Radioastronomijas, saules enerģijas, kosmosa sakaru, Zemes un citu planētu virsmas izpētes attīstības perspektīvas ir tieši saistītas ar iespēju kosmosā palaist liela izmēra struktūras. Pašlaik Krievijā un ārzemēs tiek veikti pētījumi, kuru mērķis ir izveidot kosmosā dažādu klašu struktūras ar lieliem izmēriem: kosmosa teleskopus un antenas, enerģētikas un zinātnes platformas, liela izmēra saules paneļus (SB) utt.
Viena no nozīmīgām un strauji attīstošām jomām liela izmēra kosmosa konstrukciju izveides jomā ir nolaižamo saules paneļu, kā arī uz kosmosa kuģiem (SC) uzstādīto antenu izstrāde dažādiem mērķiem.
Palielinoties kosmosa kuģu izmēram un sarežģītībai, prasība novietot kosmosa kuģi zem nesējraķešu apvalka kļūst par nopietnu konstrukcijas ierobežojumu. Tas noveda pie kosmosa kuģu izveides ar dažādu konfigurāciju transportēšanas laikā un darbības stāvoklī orbītā. Kosmosa kuģī ietilpst dažādu antenu transformējamas konstrukcijas, salokāmi stieņi ar uz tiem uzstādītiem instrumentiem un sensoriem, drošības paneļi un citi, kas atveras kosmosā un iegūst funkcionēšanai orbītā nepieciešamo formu. Tādējādi mūsdienu kosmosa kuģi ir ķermeņu kopums, kas noteiktā veidā savienoti viens ar otru. Parasti kosmosa kuģim ir galvenais masīvs bloks, kuram ir piestiprinātas transformējamas konstrukcijas (B1. att.).
1 - saules baterija; 2 - saules orientācijas sensors; 3 - daudzvirzienu S-joslas antena; 4 - C-joslas antena (diametrs 1,46 m); 5 - daudzkanālu antena (fāzu bloka antenas emitētājs); 6 - vadāma antena (K-S-joslas vienreizēja piekļuve, K-josla sakaru savienojumam starp kosmosu) (diametrs 4,88 m); 7 - orbītas ātruma vektora virziens; 8 - virziens uz Zemi; 9 - 30 elementu S-joslas fāzēta bloka antena (daudzkanālu sakaru līnija); 10 - vadāma K-joslas antena (kosmosa-Zemes sakaru līnija) (diametrs 1,98 m); 11 — K-joslas antena (diametrs 1,13 m)
Tāpēc, lai moderns kosmosa kuģis ietilptu zem nesējraķetes korpusa, visas transformējamās konstrukcijas noteiktā veidā ir jāievieto kompaktā transportēšanas pozīcijā. Pēc tam, kad kosmosa kuģis ir palaists noteiktā orbītā, visas transformējamās struktūras tiek izvietotas saskaņā ar doto programmu. Vispārīgā gadījumā transformējamo konstrukciju nogādāšanas darba stāvoklī posmu skaits var būt diezgan liels (B2. att.).
1 - elementu sākotnējā konfigurācija pirms izvietošanas; 2 - saules paneļu atvienošana un izvietošana; 3 - saules bateriju stieņu fiksācija; 4 - kosmosa-Zeme sakaru līnijas antenas izvietošana; 5 - C-joslas antenas izvietošana; 6 - interorbitālā velkoņa IDS nodalījums; 7 - vienas piekļuves antenu stieņu izvietošana un antenu pagriešana; 8 - galīgā konfigurācija pēc visu elementu izvietošanas
Pārveidojamo konstrukciju elementu kustības laikā tie tiek fiksēti noteiktā stāvoklī, savukārt kustība tiek veikta gan ar elektrisko piedziņu palīdzību, gan dažāda veida atsperu deformācijas enerģijas dēļ.
