АВ разрядының рұқсат етілген токының ағымдағы мәнін анықтайды және оның екінші шығысына береді (БАБ ажырату режимінде). (12) сыртқы жүктемеден бұл мән нөлге тең).

Көрсетілген реттегіштен басқа, ZRU AB (13) АВ заряд реттегішін де қамтиды. ZRU AB (13) жүйесінде зарядтау-разряд циклдерін жүргізу үшін DTN (15) ақпараты пайдаланылады. BAB заряды (12) ZRU AB (13) арқылы BFKZ AB (14) арқылы жүзеге асырылады. Металл сутегі аккумуляторлары үшін ол сипатталған. Қорытындысы, батареялардың ішіне орнатылған қысым сенсорлары және батарея корпусындағы температуралар батарея корпусындағы сутегінің тығыздығын анықтайды. Өз кезегінде, сутегінің тығыздығы батареяның заряд деңгейін анықтайды. Батареядағы сутегі тығыздығы белгіленген деңгейден төмен түскенде оны зарядтау, ал максималды тығыздық деңгейіне жеткенде зарядтауды тоқтату пәрмені беріледі. Көрсетілген батарея зарядының деңгейлері BFKZ AB (14) пәрмендерімен реттеледі, ал батареяның максималды рұқсат етілген заряд деңгейінің мәндері BFKZ AB (14) BZDZUZSB (26) арқылы жіберіледі. Батареяларды максималды зарядталған күйде ұстау олардың күйіне теріс әсер етеді, ал аккумуляторлар батареяны зарядтау операциясы тек мерзімді түрде орындалатын ағымдағы өзін-өзі разрядтау режимінде сақталады (мысалы, Ямал-100 ғарыш кемесі SES басқару кезінде). , бірнеше күнде бір рет, BAB заряд деңгейі максималды деңгейден 30% төмендегенде).

Ғарыш аппаратының қоректендіру режиміндегі жұмысымен бір мезгілде жүйе СБ панельдері (1) жазықтықтарының орналасуын басқару мәселелерін шешеді.

АВТОБУСТАР (16) командасынан BUOSBS (8) блогы SB (1) Күнге бағдарлануын басқарады. BUOSBS (8) SUDN SC негізінде жүзеге асырылуы мүмкін (қараңыз). Бұл ретте SB басқару алгоритмі үшін кіріс ақпарат болып табылады: VOS кинематикалық контурының алгоритмдерімен анықталатын ғарыш аппаратымен байланысты координат осьтеріне қатысты Күнге бірлік бағыт векторының орны; UPSB басқару блогымен α бұрышының ағымдағы өлшенген мәндері түрінде алынған ғарыш аппаратының корпусына қатысты SA орны (6). Басқару алгоритмінің шығыс ақпараты UPSB (6) шығыс білігінің осіне қатысты СБ айналдыру командасы, айналуды тоқтату командасы болып табылады. DU UPSB (6) SB (1) орны туралы дискретті сигналдар береді.

BIPEM (18) күн ҚОҚБ ағымдағы ағындарын өлшейді және оларды BOSA-ға (19) жібереді. BOSA-да (19) ағымдағы мәндерді берілген шекті мәндермен салыстыру арқылы күн белсенділігінің басталуы анықталады. BOSA (19) бірінші шығысынан BOMVVCH (20) кірісіне келетін пәрменге сәйкес, көрсетілген соңғы блокта ғарыш аппаратына жоғары энергиялы бөлшектердің әсер етуінің ықтимал басталуының уақыт нүктесі болып табылады. анықталды. BOSA (19) екінші шығысынан BIPPHE кірісі (21) арқылы жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеуді бастау туралы команда беріледі.

BIPCHVE (21) шығысынан жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәні BOMVPNVCH (24) бірінші кірісіне және BOMVUSBTNZ екінші кірісіне (22) беріледі. Күн ЭМП ағымдағы ағындарының өлшенген мәндері BIPEMI шығысынан (18) BOMVPNVCH (24) екінші кірісіне беріледі.

BOMVPNVCh-те (24) жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өзгеру динамикасы бағаланады және бөлшектердің ғарыш аппаратына жағымсыз әсерінің прекурсорлары ретінде қарастыруға болатын жағдайлар анықталды. Мұндай жағдайлар жоғары энергиялы бөлшектердің өлшенген ағынының тығыздығының оның одан әрі жоғарылау үрдісі болған кезде көрсетілген критикалық мәндерден асып кетуі болып табылады. Мұндай жағдайларды анықтау және анықтау кезінде BIPEM (18)-тен алынған күн ҚОҚМ ағынының деректері де қолданылады. BOMVPNVCH-те (24) тіркеу кезінде мұндай жағдайлар-хабарламалар осы блоктың шығысында АВТОБУСтардың (16) екінші кірісіне берілетін сигнал жасалады.

АВТОБУСТАР (16) екінші кірісіндегі пәрмен бойынша бұл блок БФКЗ AB (14) командасына команда жібереді, оған сәйкес бұл блок ЗРУ АВ (13) арқылы BAB (12) максималды зарядқа дейін зарядтайды. деңгейі. Сонымен қатар, металл-сутекті аккумуляторлар үшін (қараңыз) батареялардың ішіне орнатылған қысым датчиктері және батарея корпустарындағы температуралар батарея корпусындағы сутегінің тығыздығын анықтайды, бұл аккумулятордың заряд деңгейін анықтайды. Максималды тығыздық деңгейіне жеткенде зарядты тоқтату пәрмені беріледі.

DTN (15) және ZRU AB (13) екінші шығыстарынан BOPTSB (25) кірістері KA I n тұтынушыларынан жүктеме тогының ағымдағы мәндерін және AB рұқсат етілген разряд тогын алады. Мен А.Б. BOPTSB (25) осы мәндерін пайдалана отырып, (4), (5) қатынастарына сәйкес I SB мәнін анықтайды - SB-дан қажетті токтың ағымдағы минималды рұқсат етілген мәні (энергияны пайдалану мүмкіндігін ескере отырып, тұтынушылар арқылы BAB (12) және оны BUSBTNZ (23) екінші кірісіне шығарады.

Бөлшектердің ғарыш аппаратына әсер етуінің ықтимал басталуының уақыт нүктесі туралы ақпарат BOMVVCH (20) шығысынан BOMVUSBTNZ (22) бірінші кірісі арқылы беріледі. BOMVUSBTNZ-де (22) FVS теріс әсерінің нақты бағасы BOMVVCH (20) анықтаған уақыт нүктесінен бастап, әсер ету сипаттамасының ағымдағы өлшенген мәнін шекті мәндермен салыстыру арқылы жүзеге асырылады. BOMVUSBTNZ (22) шығысында команданы алудың қажетті шарты екі сигналдың болуы болып табылады - BOMVVVCH (20) және BIPCHVE (21) шығыстарынан.

BOMVUSBTNZ (22) BUSES (16) бірінші кірісіне команданы бергенде, бұл блок SB BUSETNZ (23) басқару элементіне қосылатын төртінші шығысында пәрменді жасайды.

BUSBTNZ (23) (3) өрнекке сәйкес α s_min_AB бұрышын анықтайды. Көрсетілген бұрышты есептеу үшін BOPTSB (25) алынған СБ-дан қажетті токтың ағымдағы мәні пайдаланылады. Сонымен қатар, UPSB басқару блогынан (6) көрсетілген блок SB α айналу бұрышының ағымдағы мәні туралы ақпаратты алады. α s_min_AB бұрышының мәнін анықтай отырып, BUSBTNS (23) ішіне енгізілген алгоритм оны α бұрышының ағымдағы мәнімен салыстырады және α және α s_min_AB арасындағы сәйкессіздік бұрышын және басқаруды белсендіру үшін басқару импульстерінің қажетті санын есептейді. жетек SB (1). Басқару импульстері UPA-ға (7) беріледі. УПА-да (7) көрсетілген импульстарды түрлендіру және күшейтуден кейін олар UPSB (6) кірісіне кіреді және жетекті қозғалысқа келтіреді.