Tādējādi problēma izveidot uzstādītas sistēmas īpašiem funkcionāliem mērķiem, kuru izmēri pārsniedz kosmosa kuģa izmērus, ir saistīta ar salokāmu konstrukciju izstrādi, kas atbilst tādām pretrunīgām prasībām kā minimālais svars un tilpums salocītā transportēšanas stāvoklī, augsta izvietošanas uzticamība no transportēšanas stāvoklis darba stāvoklī un darbība orbītā, maksimālais darba virsmas laukums atvērtā stāvoklī, stabilas darbības īpašības slodzes apstākļos. Šādu konstrukciju veiktspēju galvenokārt nosaka tas, cik spēcīgi atvēršanas laikā tajās rodas spēki, tāpēc to drošas atvēršanas nodrošināšana ir saistīta ar sarežģītu mehānisku problēmu risināšanu.
Neskatoties uz ievērojamiem sasniegumiem šādu konstrukciju projektēšanā, joprojām svarīgs uzdevums ir nodrošināt lielu konstrukciju vienmērīgu un drošu atvēršanu, vienlaikus nodrošinot to turpmāko darbību.
Pašreizējās tendences kosmosa tehnoloģiju attīstībā nosaka nepieciešamību izveidot kosmosa kuģus ar lielu jaudu un pagarinātu kalpošanas laiku - 15 un vairāk gadus. Kosmosa kuģa barošanas avota palielināšana nozīmē SB spārna lietderīgās platības palielināšanos (att. B3).
Tajā pašā laikā tie jānovieto orbītā esošo kosmosa kuģu nesējraķešu derīgās kravas zonā. Šādos apstākļos ir acīmredzama tikai viena izeja - uzbūvēt SB spārnu, palielinot paneļu skaitu, kas kosmosa kuģa nosūtīšanas orbītā posmā tiek salocītas racionālā iepakojumā. Uz zemes veiktos eksperimentos nav iespējams pietiekami reproducēt SB izvietošanas procesa faktiskos apstākļus un tādējādi pilnībā apstiprināt izvietošanas sistēmas uzticamību un veiktspēju. Drošības sistēmas informācijas atklāšanas sistēmas atteice vai nenormāla darbība gandrīz vienmēr izraisa ārkārtas situācijas. Matemātiskās modelēšanas metožu izmantošana būtiski nosaka kvalitāti, samazina saliekamo daudzsaišu SB izstrādes laiku un izmaksas. Tas nodrošina iespēju sniegt detalizētu informācijas atbalstu visā SB izstrādes, ražošanas, eksperimentālās testēšanas un darbības periodā, ieskaitot uzticamības analīzi, kļūmju un avārijas situāciju prognozēšanu.
Saules bateriju rotācijas sistēma satur korpusu, dobu vārpstu ar atloku saules baterijas pievienošanai, piedziņu tās rotācijai, jaudas un telemetriskos strāvas kolektorus. Izejas vārpsta funkcionāli ir sadalīta jaudas atlokā un vārpstā ar jaudas strāvas kolektoru. Telemetriskais strāvas kolektors ir uzstādīts uz tā vārpstas un savienots ar izejas vārpstu. Izejas vārpstas atloku uzstāda saules baterijas rotācijas sistēmas korpusā uz atbalsta gultņa ar priekšslodzi vai tā saspiešanu caur atbalsta gultni uz saules baterijas rotācijas sistēmas korpusu ar atsperēm. Palielinās uzticamība un samazinās ierīces svars un izmēri. 1 alga f-ly, 1 slim.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa tehnoloģiju, un to var izmantot saules bloku rotācijas sistēmas (SPSB) projektēšanā.
Šis izgudrojums ir paredzēts saules baterijas (SB) rotēšanai un elektroenerģijas pārvadīšanai no saules baterijām uz kosmosa kuģi.
Plaši pazīstamā rotējošo saules bateriju (SPBS) sistēma, ASV patents Nr. 4076191, sastāv no korpusa, vārpstas ar diviem atlokiem divu saules bateriju spārnu savienošanai, piedziņas un strāvas kolektoriem. Strāvas kolektori atrodas uz vārpstas, pārvadot elektrisko enerģiju un telemetrisko, pārraidot komandas un telemetrisko informāciju, savukārt piedziņa griež abus SB spārnus. Šis izgudrojums tiek uzskatīts par prototipu.