BOMVUSBTNZ (22) BUSES (16) бірінші кірісіне пәрмен бермеген кезде, бұл блок ғарыш аппаратының ағымдағы ұшу бағдарламасына байланысты басқаруды SA (1) BUOSBS (8) және BRSBZP біріне береді. (9) блоктар.

BUOSBS (8) жұмысы жоғарыда сипатталған.

BRSBZP (9) SB (1) құрылғысын бағдарлама параметрлеріне сәйкес басқарады. Бағдарлама параметрлеріне сәйкес SB басқару алгоритмі (1) аккумуляторды кез келген берілген күйде орнатуға мүмкіндік береді α=α z . Бұл жағдайда BRSBZP (9) бұрылу бұрышын басқару үшін UPSB (6) басқару блогының ақпараты пайдаланылады.

BOMVUSBTNZ (22) және BOMVPNVCH (24) енгізу СК МКК аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету негізінде де, СК бортында да мүмкін. BOMVUSBTNZ (22) және BOMVPNVCH (24) шығыстарында сәйкесінше «Жүк токтары бойынша СБ басқаруды бастау» және «жоғары энергияның теріс әсеріне дайындық режимінде СЭС басқаруды бастау» командалары. ғарыш кемесіндегі бөлшектер» қалыптасады, олар АВТОБУСТАРҒА (16) жіберіледі, бұл жағдайда соңғы пәрменді АВТОБУС (16) батареяны максималды зарядтау деңгейіне дейін зарядтау пәрмені ретінде функционалды түрде қабылдайды.

АВТОБУСтарды (16) іске асырудың мысалы ретінде жердегі станциядан (ES) және борттық жабдықтан (БА) тұратын Ямал-100 ғарыш кемесі борттық жүйелерінің сервистік басқару арнасының (SCC) радиоқұрылғылары болуы мүмкін (сипаттаманы қараңыз). ). Атап айтқанда, BA SKU AP SKU-мен бірге СК борттық цифрлық компьютерлік жүйесіне (OCVS) сандық ақпаратты (CI) беру және оны кейіннен растау мәселесін шешеді. BTsVS өз кезегінде BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23), BFKZ AB (14) блоктарын басқарады.

АВТОБУСтарды (16) осы іске асыруда CI алмасу бөлігінде БА СКУ-ның өзара әрекеттесуі MIL-STD-1553 интерфейсіне сәйкес негізгі алмасу арнасы (MCC) арқылы жүзеге асырылады. BTsVS абоненті ретінде құрылғы пайдаланылады - BA SKU интерфейсінің блогы (BS). BCVS процессоры деректер пакетінің қолжетімділігін анықтау үшін BS күйін мерзімді түрде сұрайды. Пакет қолжетімді болса, процессор деректер алмасуды бастайды.

UPA (7) BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23) және UPSB (6) арасындағы интерфейс рөлін атқарады және цифрлық сигналдарды аналогқа түрлендіруге және соңғысын күшейтуге қызмет етеді.

BUSBTNZ (23) — командалар АВТОБУСтардан (16) келетін ғарыш аппаратының борттық бірлігі. BUSBTNZ (23), BOPTSB (25), BZDZUZSB (26) іске асыру BTsVS KA негізінде орындалуы мүмкін (қараңыз, ).

Осылайша, жүйенің іргелі блоктарын жүзеге асырудың мысалы қарастырылады.

Ұсынылған өнертабыстардың техникалық әсерін сипаттайық.

Ұсынылған техникалық шешімдер СБ-ның Күн бағытынан «қорғаныш» бұрылу сәтінде СБ жұмыс бетіне жоғары энергиялы бөлшектер ағындарының теріс әсерін азайтуды қамтамасыз етеді. Бұған осы бөлшектердің ағындары теріс әсер ететін СБ жұмыс бетінің ауданын азайту арқылы, нормальдың SB жұмыс бетіне Күн бағытынан бұрылу бұрышын барынша арттыру арқылы қол жеткізіледі. , ғарыш аппаратын электр энергиясымен қамтамасыз ету талабын кепілдікпен орындаумен. Лапка бұрышының максималды ұлғаюына ғарыш аппаратының SES максималды АВ заряды күйіне алдын ала жеткізілуімен қол жеткізіледі, бұл СБ-ның «қорғаныш» ілмектерінің максималды мүмкін бұрышын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Күнге бағыт. Мысалы, батареяны максималды деңгейге дейін зарядтау операциясынан кейін Ямал-100 ғарыш кемесінің SES-ін басқару кезінде аккумулятордың ықтимал разряд тоғының ұлғаюы шамамен 30% құрайтынын, содан кейін сәйкесінше өсетінін ескере отырып, SA-ның «қорғаныш» ілгек бұрышы және соның нәтижесінде SB жұмыс бетіне жоғары энергиялардың бөлшектер ағынының теріс әсерінің төмендеуі маңызды мән болып табылады.

ӘДЕБИЕТ

1. Елисеев А.С. Ғарышқа ұшу технологиясы. Мәскеу, «Инженерия», 1983 ж.

2. Раушенбах Г. Күн батареяларының дизайны бойынша анықтамалық. Мәскеу, Энергоатомиздат, 1983 ж.

3. ШАТТЛ мен ХҒС бірлескен жұмысы кезіндегі ұшу ережелері. Том С. Ұшу операциялары. Ғарыш орталығы. Линдон Б. Джонсон. Хьюстон, Техас, негізгі нұсқасы, 11/8/2001.

4. Ғарыш аппараттарын электрмен жабдықтау жүйесі. Техникалық сипаттама. 300ГК.20Ю. 0000-ATO. RSC Energia, 1998 ж.

5. Б.И. Орталық және Н.Ю.Лызлов, Металл сутегінің электрохимиялық жүйелері. Ленинград. «Химия», Ленинград филиалы, 1989 ж.

6. Ғарыш аппараттарының қозғалысын басқару және навигация жүйесі. Техникалық сипаттама. 300ГК.12Ю. 0000-ATO. RSC Energia, 1998 ж.

7. Гальперин Ю.И., Дмитриев А.В., Зеленый Л.М., Панасюк Л.М. Ғарыштық ауа райының авиация мен ғарыштық ұшу қауіпсіздігіне әсері. «2001 жылғы рейс», 27-87 б.

8. Ғарыштық технология бойынша инженерлік анықтамалық. КСР Қорғаныс министрлігінің баспасы, М., 1969 ж.

9. Грилихес В.А., Орлов П.П., Попов Л.Б. Күн энергиясы және ғарыштық ұшулар. Мәскеу, «Наука», 1984 ж.

10. «Ямал» ғарыш аппаратының сервистік басқару арнасының жердегі станциясы. Нұсқаулық. ZSKUGK.0000-КЕН. RSC Energy, 2001 ж.

11. «Ямал» ғарыш аппаратының қызметтік басқару арнасының борттық жабдығы. Техникалық сипаттама. 300ГК.15Ю. 0000A201-OTO. RSC Energia, 2002 ж.

12. Ковтун Б.С., Соловьев С.В., Зайкин С.В., Городецкий А.А. Ғарыш аппаратының күн батареяларының орнын бақылау әдісі және оны жүзеге асыру жүйесі. РФ патенті 2242408 2003108114/11 24 наурыз 2003 ж.

1. Күн батареяларын ғарыш кемесін электрмен қамтамасыз ететін жұмыс жағдайына айналдыруды және олардың жарықтандырылған жұмыс бетіне нормальдың осьпен құрылған жазықтықпен сәйкес келуін қамтитын ғарыш аппаратының күн батареяларының орнын бақылау әдісі. күн панельдерінің айналуын және Күнге бағытын, күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеу, күн белсенділігінің басталу сәтін анықтау, жоғары энергиялы бөлшектердің бетке жеткен уақыт сәтін анықтау ғарыш аппаратының, жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеу, шекті мәндерімен жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәндерін салыстыру, күн панельдерін олардың жарықтандырылған жұмыс бетіне қалыпты арасындағы бұрышта айналдыру және бір мезгілде күн панельдерінің бетіне жоғары энергиялы бөлшектер ағынының әсер етуінің минималды ауданына сәйкес Күнге бағыт ғарыш кемесі электр энергиясымен қамтамасыз етілгенде, жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығының өлшенген мәндері шекті мәндерден асатын уақытта және күн панельдерінің уақыт сәтіндегі жұмыс жағдайына оралуы кезінде жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығы шекті мәндерден төмен болатын кезде, уақыт моменттері ғарыш кемесіне және белгіленген уақыт нүктелерінде жоғары энергиялы бөлшектер ағынының теріс әсерінің хабарлаушыларының пайда болуының қосымша анықталуымен сипатталады; ғарыш кемесінің электрмен жабдықтау жүйесінің батареялары максималды заряд деңгейіне дейін зарядталады, егер жоғары энергиялы бөлшектер ағынының тығыздығының өлшенген мәндері олармен салыстырғанда шекті мәндерден асып кетсе, күн панельдері мәнге жеткенше айналады. нормальдың олардың жарықтандырылған жұмыс беті мен Күн бағыты арасындағы бұрыштың α s_min_AB, жоғары энергиялы бөлшектер ағынының әсер етуінің минималды ауданына сәйкес келеді. Күн батареяларының бетіндегі rgy, сонымен бірге ғарыш аппаратын электрмен жабдықтау жүйесінің күн және аккумуляторлық батареяларынан электр энергиясымен қамтамасыз ету және арақатынасы арқылы анықталады.

α s_min_AB =arccos (max(0, I n -I AB )/I m),

мұндағы I n – ғарыш аппаратының тұтынушыларының жүктеме тогы;

I m - күн батареяларының жарықтандырылған жұмыс беті күн сәулелеріне перпендикуляр бағытталған кезде пайда болатын максималды ток;

I AB - аккумулятордың ағымдағы рұқсат етілген разряд тогы және ғарыш кемесі бортындағы электр энергиясының тапшылығы батареяларды зарядсыздандыру арқылы өтеледі, бұл ретте батареялардың зарядталу деңгейін бақылайды және осы деңгейдің ең аз рұқсат етілген мәніне жеткенде, қалпына келтіреді. батареялардың рұқсат етілген разряд тоғының ағымдағы мәні және батареяларды сыртқы жүктемеден ажырату.

2. Көрсетілген күн панельдерін бұруға арналған құрылғыны, күшейткіш-конверттеу құрылғысын, бағдарлауды басқару блогын қоса алғанда, панельдерге орнатылған төрт фотоэлектрлік күн панелі болып табылатын ғарыш аппаратының күн батареяларының жағдайын бақылау жүйесі. Күнге қарай күн панельдері, күн батареяларын берілген күйге айналдыруға арналған қондырғы, екі ток реттегіші, аккумулятор жинағы, аккумуляторды зарядтау құрылғысы, аккумуляторларды зарядтау командаларын генерациялауға арналған блок, жүктеме тогы сенсоры, электрмен жабдықтау жүйесінің басқару блогы , қоректендіру шинасы, күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеу қондырғысы, күн белсенділігін анықтау қондырғысы, ғарыш кемесіне жоғары энергиялы бөлшектердің әсер ету сәтін анықтауға арналған бірлік, жоғары ағынның тығыздығын өлшеу қондырғысы -энергия бөлшектері, жүктеме токтары бойынша күн батареяларын басқарудың басталу моментін анықтау қондырғысы, бірлік күн батареяларын жүктеме токтары арқылы басқару, ал күн батареясы екі фотоэлектрлік батареялардың шығыстарын біріктіретін бірінші шығысы арқылы күн панельдерін айналдыруға арналған құрылғының бірінші кірісіне, ал шығыстарды біріктіретін екінші шығыс арқылы қосылады. басқа екі фотоэлектрлік батареяның, күн батареяларын айналдыруға арналған құрылғының екінші кірісіне қосылған және күн батареяларының Күнге бағдарлануын және күн панельдерінің берілген позицияға айналуын басқаруға арналған блоктардың шығыстары қосылған. , тиісінше күшейткіш-түрлендіргіш құрылғының бірінші және екінші кірістеріне, оның шығысы өз кезегінде күн батареяларын айналдыруға арналған құрылғының үшінші кірісіне, күн массивінің айналу құрылғысының бірінші және екінші шығыстарына қосылады. тиісінше бірінші және екінші ток реттегіштерінің кірістеріне, ал ток реттегіштерінің шығыстары ғарыш кемесінің қоректендіру шинасына, оның кірісі бар аккумулятор жинағына аккумуляторды зарядтау құрылғысы арқылы қосылады. қоректену шинасына қосылған, ал аккумулятор зарядтағыш оның бірінші кірісі арқылы көрсетілген шинаға қосылған, ал жүктеме тогы сенсоры өз кезегінде қуат көзіне қосылған аккумулятор зарядтағышының екінші кірісіне қосылған. шинасы, аккумулятор жинағы оның шығысы арқылы батареяларды зарядтау командаларын генерациялауға арналған блоктың бірінші кірісіне қосылады, ал қоректендіру жүйесінің басқару блогының бірінші шығысы көрсетілген блоктың екінші кірісіне, батареяның шығысына қосылады. батареяларды зарядтау командаларын генерациялау блогы аккумуляторды зарядтау құрылғысының үшінші кірісіне қосылған, күн батареяларын Күнге бағдарлау үшін басқару блоктарының бірінші кірістеріне қосылған қоректендіру жүйесінің басқару блогының екінші және үшінші шығыстары және күн батареяларын алдын ала белгіленген орынға бұру, күн батареяларын айналдыруға арналған құрылғының үшінші шығысы күн батареяларын бағдарлауға арналған басқару блоктарының екінші кірістеріне қосылады Күннің бағыты бойынша сәуле түсіру және күн панельдерін алдын ала белгіленген орынға бұру, күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеуге арналған блоктың шығысы күн белсенділігін анықтауға арналған блоктың кірісіне қосылады, бірінші шығыс оның ішінде, өз кезегінде, ғарыш аппаратына бөлшектердің әсер ету уақытын анықтауға арналған блоктың кірісіне, ғарыш аппаратына бөлшектердің әсер ету уақытын анықтауға арналған блоктың шығыстарына және өлшеуге арналған блокқа қосылады. жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығы жүктеме токтары бойынша күн панельдерін басқаруды бастау уақытын анықтау үшін блоктың бірінші және екінші кірістеріне және ағынның тығыздығын өлшеуге арналған блоктың кірісіне қосылады. жоғары энергиялы бөлшектер күн белсенділігін анықтауға арналған блоктың екінші шығысымен, жүктеме токтары бойынша күн батареяларын басқарудың басталу моментін анықтау үшін блоктың шығысы электрмен жабдықтауға арналған басқару блогының кірісіне қосылады жүйе, оның төртінші шығысы өз кезегінде бірінші кіріске қосылады үшінші кірісі мен шығысы тиісінше күн панелін айналдыру құрылғысының үшінші шығысына және күшейткіш-түрлендіргіш құрылғының үшінші кірісіне қосылған жүктеме токтарына арналған күн батареясын басқару блогының үйі, ол қосымша күн батареяларынан қажетті токты анықтауға арналған блокты, жоғары энергиялы бөлшектердің ғарыш аппаратына теріс әсер ету прекурсорларының пайда болу сәттерін анықтайтын блокты және аккумулятордың заряд деңгейінің рұқсат етілген мәндерін орнатуға арналған блокты қамтиды. күн панельдерінен қажетті токты анықтауға арналған блоктың бірінші және екінші кірістері мен шығысы тиісінше жүктеме тогы датчигі екінші шығысына, екінші шығыс батарея зарядтағышына және жүктеме үшін күн панелін басқару блогының екінші кірісіне қосылған. токтар, жоғары энергиялы бөлшектердің ағынының тығыздығын өлшеу қондырғысының және күн электромагниттік сәулеленуінің ток ағынының тығыздығын өлшеу қондырғысының шығыстары қосылған

Өнертабыс астронавтикаға жатады және ғарыштық қызметте - ғарыш кеңістігін, күн жүйесінің планеталарын зерттеуде, ғарыштан Жерді бақылауда және т. оның жылдамдық векторының құрамдас бөліктері.

Өнертабыс зымырандық және ғарыштық технологияларға қатысты және ғарыш аппараттарын Жерге жақын орбитаға шығару үшін конверсиялық құрылғыларды қоса алғанда, зымыран тасығыштарды (LV) жасауда пайдаланылуы мүмкін.