Šīs ierīces trūkums ir viena nelieka diska klātbūtne un līdz ar to samazināta ierīces izturība. Otrs trūkums ir vārpstas masīvā konstrukcija, jo tiek izpildīta prasība pēc vārpstas lieces stingrības. Turklāt lielais vārpstas diametrs palielina strāvas kolektoru berzi un nodilumu.
Izgudrojuma tehniskais mērķis ir palielināt sistēmas uzticamību, samazināt konstrukcijas svaru un palielināt funkcionalitāti.
Uzdevums tiek sasniegts ar to, ka SPBS ar korpusu, piedziņu un vārpstu ierīces izejas vārpsta ir doba ar jaudas atloku galā. Šajā gadījumā strāvas kolektors atrodas uz izejas vārpstas ārpusē, un telemetriskā ierīce ir uzstādīta uz savas vārpstas. Telemetriskā strāvas savākšanas ierīce ir savienota ar SPBS izejas vārpstu. Izejas vārpstas atloku uzmontē uz atbalsta gultņa ar plakaniem gredzeniem vai piespiež pret korpusu ar atsperēm. Izejas vārpstas sekcija ar uzstādīto jaudas strāvas kolektoru ir izslēgta no stingrās konstrukcijas, un tās izmēri ir optimāli, lai nodrošinātu strāvas kolektora minimālo svaru un nepieciešamo kalpošanas laiku.
Izgudrojuma būtību ilustrē zīmējums, kur 1. zīm. parāda pretenzijā minētās ierīces vispārīgu skatu ar sekciju.
Saules baterijas rotācijas sistēma sastāv no korpusa 1, piedziņas 2, izejas vārpstas 3, kas uzstādīta uz atbalsta gultņa 4, strāvas strāvas kolektora 6, kas atrodas uz izejas vārpstas 3, un telemetriskā strāvas kolektora 7, kas uzstādīts uz tā vārpstas. Telemetrisko strāvas savākšanas ierīci 7 var uzstādīt izejas vārpstas 3 iekšējā dobumā vai ārēji un savienot ar to. Paaugstināta konstrukciju stingrība tiek panākta, pastāvīgi piespiežot vārpstu 3 uz korpusu 1, pateicoties atbalsta gultņa priekšslodzei vai saspiešanai ar diska atsperēm 8. Izejas vārpstas 3 rotācijas ass stāvokļa precizitātes palielināšana tiek panākta ar atbalsta gultnis ar plakaniem atbalsta gredzeniem 9. Zobu ritenis 10 ir uzstādīts uz piedziņas vārpstas 5. Zobrats 11 ir uzstādīts uz izejas vārpstas 3.
Kad SPSB darbojas, 2. piedziņa pārsūta rotāciju uz izejas vārpstu 3. Rotāciju no piedziņas uz izejas vārpstu 3 pārraida pārnesumkārba ar zobratiem 10, 11.
Strāvas kolektori 6 un 7 pārraida elektrisko enerģiju, komandas un signālus no rotējošā saules bateriju bloka uz kosmosa kuģi gan rotācijas laikā, gan apturētā stāvoklī. Izejas vārpstas 3 pastāvīgu spiedienu uz korpusu 1 caur atbalsta gultni 4 nodrošina disku atsperes 8 gan griešanās laikā, gan izejas vārpstas apstājas laikā.
Paaugstināta kosmosa kuģa izdzīvošanas spēja tiek nodrošināta, izmantojot vienu SPSB katram SB spārnam. Pat ja viena spārna elektroapgādes sistēma sabojājas, ierīce saņems elektroenerģiju no otra spārna un nodrošinās galveno patērētāju darbību.