Өнертабыс ғарыштық технологиялар саласына, атап айтқанда ғарыш аппараттарының электрмен жабдықтау жүйелеріне қатысты және олардың күн панельдерінің орнын басқару үшін пайдаланылуы мүмкін.

Күн батареясының айналу жүйесінде корпус, күн батареясын қондыру үшін фланеці бар қуыс білік, оның айналуына арналған жетек, қуат және телеметриялық ток коллекторлары бар. Шығу білігі функционалды түрде қуат фланеціне және қуат тогы коллекторы бар білікке бөлінеді. Телеметриялық ток коллекторы оның білігіне орнатылып, шығыс білікке қосылады. Шығу білігінің фланеці күн массивінің айналу жүйесінің корпусында алдын ала жүктемесі бар тірек мойынтірегінде немесе оның тірек мойынтірегі арқылы күн массивінің айналу жүйесінің корпусына серіппелер арқылы орнатылады. Құрылғының сенімділігін арттыру және салмағы мен өлшемдерін азайту. 1 z.p. f-ly, 1 науқас.

Өнертабыс ғарыштық технологияға қатысты және оны күн панелінің айналу жүйесін (SPSB) жобалауда қолдануға болады.

Осы өнертабыс күн массивінің (SB) айналуына және электр энергиясын күн массивтерінен ғарыш аппаратына тасымалдауға арналған.

Күн панельдерін айналдырудың белгілі жүйесі (SPBS), АҚШ патенті № 4076191, корпустан, күн батареяларының екі қанатын қондыру үшін екі фланецті біліктен, жетектен, ток коллекторлық құрылғылардан тұрады. Қуат, электр энергиясын тарататын және телеметриялық, таратқыш командалар мен телеметриялық ақпаратты, ток коллекторлары білікке орналасқан, ал жетек СБ екі қанаттарын айналдырады. Бұл өнертабыс прототип ретінде алынған.

Бұл құрылғының кемшілігі - бір артық емес жетектің болуы және соның салдарынан аппараттың өмір сүру қабілетінің төмендеуі. Екінші кемшілік - біліктің қажетті иілу қаттылығына қойылатын талаптардың орындалуына байланысты біліктің массивті дизайны. Сонымен қатар, біліктің үлкен диаметрі үйкелістің жоғарылауына және ток коллекторларының тозуына әкеледі.

Өнертабыстың техникалық мақсаты жүйенің сенімділігін арттыру, құрылымның массасын азайту және функционалдылықты арттыру болып табылады.

Бұл тапсырмаға SPBS корпусы, жетекі және білігі бар, құрылғының шығыс білігі соңында қуат фланеці бар қуыс болуы арқылы қол жеткізіледі. Бұл жағдайда қуат тогының коллекторы шығыс білікке сырттан, ал телеметриялық оның білігіне орнатылады. Телеметриялық ток жинағыш SPBS шығыс білігіне қосылған. Шығару білігінің фланеці жалпақ сақиналары бар тірек подшипникке орнатылады немесе серіппелер арқылы корпусқа басылады. Орнатылған қуат тогы коллекторы бар шығыс білігінің бөлімі құрылымның қаттылық схемасынан алынып тасталады және ток коллекторының минималды массасын және қажетті қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін оңтайлы өлшемдерге ие.

Өнертабыстың мәні сызбамен суреттелген, мұнда 1-суретте кесіндісі бар мәлімделген құрылғының жалпы көрінісі көрсетілген.

Күн батареясының айналу жүйесі корпустан 1, жетектен 2, тіреуіш подшипникке 4 орнатылған шығыс біліктен 3, шығыс білігінде 3 орналасқан қуат тогы коллекторынан 6 және оның білігіне орнатылған телеметриялық ток коллекторынан 7 тұрады. Телеметриялық коллекторлық құрылғы 7 шығыс білігінің 3 ішкі қуысына немесе сыртына орнатылып, онымен қосылуы мүмкін. Құрылымдардың қаттылығының жоғарылауы тірек мойынтіректің алдын ала жүктелуі немесе Беллевилл серіппелерімен 8 алдын ала жүктелу есебінен 3 корпусқа 1 тұрақты басу арқылы қол жеткізіледі. Шығу білігінің 3 айналу осі орнының жоғары дәлдігі тегіс тірек сақиналары бар тірек мойынтірегі арқылы қол жеткізіледі 9. Тісті доңғалақ 10 жетек 2 білігіне 5 орнатылған. Тісті доңғалақ 11 шығыс білігіне 3 орнатылған.

СПСБ жұмысы кезінде жетек 2 айналуды шығыс білікке 3 береді. Жетектен шығыс білікке 3 айналуды 10, 11 тісті доңғалақтары бар редукторлар береді.

6 және 7 коллекторлық құрылғылар айналмалы күн массивінен ғарыш аппаратына айналу кезінде де, тоқтаған күйде де электр энергиясын, командалар мен сигналдарды жібереді. Шығару білігінің 3 корпусына 1 тірек мойынтірегі 4 арқылы тұрақты алдын ала жүктеме айналу кезінде де, шығыс білігі тоқтаған кезде де Belleville серіппелерімен 8 қамтамасыз етіледі.

Ғарыш аппаратының тіршілігінің жоғарылауы СБ-ның әрбір қанаты үшін бір SPSB пайдалану арқылы қамтамасыз етіледі. Бір қанаттың SPSB істен шыққан жағдайда да құрылғы екінші қанаттан электр энергиясын алып, негізгі тұтынушылардың жұмысын қамтамасыз етеді.

Құрылымның салмағын азайту шығыс білігінің 3 тірек мойынтірегі 4 және қуат тогы коллекторының білігіне дейін қуат фланеціне функционалды түрде бөлінуімен қамтамасыз етіледі. Қуат фланеці SPSB корпусының ішінде де, сыртында да орналасуы мүмкін, 1-суретте көрсетілгендей. Біліктің өлшемдері кішірек, салмағы аз және қуат тізбегінің конструкциясы шығыс білігінің фланецінен тікелей фланецке жабылуына байланысты иілу қаттылығы жоғары. тіреуіш мойынтірек арқылы корпус.

Мойынтіректің алдын ала жүктелу күші (немесе төрт нүктелі тірек тірегінің алдын ала жүктелуі) операциялық жүктемелер кезінде түйіннің ашылмауының келесі шартынан таңдалады:

P>2 K M/D, мұндағы

P - мойынтіректің алдын ала жүктеме күші, Нм;

М - қалыпты жұмыс кезінде иілу моменті төмендетілді, N;

Ток коллекторларының массасын азайту және олардың қызмет ету мерзімін ұлғайту орнатылған қуаттылық ток коллекторы бар білік қимасы құрылымның қаттылық схемасынан алынып тасталған және ток коллекторы үшін оңтайлы өлшемдерге ие болғандықтан қол жеткізіледі. Капсула түріндегі телеметриялық ток коллекторы оның білігіне орнатылады, мысалы, шығыс білігінің ішінде немесе сыртында біріктірілген және ең аз массасы бар. Ток жинағыш құрылғылардың ұлғайған ресурсы оларды жылжымалы сақиналардың минималды диаметрімен және сәйкесінше төмендетілген үйкеліспен жүзеге асыру мүмкіндігімен қол жеткізіледі.

Ток коллекторларының азырақ үйкеліс шығындары жетек қуатын азайтуға мүмкіндік береді, бұл SPSB жетекші бөлігінің салмағының төмендеуіне әкеледі.

Қазіргі уақытта кәсіпорын мәлімделген жобаның СПСБ жобалық құжаттамасын шығарды және жүйенің жерүсті тәжірибелік сынақтарын жүргізді. Сынақтар жүйенің массасының айтарлықтай төмендеуін, қызмет ету мерзімінің ұлғаюын, қаттылық сипаттамаларының және жүйенің сенімділігін арттыруды көрсетті.