Konstrukcijas svara samazināšanu nodrošina fakts, ka izejas vārpsta 3 ir funkcionāli sadalīta jaudas atlokā līdz atbalsta gultnim 4 un jaudas strāvas kolektora vārpstā. Jaudas atloku var novietot gan SPSB korpusa iekšpusē, gan ārpusē, kā parādīts 1. attēlā. Vārpstai ir mazāki izmēri, mazāks svars un palielināta lieces stingrība, jo konstrukcijas strāvas ķēde tiek slēgta tieši no izejas vārpstas atloka. uz korpusu caur atbalsta gultni.
Atbalsta gultņa vilces spēku (vai atbalsta četrpunktu gultņa priekšslodzi) izvēlas no šāda savienojuma neatvēršanās nosacījuma ekspluatācijas slodzēs:
P>2·K·M/D, kur
P - atbalsta gultņa vilces spēks, Nm;
M - samazināts lieces moments normālas darbības laikā, N;
Strāvas ņemšanas ierīču svara samazināšana un to kalpošanas laika pagarināšana tiek panākta, pateicoties tam, ka šahtas sekcija ar uzstādīto jaudas ņemšanas ierīci ir izslēgta no stingrās konstrukcijas un tai ir strāvas savākšanai optimāli izmēri. ierīci. Kapsulas tipa telemetriskā strāvas kolektora ierīce ir uzstādīta uz tās vārpstas, piemēram, izejas vārpstas iekšpusē vai ir pievienota ārēji un tai ir minimālā masa. Palielināts strāvas kolektoru kalpošanas laiks tiek panākts ar iespēju tos realizēt ar minimālu bīdāmo gredzenu diametru un attiecīgi samazinātu berzi.
Mazāki strāvas kolektoru berzes zudumi ļauj samazināt piedziņas jaudu, kā rezultātā tiek samazināts SPSB piedziņas daļas svars.
Šobrīd uzņēmums ir izlaidis deklarētā projekta SPSB projekta dokumentāciju un veicis sistēmas eksperimentālo testēšanu uz zemes. Testi ir parādījuši būtisku sistēmas svara samazināšanos, kalpošanas laika palielināšanos, sistēmas stingrības raksturlielumu un uzticamības palielināšanos.
1. Saules bateriju rotācijas sistēma ar korpusu, dobu vārpstu ar atloku saules baterijas pievienošanai, tās rotācijas piedziņu, jaudas un telemetriskiem strāvas kolektoriem, kas raksturīga ar to, ka izejas vārpsta ir funkcionāli sadalīta spēka atlokā un vārpstu ar jaudas strāvas kolektoru un telemetriku strāvas savākšanas ierīce ir uzstādīta uz tās vārpstas un savienota ar izejas vārpstu, savukārt izejas vārpstas atloka ir uzstādīta saules baterijas rotācijas sistēmas korpusā uz atbalsta gultņa ar priekšslodzi vai tā caur atbalsta gultni ar atsperēm noslogojiet līdz saules baterijas rotācijas sistēmas korpusam.
2. Ierīce saskaņā ar 1. punktu, kas raksturīga ar to, ka atbalsta gultņa priekšslodzes vai priekšslodzes spēks ir izvēlēts no sekojošiem savienojuma neatvēršanas nosacījumiem pie darba slodzēm:
P>2·K·M/D,
kur P ir atbalsta gultņa priekšslodzes vai priekšslodzes spēks, Nm;
K - drošības koeficients ārējām slodzēm;
M - samazināts lieces moments normālas darbības laikā, N;
D - atbalsta gultņa darba diametrs (ar lodītēm), m.
Līdzīgi patenti:
Izgudrojums attiecas uz kosmosa kuģu (SV) aprīkojumu un jo īpaši uz kosmosa kuģa kustīgiem konstrukcijas elementiem, kuriem ir elektrisks savienojums ar kosmosa kuģa vadības sistēmu, piemēram, saules baterijām (SB), antenām, pārvietojamiem vākiem utt.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa kuģa (SV) orientācijas kontroli ar saules paneļiem (SB), kas fiksēti attiecībā pret kosmosa kuģa korpusu. .