1. Корпусы, күн батареясын қондыруға арналған фланеці бар қуыс білік, оны айналдыруға арналған жетек, қуат және телеметриялық ток коллекторы бар күн батареясын айналдыруға арналған жүйе, шығыс білігі функционалды түрде екіге бөлінеді. қуат фланеці және қуат тогы жинағышы бар білік, ал телеметриялық ток коллекторы оның білігіне орнатылады және шығыс білікке қосылады, ал шығыс білігінің фланеці күн массивінің айналу жүйесінің корпусында тірек мойынтіректе орнатылады. алдын ала жүктемемен немесе оны серіппелер арқылы күн батареясының айналу жүйесінің корпусына тіреуіш мойынтірек арқылы қысу арқылы.

2. 1-тармаққа сәйкес құрылғы, оның сипаттамасы тірек мойынтіректің алдын ала немесе алдын ала жүктелу күші операциялық жүктемелер кезінде түйінді ашпау үшін келесі жағдайдан таңдалады:
P>2 K M/D,
мұндағы P – тірек мойынтіректің алдын ала немесе алдын ала жүктелу күші, N м;
K - сыртқы жүктемелер үшін қауіпсіздік коэффициенті;
М - қалыпты жұмыс кезінде иілу моменті төмендетілді, N;
D - тірек мойынтіректің жұмыс диаметрі (шарлар бойынша), м.

Ұқсас патенттер:

Өнертабыс ғарыш аппараттарының (СК) жабдығына және, атап айтқанда, СК басқару жүйесіне электрлік қосылған СК құрылымының жылжымалы элементтеріне, мысалы, күн батареяларына (BS), антенналарға, жылжымалы қақпақтарға және т.б.

МАҚСАТ: өнертабыс ҒҚ корпусына қатысты бекітілген күн панельдері (ҒБ) бар ғарыш аппаратының (СК) қатынасын басқаруға қатысты. .

Өнертабыс ғарыштық технологиялар саласына жатады және ғарыш аппараты (ҒҚ) айналатын планетаның сәулелік жылу алмасуының интегралдық параметрлерін анықтау және бақылау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Өнертабыс ғарыштық технологияға қатысты және ғарыш аппараттарының қашықтағы құрылымдарын, негізінен антенналар мен күн батареяларын жобалауда қолданылуы мүмкін. Күн батареясының тіреуішінде екі буынды механизм бар, оның осінің жалпы екі буынында соғу құрылғылары бар бұралу серіппесі орнатылған. Бір сілтеме күн батареясының жақтауына, ал екіншісі ғарыш кемесінің корпусына орнатылған. Серіппелі штанга соңғы қалыпта бекітуге арналған буындардың бірінде оське перпендикуляр орналасқан. Айналдыру мүмкіндігі бар серіппелі штанганың соңында рокер орнатылады, оның екі ұшында серіппеге қарама-қарсы сілтемеге қатты бекітілген көшіргіштердің конустық ойықтарымен әрекеттесетін домалау мойынтіректері қатты бекітілген. жүктелген штанга. Екі буынды механизмнің буындарында бұрандалы қосылыс арқылы бекітілген буындардың бастапқы орнын бекітуге арналған құрылғы үшін тесіктер жасалады. ӘСЕРІ: тірек жұмысындағы сенімділікті арттыру және ғарыш кемесінің корпусына күн батареясын орнату процесін жеңілдету. 13 науқас.

Өнертабыс күн панельдерін (SB) пайдаланатын ғарыш аппараттарын (СК) электрмен жабдықтау жүйелеріне қатысты. Әдіс СБ алдын ала анықталған бұрышын анықтаудан, оның ағымдағы бұрышын өлшеуден және СБ бұрыштық жылдамдығынан және оның айналу уақытынан есептелген бұрышты есептеуден тұрады. Жеделдеу (αRAS) және баяулауы (αTORM) SB анықталады. SB берілген және есептелген SB бұрыштары арасындағы сәйкессіздік тоқтаған кезде босату шегіне жеткенше (αOTP ≈ αTORM) бұрылады. Басқаруды бастамас бұрын көрсетілген бұрыш сақталады және ағымдағы бұрыштың сенімді мәні ретінде есептелген бұрыштың бастапқы мәні алынады. Бұл бұрыштардың сәйкес келмеу шегі (αPR) αRAS және αTORM бұрыштарына, сондай-ақ минималды және максималды мүмкін болатын SB токтарына негізделген. Бұрыш сенсорының шеңбері σ мәнімен тең дискретті секторларға (DS) бөлінген, берілген: αRAD + αTORM< σ < αПР. Биссектрисы ДС принимают за измеряемые значения. Задают период определения достоверного значения текущего угла на порядок и более превышающим максимальную длительность сбоя информации датчика и менее минимального интервала следования сбоев. Разбивают данный период на четыре равных интервала, и из анализа измеренных и запомненных значений на этих интервалах сбрасывают или формируют сигнал достоверности. В последнем случае вращают СБ до достижения рассогласованием между расчетным и заданным углами значения αОТП и тогда запоминают новое значение заданного угла. Техническим результатом изобретения является повышение живучести и эффективности системы управления ориентацией СБ при кратковременных сбоях информации, поступающей от датчика угла СБ. 4 ил.

Өнертабыс күн панельдерін (SB) пайдаланатын ғарыш аппараттарының (СК) электрмен жабдықтау жүйелеріне қатысты. Әдіс СБ берілген және ағымдағы бағдарлау бұрыштарын және СБ бұрыштық жылдамдығын (ωSB) анықтауды қамтиды. Есептелген бұрыш та есептелінеді және СБ басқаруды бастамас бұрын оған өлшенетін бұрыштың мәні тағайындалады, ол есте сақталады. SB берілген және есептелген бұрыштар арасындағы сәйкессіздікті азайту бағытында бұрылады. СБ үдеуінің (tACP, αACP) және баяулауының (tBR, αBR) уақыттары мен бұрыштары, сондай-ақ СБ ауытқуының максималды рұқсат етілген бұрышы (αMAX), ең аз және максималды мүмкін токтар негізінде анықталады. SB. Бұл бұрыштар жауап шегін (αCP) орнатады, одан жоғары көрсетілген сәйкессіздік қалыптасады. Соңғысы босату шегінен (αOTP) төмен есепке алынбайды, оған жеткенде SB айналуы тоқтатылады. Есептелген SB бұрышы SB айналу шеңберінің бір дискретті секторында (DS) түзетіледі. Тұрақты ток мәні αRAS, αTORM және αCR бұрыштарына байланысты. αCP және ωSB байланысты, SB бұрыштық жағдайы туралы ақпарат өзгерістерінің үздіксіздігі үшін бақылау уақытының шекті мәні белгіленеді. Осы бақылау уақытының кері санағы ағымдағы өлшенген бұрыш сақталғаннан бірден көп DS айырмашылығы болса жүзеге асырылады, ал басқаша тоқтатылады. СБ айналу бағытын басқару уақытының шекті мәні tREMOTE, tTORM, αMAX, ωSB және DS шамасына байланысты белгіленеді. Бұл уақыт нөлдік үздіксіздікті бақылау уақытында есептеледі, егер өлшенген және сақталған SB бұрыштары арасындағы сәйкессіздік белгісі SB айналуының көрсетілген бағытына сәйкес келмесе. Әйтпесе, кері санақ тоқтатылады және айналу бағытын басқару уақыты нөлге қойылады. Бұл ретте ағымдағы өлшенетін бұрышты бір ӨС өзгерту сәтінде ДС арасындағы шекараның мәні есептелген бұрышқа орнатылады және сақталған бұрышқа өлшенген бұрыштың жаңа мәні тағайындалады. Егер үздіксіздікті басқару уақыты немесе айналу бағытын басқару уақыты оның шекті мәнінен асып кетсе, онда ақаулық сигналы жасалады және SB басқаруы тоқтатылады. Өнертабыстың техникалық нәтижесі SB қатынасын басқару жүйесінің өміршеңдігі мен тиімділігін арттыру болып табылады. 3 науқас.