Izgudrojums attiecas uz kosmosa tehnoloģiju jomu, un to var izmantot, lai noteiktu un kontrolētu planētas, ap kuru riņķo kosmosa kuģis (SV) starojuma siltuma pārneses integrālos parametrus.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa tehnoloģiju, un to var izmantot kosmosa kuģu attālu konstrukciju, galvenokārt antenu un saules paneļu, projektēšanā. Saules bateriju statnis satur divu saišu mehānismu, uz kura kopējām divām ass saitēm ir uzstādīta vērpes atspere ar kārbas ierīcēm. Viena saite ir uzstādīta uz saules bloka rāmja, bet otra - uz kosmosa kuģa korpusa. Atsperes stienis atrodas perpendikulāri asij uz vienas no saitēm, lai to nostiprinātu galīgajā pozīcijā. Atsperes stieņa galā ir uzstādīta šūpuļsvira ar griešanās iespēju, kuras abos galos ir stingri nostiprināti rites gultņi, kas mijiedarbojas ar kopētāju koniskajām rievām, kas ir stingri piestiprinātas uz saites, kas atrodas pretī atsperei. piekrauts stienis. Divsviru mehānisma posmos ir caurumi ierīcei saišu sākotnējā stāvokļa fiksēšanai, kas nostiprinātas ar vītņotu savienojumu. EFEKTS: palielināta uzticamība statņa darbībā un vienkāršots saules baterijas uzstādīšanas process uz kosmosa kuģa korpusa. 13 slim.
Izgudrojums attiecas uz elektroapgādes sistēmām kosmosa kuģiem (SC), izmantojot saules paneļus (SB). Metode sastāv no SB dotā leņķa noteikšanas, tā pašreizējā leņķa mērīšanas un aprēķinātā leņķa aprēķināšanas no SB leņķiskā ātruma un tā griešanās laika. Tiek noteikti paātrinājuma (αASG) un bremzēšanas (αBRAKE) leņķi SB. SB tiek pagriezts, līdz tiek sasniegts atbrīvošanas slieksnis (αOTP ≈ αTORM), kad tiek pārtraukta neatbilstība starp norādītajiem un aprēķinātajiem SB leņķiem. Pirms kontroles uzsākšanas tiek atcerēts norādītais leņķis un aprēķinātā leņķa sākotnējā vērtība tiek pieņemta kā pašreizējā leņķa ticamā vērtība. Šo leņķu nesakritības slieksnis (αPR) tiek noteikts, pamatojoties uz leņķiem αRAZG un αTORM, kā arī minimālo pieļaujamo un maksimālo iespējamo SB strāvu. Leņķa sensora aplis ir sadalīts vienādos diskrētos sektoros (DS), kuru izmērs ir σ, ar nosacījumu: α ACCELERATION + αBRACK< 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.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa kuģa (SC) barošanas sistēmām, kurās izmanto saules paneļus (SB). Metode ietver satelīta norādītā un pašreizējā orientācijas leņķa un satelīta leņķiskā ātruma (ωSV) noteikšanu. Tiek aprēķināts arī aprēķinātais leņķis, un pirms SB vadīšanas tam tiek piešķirta izmērītā leņķa vērtība, kas tiek saglabāta atmiņā. Pagrieziet SB virzienā, lai samazinātu neatbilstību starp doto un aprēķināto leņķi. Tiek noteikti barošanas avota paātrinājuma (tARG, αARG) un palēninājuma (tBREAK, αBREAK) laiki un leņķi, kā arī maksimālais