Өнертабыс күн панельдерін (SB) пайдаланатын ғарыш аппараттарының (СК) электрмен жабдықтау жүйелеріне қатысты. Әдіс нормальдың өлшенген бұрыштық орнынан СБ жұмыс бетінен СБ-ның Күнге бағдарлануының алдын ала анықталған бұрышын анықтауды және нормальдың берілген жағдайына қатысты есептелген бұрышты есептеуді қамтиды. SB берілген және есептелген бұрыштар арасындағы сәйкессіздікті азайту бағытында бұрылады. Жеделдеу (αRAS) және баяулауы (αTORM) SB анықталады. Есептелген бұрыш бұрыштық сенсордың мәндері SB айналуының дискретті секторының (DS) мәніне өзгеретін сәттерде түзетіледі. Жұмыс (αSR) және босату (αOTP) шектері орнатылады, егер берілген және ағымдағы бұрыштар арасындағы сәйкессіздік арта бастаса, бірақ αSR-ден аспаса, SB айналуын тоқтатады. СБ айналуының бұрыштық жылдамдығы шама ретімен белгіленеді және ғарыш аппаратының Жер айналасындағы максималды бұрыштық жылдамдығынан жоғары, ал DS мәні αSR-ден аз. Жұмыс бұрышын (αRAB) SB шартынан орнатыңыз: αСР< αРАБ < (αГОР - 2·(αРАЗГ + αТОРМ)). Присваивают заданному углу значение углового положения ближайшего к нему луча угла αРАБ, если направление на Солнце в проекции на плоскость вращения указанной нормали находится вне αРАБ. Если угловое положение данной нормали находится вне αРАБ, изменяясь в направлении увеличения угла относительно ближайшего к нему луча угла αРАБ, то формируют сигнал отказа и прекращают управление СБ. Техническим результатом изобретения является исключение заклинивания и поломки панели СБ или бортового оборудования КА, при обеспечении максимально возможного тока в условиях ограничений на углы поворота СБ (напр., от 90° до 180°). 3 ил.

Өнертабыс электротехникаға, атап айтқанда, жарық сәулеленуін электр энергиясына түрлендіру арқылы электр энергиясын өндіруге арналған құрылғыларға қатысты және күн батареялары (SB) бар шағын ғарыш аппараттарын жобалау мен өндіруде қолданылуы мүмкін. Өнертабыстың техникалық нәтижесі: СБ-ның термиялық соққыларға, механикалық және термомеханикалық жүктемелердің әсеріне төзімділігін арттыру, конструкцияның дайындалу мүмкіндігін арттыру, ғарыш аппаратының СБ белсенді қызмет ету мерзімін арттыру, температураны кеңейту арқылы функционалдылықты арттыру. жұмыс диапазоны және СБ конструкциясын оңтайландыру, коммутациялық жүйені жеңілдету, бұл шунттаушы диодтар мен күн элементтерінің қосылу беріктігін арттыру, шунттауды дайындау технологиясын оңтайландыру арқылы СБ ғарыш аппараттарын жасау процесінің қайталану мүмкіндігін арттыру диодтар мен SB SB, сондай-ақ күн батареясын қосатын коммутациялық шиналар мен көпқабатты шунттаушы диодтар. Шағын өлшемді ғарыш аппараттарына арналған күн батареясының құрамында: оларға желімделген күн батареялары (СК) бар модульдері бар панельдер, маневрлік диод; шунттаушы диодтың алдыңғы және артқы жақтарын СК-мен байланыстыратын коммутациялық шиналар, бұл ретте шунттаушы диод СК бұрышындағы ойықша орнатылған, ал коммутациялық шиналар екі жағында молибден фольгасынан тұратын көп қабатты жасалған. ванадий немесе титан қабаты, сәйкесінше никель және күміс қабаты. 2 н. және 5 z.p. f-ly, 4 ауру, 3 таб.

Өнертабыс ғарыш аппаратының жұмыс аймақтарына таралатын күн радиациясының қысым күштерін пайдалана отырып, ғарыш аппараттарының (ҒҚ) қозғалысын басқаруға қатысты. Соңғылары жазық параллель оптикалық мөлдір тамшы ағындары түрінде қалыптасады. Оның бойындағы әрбір ағыстағы (Sx) және оның фронтальды-көлденең бағыттағы (Sy) радиусы R тамшылардың арасындағы қашықтық еселік. Жіптер саны. Ағындарды бір-біріне қатысты олардың қозғалыс бағыты бойынша қашықтықта жылжыту арқылы тамшылау парағының ағындары санмен қалыптасады. Бұл ағындардың әрқайсысы алдыңғысына қатысты фронталь-көлденең бағытта қашықтыққа ығысады. Бұл фронталь-көлденең бағытта мөлдірлікті және ағынға перпендикуляр жазықтық бағытында мөлдірлікті тудырады. Жарық қысымының бірлік үлестірілген күші радиусты және уақыт бірлігінде оны қолдану нүктесіне келетін тамшылар санын өзгерту арқылы реттеледі. Жалпы әсердің шамасы тамшы ағындарының санын өзгерту арқылы реттеледі. Өнертабыстың техникалық нәтижесі ғарыш аппаратының салыстырмалы қозғалысына олардың қоздырғыш әсерін азайту арқылы бөлінген сыртқы жарық қысым күштерін пайдалану тиімділігін арттыруға бағытталған. 3 ауру, 1 таб.

Өнертабыс жылу сәулелендіретін радиатор мен күн батареясы (SB) орнатылған ғарыш аппаратының (СК) қозғалысын басқаруға қатысты. Әдіс планетаның орбитасында ҒБ Күн бағытымен ҒБ жұмыс бетіне нормальдың туралануына сәйкес позицияға бұрыла отырып, ғарыш аппаратының ұшуын орындауды қамтиды. СБ айналу жазықтығы ғарыш аппаратының орбитасының жазықтығына параллель және СБ Күн жағынан орбита жазықтығына қатысты орналасқан ғарыш аппаратының орбиталық бағдарын құрастырыңыз. Кеме орбитасының биіктігі және Күнге бағытталған бағыт пен ғарыш кемесі орбитасының жазықтығы арасындағы бұрыш анықталады. Бұл бұрыштың мәні (β*) анықталады, бұл кезде катушканың көлеңкелі бөлігінің ұзақтығы орамдағы радиатордың жылуды кетіруіне қажетті уақытқа тең. Бұл бұрыштың ағымдағы мәні β*-ден үлкен болатын орбиталық бұрылыстар анықталады. Осы бұрылыстарда SB SB радиаторын көлеңкелеу шарттарына жеткенше көлденең және бойлық айналу осьтерін айналады. Бұл ретте СБ жұмыс бетінің Күнге бағдарлануының минималды ауытқуы қамтамасыз етіледі. Ғарыш аппаратының орбиталық ұшуы биіктігі белгілі бір есептік мәннен аспайтын шеңберге жақын орбитада жүзеге асырылады. Өнертабыстың техникалық нәтижесі орбитада ғарыш аппаратының кез келген күйінде СБ-ны көлеңкелеу кезінде оның табиғи салқындауына жағдай жасау арқылы радиатордың тиімділігін арттыру болып табылады. 3 науқас.

Өнертабыс ғарыштық технологияға қатысты және оны күн панелін айналдыру жүйесін жобалауда қолдануға болады

Радиоастрономияның, күн энергетикасының, ғарыштық байланыстың даму перспективалары, жер бетін және басқа планеталарды зерттеу ғарышқа үлкен құрылымдарды шығару мүмкіндігімен тікелей байланысты. Қазіргі уақытта Ресейде және шетелде үлкен өлшемдері бар ғарышта әртүрлі сыныптағы құрылымдарды құруға бағытталған зерттеулер жүргізілуде: ғарыштық телескоптар мен антенналар, энергетикалық және ғылыми платформалар, үлкен өлшемді күн батареялары (КБ) және т.б.

Ірі габаритті ғарыштық құрылымдарды құру саласындағы маңызды және қарқынды дамып келе жатқан бағыттардың бірі - ашылмалы SB панельдерін, сондай-ақ ғарыш аппараттарында (СК) әртүрлі мақсаттарға орнатылған антенналарды әзірлеу.

Ғарыш аппаратының көлемі мен күрделілігі ұлғайған сайын, ғарыш аппаратын зымыран тасығыштардың жармасының астына орналастыру талабы күрделі дизайн шектеуіне айналады. Бұл тасымалдау кезінде және орбитада жұмыс жағдайында әртүрлі конфигурациялы ғарыш аппараттарын құруға әкелді. Ғарыш аппаратының құрылымына әртүрлі антенналардың трансформацияланатын құрылымдары, құрылғылары мен сенсорлары орнатылған жиналмалы шыбықтар, ғарышта ашылатын және орбитада жұмыс істеуге қажетті пішінді алатын SB панельдері және басқалары кіреді. Сонымен, қазіргі ғарыш аппараттары белгілі бір жолмен өзара байланысқан денелердің жиынтығы болып табылады. Әдетте, ғарыш аппаратында трансформацияланатын құрылымдар бекітілетін негізгі массивтік блок болады (В1-сурет).

1 - күн батареясы; 2 - Күнге бағдарлау сенсоры; 3 - көп бағытты S-диапазонды антенна; 4 - C-диапазонды антенна (диаметрі 1,46 м); 5 - көп арналы антенна (фазалық антенна массивінің радиаторы); 6 - басқарылатын антенна (K-S-диапазонды бір жолғы, K-диапазоны ғарыш-ғарыш байланысы желісі үшін) (диаметрі 4,88 м); 7 - орбиталық жылдамдық векторының бағыты; 8 - Жерге бағыт; 9 - 30 элементті фазалық антенна массиві S-диапазоны (көп арналы байланыс желісі); 10 - басқарылатын K-диапазонды антенна (ғарыш-Жер байланыс желісі) (диаметрі 1,98 м); 11 - K-диапазонды антенна (диаметрі 1,13 м)

Сондықтан қазіргі заманғы ғарыш аппараты зымыран тасығыштың қаптамасының астына отыруы үшін барлық трансформацияланатын құрылымдар ықшам көлік жағдайында белгілі бір түрде жиналуы керек. Ғарыш аппараты белгілі бір орбитаға шығарылғаннан кейін барлық түрленетін құрылымдар берілген бағдарлама бойынша орналастырылады. Жалпы жағдайда трансформацияланатын құрылымдарды жұмыс жағдайына келтіру кезеңдерінің саны айтарлықтай көп болуы мүмкін (B2-сурет).

1 - орналастыру алдында элементтердің бастапқы конфигурациясы; 2 - күн батареяларын түйреу және орналастыру; 3 - күн батареяларының штангаларын бекіту; 4 - байланыс желісі кеңістігінің антеннасын орналастыру - Жер; 5 - С-диапазонды антеннаны орналастыру; 6 - бөлімшеаралық буксир IDS; 7 - бір реттік антенна шыбықтарын орналастыру және антеннаны айналдыру; 8 - барлық элементтерді орналастырғаннан кейін соңғы конфигурация

Трансформацияланатын құрылымдардың элементтерінің қозғалу процесінде олар белгілі бір қалыпта бекітіледі, ал қозғалыс электр жетектерінің көмегімен де, әртүрлі серіппелердің деформациялық энергиясы есебінен де жүзеге асырылады.

Осылайша, габариттері ғарыш аппаратының өлшемдерінен асатын арнайы функционалдық мақсаттағы топсалы жүйелерді құру мәселесі бүктелген тасымалдау жағдайындағы ең аз салмақ пен көлем, қайшылықты талаптарға сәйкес келетін жиналмалы құрылымдарды әзірлеуге дейін қысқарады. жұмыс жағдайына дейін тасымалдау жағдайы және орбитада жұмыс істеуі, ашық күйдегі жұмыс бетінің максималды ауданы, жүктеме кезінде тұрақты өнімділік. Мұндай құрылымдардың өнімділігі негізінен ашу кезінде оларда пайда болатын күштердің қаншалықты үлкен екендігімен анықталады, сондықтан олардың сенімді ашылуын қамтамасыз ету механиканың күрделі мәселелерін шешумен байланысты.

Мұндай құрылымдарды жобалау саласында қол жеткізілген елеулі прогреске қарамастан, олардың кейінгі жұмысының кепілді қамтамасыз етілуімен ірі габаритті құрылымдардың кедергісіз және сенімді ашылуын қамтамасыз ету міндеті маңызды болып қала береді.

Ғарыштық техниканы дамытудың заманауи тенденциялары қуатты-салмақ қатынасы жоғары және қызмет ету мерзімі ұзартылған – 15 жыл және одан да көп ғарыш аппаратын құру қажеттілігін талап етеді. Ғарыш аппаратының қуат-салмақ қатынасының ұлғаюы SB қанатының пайдалы алаңының ұлғаюына әкеледі (B3-сурет).

Бұл ретте олар ғарыш аппаратын орбитаға шығарудың қолданыстағы құралдарының пайдалы жүктеме аймағына орналастырылуы керек. Бұл жағдайда бір ғана жол анық - ғарыш аппаратын орбитаға шығару сатысында ұтымды пакетке оралған панельдер санын көбейте отырып, SB қанатының құрылысы. Жерүсті тәжірибелері кезінде SB орналастыру процесінің нақты шарттарын барабар қайта шығару және сол арқылы орналастыру жүйесінің сенімділігі мен жұмыс қабілеттілігін толық растау мүмкін емес. SB ашу жүйесінің істен шығуы немесе дұрыс жұмыс істемеуі әрқашан дерлік төтенше жағдайларға әкеледі. Математикалық модельдеу әдістерін қолдану сапаны айтарлықтай анықтайды, ашылмалы көп буынды СБ әзірлеудің уақыты мен құнын азайтады. Бұл сенімділікті талдауды, істен шығуды және апатты болжауды қоса алғанда, ҚС әзірлеудің, өндірудің, тәжірибелік сынақтан өткізудің және пайдаланудың бүкіл кезеңіне егжей-тегжейлі ақпараттық қамтамасыз ету мүмкіндігін қамтамасыз етеді.

Саяжай үйлерін, саяжайлардағы коттедждерді, жылыжайларды және әртүрлі шаруашылық ғимараттарын салуда автономды электрмен жабдықтау жүйелері көбірек қолданыла бастады. Күн батареялары жалпы электр желілерінен тәуелсіздікті қамтамасыз етеді. Ал жеке сектордағы қалаларда үйлердің төбесінде үй электр станцияларының күн батареяларын жиі көруге болады.

Бұл панельдер моно- және поликристалды кремний құрылымдары болуы мүмкін, аморфты немесе микроморфтық технология бойынша жасалған аккумуляторлар негізінде салынуы мүмкін, тіпті «Көбелектің көзі» технологиясы бойынша жасалған күн батареяларын қолдануға болады. Бұл ретте әрбір ғимарат күн батареялары күн сәулесі барынша түсетін жерге орнатылатындай етіп салынған.

Қазіргі заманғы гелий жүйелерінің тиімділігі орта есеппен 18% - 20% аспайды. Ең жақсы үлгілер үшін тиімділік 25% жетуі мүмкін. 2014 жылы австралиялық UNSW фотоэлектрді жетілдіру орталығының ғалымдары күн батареясының тиімділігін 40% құрайтынын хабарлады.

Түсіну керек, тиімділік мәнін өлшеу гелий панелі күн сәулесімен тік бұрышпен жарықтандырылған кезде жасалады. Егер күн батареясы тұрақты түрде бекітілсе, күндізгі уақытта, күн аспан бойынша қозғалған кезде, батареяның күнмен тікелей жарықтандыру кезеңі салыстырмалы түрде қысқа болады. Осылайша, тіпті ең озық күн панельдерінің тиімділігі төмендейді.

Гелий жүйелерінің тиімділігінің төмендеуін барынша азайту үшін айналмалы модульдерге күн батареяларын орнату керек, бұл батареяларды күндізгі уақытта күнге қарай бағыттауға мүмкіндік береді. Бір немесе бірнеше күн батареялары бар тірек құрылымы бекітілген мұндай айналмалы құрылғы трекер деп аталады.

Ол күнді бақылап отыруға арналған және оның орналасуына байланысты күн панелін оған қарай бағыттайды. Бұл құрылғы нұсқаға байланысты күнді бақылайтын бір немесе екі сенсорды, сондай-ақ айналмалы механизмді қамтиды. Трекер жердегі жақсы жарықтандырылған жерге, қозғалмайтын жақтауға немесе трекерді күн массиві әрқашан күн сәулесімен жарықтандыратындай биіктікке көтеретін діңгекке орнатылуы керек.