pieļaujamais barošanas avota novirzes leņķis (αMAX), pamatojoties uz minimālo pieļaujamo un maksimālo. iespējamās barošanas avota strāvas. Šajos leņķos tiek iestatīts reakcijas slieksnis (αCP), kuru pārsniedzot, veidojas norādītā neatbilstība. Pēdējais netiek ņemts vērā zem atbrīvošanas sliekšņa (αOTP), kuru sasniedzot, SB rotācija tiek apturēta. Aprēķinātais SB leņķis tiek noregulēts viena diskrēta sektora (DS) robežās no SB rotācijas apļa. DS lielums ir atkarīgs no leņķiem αRAZG, αTORM un αCP. Atkarībā no αCP un ωSB tiek iestatīta laika sliekšņa vērtība informācijas par SB leņķisko stāvokli izmaiņu nepārtrauktības uzraudzībai. Šis uzraudzības laiks tiek skaitīts, ja pašreizējais izmērītais leņķis atšķiras no saglabātā leņķa par vairāk nekā vienu DS un tiek apturēts pretējā gadījumā. Iestatiet sliekšņa laiku SB griešanās virziena kontrolei atkarībā no tRAZG, tBREAK, αMAX, ωSB un līdzstrāvas vērtības. Šis laiks tiek skaitīts pie nulles nepārtrauktības kontroles laika, ja SB izmērīto un saglabāto leņķu neatbilstības zīme neatbilst norādītajam SB griešanās virzienam. Pretējā gadījumā atpakaļskaitīšana tiek apturēta un griešanās virziena kontroles laiks tiek atiestatīts uz nulli. Šajā gadījumā brīdī, kad tiek mainīts pašreizējais izmērītais leņķis par vienu DS, aprēķinātais leņķis tiek iestatīts uz robežas starp DS vērtību un saglabātajam leņķim tiek piešķirta jauna izmērītā leņķa vērtība. Ja nepārtrauktības kontroles laiks vai griešanās virziena kontroles laiks pārsniedz tā sliekšņa vērtību, tiek ģenerēts atteices signāls un SB vadība tiek apturēta. Izgudrojuma tehniskais rezultāts ir palielināt SB stāvokļa kontroles sistēmas izturību un efektivitāti. 3 slim.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa kuģa (SC) barošanas sistēmām, kurās izmanto saules paneļus (SB). Metode ietver saules paneļa dotā orientācijas leņķa noteikšanu pret Sauli no izmērītā normāļa leņķiskā stāvokļa līdz saules paneļa darba virsmai un aprēķinātā leņķa aprēķinu attiecībā pret normālā norādīto stāvokli. Pagrieziet SB virzienā, lai samazinātu neatbilstību starp doto un aprēķināto leņķi. Tiek noteikti paātrinājuma (αASG) un bremzēšanas (αBRAKE) leņķi SB. Aprēķinātais leņķis tiek regulēts brīžos, kad leņķa sensora vērtības mainās par SB rotācijas diskrētā sektora (DS) vērtību. Tiek iestatīti iedarbināšanas (αSR) un atlaišanas sliekšņi (αOTP), apturot SB griešanos, ja sāk pieaugt neatbilstība starp doto un strāvas leņķi, bet ne vairāk par αSR. SB griešanās leņķiskais ātrums ir iestatīts uz lielumu, kas ir lielāks par maksimālo kosmosa kuģa apgriezienu ap Zemi leņķisko ātrumu, un DS vērtība ir mazāka par αSR. Iestatiet darba leņķi (αRAB) SB no nosacījuma: αSR< 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.