Діңгегінде төрт күн панелі бар трекер

Тіпті күнді бақылау жүйесі бар ең қарапайым айналмалы құрылғы гелий батареяларынан максималды тиімділікті алуға мүмкіндік береді. Зерттеулер көрсеткендей, күн панельдерін күнге дұрыс бағыттау болмаған жағдайда электр қуатының 35% -ға дейін жоғалады. Сондықтан фотоэлементтердің бекітілген монтажы жағдайында жоспарланған қуатқа жету үшін панельдердің көп санын орнату қажет.

Күн батареяларының айналуын басқару жүйелерін құру принципі

Өнеркәсіп күн батареяларының айналуын басқару жүйесінің бірнеше түрін шығарады. Бұл бірден бірнеше гелий панелінің орнын басқара алатын өте қымбат (100 000 рубльге дейін) құрылғылар.

Күндізгі уақытта күн тек көлденең емес, сонымен қатар тігінен қозғалатындықтан, бұл басқару жүйелері позицияның өзгеруін де бақылайды және алынған ақпаратқа сәйкес панельді көлденең немесе тік осьтер айналасында айналдыруға командалар береді. Жалпы жағдайда мұндай басқару жүйесі күн сенсорынан, осы сенсордан келетін сигналдың түрлендіргішінен (Р), сигналдың күшейткішінен (U), микроконтроллерден (МК), қозғалтқышты басқару құрылғысынан (ECD) тұрады. қозғалтқыштың өзі және, ең соңында, гелий панелі орналасқан жақтауға тікелей.

Трекерді басқару схемасы

Сипаттамасы, екі осьте айналуды басқару үшін бірдей схема қолданылады. Тек күн позициясының сенсорлары мен қозғалтқыштары әртүрлі. Күн позициясының ең қарапайым сенсоры мөлдір емес бөлікпен бөлінген екі фотодиодтан тұрады.

Бұл сенсор қандай қозғалысты қадағалайтынына байланысты, бөлім көлденең немесе тігінен орнатылады, бірақ ол қатаң түрде күнге бағытталуы керек. Екі фотодиод бірдей жарықтандырылған кезде олардан келетін сигналдар бірдей болады. Күннің қозғалуы сонша, фотодиодтардың бірі бөлімнің көлеңкесінде болған кезде, сигналдар теңгерімсіз болады және басқару жүйесі күн массивін айналдыру үшін тиісті пәрменді жасайды.

Күн позициясының сенсорының тізбегі

Бұрылмалы табақтарға арналған қозғалтқыштар ретінде, әдетте, қадамдық қозғалтқыштар немесе қарсылық қозғалтқыштары қолданылады. Мұндай басқару жүйелерінде бақылау сенсорлары бір платформаға орнатылады және онымен бірге айналады, осылайша гелий панелінің күнге дәл бағдарлануын қамтамасыз етеді. Сенсордың сенімді жұмыс істеуі үшін ластанудан, қардың жабысуынан, оптиканы кездейсоқ заттармен көлеңкелеуден қорғауды қамтамасыз ету қажет.

Бақылау сенсорлары тасымалдағыштың айналмалы табағынан алынып, осындай әсерлерден қорғалған жерде орналасқан басқару жүйелері бар. Бұл жағдайда сенсорлардан сигнал синхронды таратқышқа беріледі. Бақылау сенсорын күнге бағдарлай отырып, selsyn-таратқыш басқару әрекетін selsyn-қабылдағышқа береді, ол тасымалдаушы платформаны айналдырады, оны дәл күнге бағыттайды.

Сағат механизміне негізделген күн панелінің айналуын басқару жүйесі

Өнеркәсіптік қондырғылар - қос осьті айналмалы модульдері бар толық жабдықталған гелий электр станциялары - айтарлықтай қымбат. Мысалы, өнеркәсіптік трекер UST-AADAT шамамен бір жарым миллион рубльді құрайды. Күн электр станцияларының барлық иелерінің табиғи тілегі - өнімділікті арттыру, бірақ сонымен бірге шығындарды азайту. Нәтижесінде импровизацияланған материалдар қолданылған өз шешімдерінде түпнұсқалық үйде жасалған құрылғылар пайда болды. Және бұл құрылғылар панельдердің күнге бағдарлануын сәтті басқарады.

Мұндай құрылғының нұсқаларының бірі сағат механизмі негізінде салынған гелий панельдерінің бағдарын басқару жүйесі болып табылады. Күнді бақылау үшін жарық қабылдайтын құрылғыларды пайдаланудың қажеті жоқ. Мұны істеу үшін қарапайым қабырғалық механикалық сағатты алу жеткілікті. Тіпті ескі жаяу жүргіншілер де жасайды. Бір сағатта күн аспан арқылы шығыстан батысқа қарай 15 ° бұрыштық ығысуға сәйкес келетін жолмен өтетіні белгілі. Мұндай бұрыштық орын ауыстыру гелий панелі үшін аса маңызды емес болғандықтан, айналмалы механизмді сағатына бір рет қосу жеткілікті.

Сағат бойынша күннің қозғалысын қадағалау

Гелий панелін тік осьтің айналасында айналдыруға арналған құрылғы келесідей болуы мүмкін. Циферблатта орталықтан минуттық тілдің ұзындығына дейінгі қашықтықта, 12 сағатқа сәйкес жерде бекітілген контакт орнатылады. Қозғалатын контакт минуттық жебенің ұшында.

Осылайша, әрбір 60 минут сайын контактілер жабылып, қозғалтқыш қосылып, күн панелін айналдырады. Қозғалтқышты өшіруді әртүрлі тәсілдермен ұйымдастыруға болады, мысалы, шектеу қосқышы немесе уақыт релесі. Егер сіз циферблатқа сағат 6-ға сәйкес келетін басқа бекітілген контактіні орнатсаңыз, панельдің орны әр жарты сағат сайын түзетіледі.

Бұл жағдайда қозғалтқышты ажырату құрылғылары тасымалдаушы платформаны 7,5 ° бұрышпен айналдыру үшін орнатылуы керек.

Сонымен қатар, егер қажет болса, мұнда, осы механизмде, басқа байланыс тобының көмегімен, бірақ қазірдің өзінде сағат тілі негізінде күн панелін бастапқы орнына автоматты түрде қайтару схемасын жинауға болады. Сол сағат тілі негізінде панельді көлденең оське айналдыруға арналған басқару жүйесін жинауға болады. Сағат тілі 12-ге дейін қозғалса, тіреуіш жақтау күннен кейін көтеріледі. 12 сағаттан кейін көлденең ось қозғалтқышы кері айналады және күн панелі қарама-қарсы бағытта айнала бастайды.

Күн панелінің айналуын басқару жүйесіндегі су сағатының принципі

Бұл жүйені Канададан келген он тоғыз жасар студент Эден Фул ойлап тапқан. Ол бір осьті трекерді басқаруға арналған. Жұмыс принципі келесідей. Айналу көлденең осьтің айналасында болады. Күн панелі күн сәулелері панель жазықтығына перпендикуляр болатындай бастапқы күйде орнатылады.

Панельдің бір жағында суы бар ыдыс, ал қарама-қарсы жағында су толтырылған ыдыспен тепе-теңдікте тұрған салмақ ілінеді. Контейнердің төменгі бөлігінде осы ыдыстан су тамшылататын шағын тесік жасалады. Бұл тесіктің өлшемі эксперименталды түрде таңдалады. Су ағып жатқанда, ыдыс жеңілірек болады, ал қарсы салмақ панельмен жақтауды баяу айналдырады.

«Су сағатындағы» трекер

Трекерді жұмысқа дайындау бос контейнерге су құйып, күн панелін бастапқы күйіне қоюдан тұрады.

Бұл екі мысал айналмалы модульдерді құрудың ықтимал нұсқаларын тауысудан алыс. Кішкене қиял арқылы сіз үйдегі гелий электр станциясының тиімділігін арттыруға кепілдік беретін қарапайым, бірақ өте тиімді құрылғыны ала аласыз.