Izgudrojums attiecas uz elektrotehniku, jo īpaši uz ierīcēm elektroenerģijas ģenerēšanai, pārvēršot gaismas starojumu elektroenerģijā, un to var izmantot maza izmēra kosmosa kuģu ar saules baterijām (SB) izveidē un ražošanā. Izgudrojuma tehniskais rezultāts ir: palielina barošanas avota izturību pret termiskiem triecieniem, mehānisko un termomehānisko slodžu iedarbību, palielina konstrukcijas izgatavojamību, palielina kosmosa kuģu barošanas avotu aktīvās kalpošanas laiku, palielina funkcionalitāti, paplašinot temperatūru. darbības diapazons un barošanas avota konstrukcijas optimizācija, komutācijas sistēmas vienkāršošana, kas tiek panākta, palielinot šunta diožu un saules bateriju savienojuma stiprumu, palielinot kosmosa kuģu saules paneļu ražošanas procesa reproducējamību, optimizējot ražošanas tehnoloģiju šunta diodes un saules baterijas, kā arī komutācijas kopnes, kas savieno saules baterijas un šunta diodes, kas ir izgatavotas daudzslāņu. Saules baterija mazajiem kosmosa kuģiem satur: paneļus ar moduļiem ar pielīmētiem saules elementiem (SC), šunta diode; komutācijas kopnes, kas savieno šunta diodes priekšējo un aizmugurējo pusi ar saules bateriju, savukārt šunta diode ir uzstādīta izgriezumā saules baterijas stūrī, savukārt komutācijas kopnes ir izgatavotas daudzslāņu, kas sastāv no molibdēna folijas, abās pusēs no kuriem attiecīgi vanādija vai titāna slānis, niķeļa slānis un sudraba slānis. 2 n. un 5 algas f-ly, 4 ill., 3 tabulas.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa kuģu (SC) kustības kontroli, izmantojot saules starojuma spiediena spēkus, kas sadalīti pa SC darba zonām. Pēdējie veidojas plakanu paralēlu optiski caurspīdīgu pilienu plūsmu veidā. Attālums starp pilieniem ar rādiusu R katrā plūsmā pa to (Sx) un tās frontāli šķērsvirzienā (Sy) ir daudzkārtējs. Vītņu skaits ir. Nobīdot plūsmas viena pret otru to kustības virzienā attālumā, veidojas pilienu loksnes plūsmas. Katra no šīm plūsmām ir nobīdīta attiecībā pret iepriekšējo frontālā šķērsvirzienā par attālumu. Tas rada necaurredzamību frontālā šķērsvirzienā un caurspīdīgumu plūsmai perpendikulāras plaknes virzienā. Vienībā sadalīto gaismas spiediena spēku regulē, mainot rādiusu un pilienu skaitu, kas nonāk tā pielietošanas punktā laika vienībā. Kopējā trieciena lielums tiek regulēts, mainot pilienu strūklu skaitu. Izgudrojuma tehniskais rezultāts ir vērsts uz sadalīto ārējo gaismas spiediena spēku izmantošanas efektivitātes paaugstināšanu, samazinot to traucējošo ietekmi uz kosmosa kuģa relatīvo kustību. 3 ill., 1 tab.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa kuģa (SV) kustības vadību, uz kura atrodas siltumu izstarojošs radiators un saules baterija (SB). Metode ietver kosmosa kuģa lidojuma veikšanu orbītā ap planētu, Saules sistēmai pagriežoties pozīcijā, kas atbilst normālas izlīdzināšanai ar satelīta darba virsmu ar virzienu uz Sauli. Tiek konstruēta kosmosa kuģa orbitālā orientācija, kurā SB rotācijas plakne ir paralēla kosmosa kuģa orbitālajai plaknei un SB atrodas attiecībā pret orbitālo plakni no Saules puses. Tiek noteikts kosmosa kuģa orbītas augstums un leņķis starp virzienu uz Sauli un kosmosa kuģa orbītas plakni. Nosakiet šī leņķa vērtību (β*), pie kura pagrieziena ēnas daļas ilgums ir vienāds ar nepieciešamo siltuma izdalīšanas laiku no radiatora pagriezienā. Tiek noteiktas orbitālās orbītas, kurās noteiktā leņķa pašreizējā vērtība ir lielāka par β*. Šajos pagriezienos SB tiek pagriezts ap šķērsvirziena un garenvirziena griešanās asi, līdz tiek sasniegti nosacījumi SB radiatora ēnošanai. Tajā pašā laikā tie nodrošina minimālu Saules sistēmas darba virsmas orientācijas novirzi uz Sauli. Kosmosa kuģa orbitālais lidojums tiek veikts gandrīz apļveida orbītā ar augstumu, kas nepārsniedz noteiktu aprēķināto vērtību. Izgudrojuma tehniskais rezultāts ir palielināt radiatora efektivitāti, radot apstākļus tā dabiskajai dzesēšanai, kad Saules sistēma ir noēnota jebkurā kosmosa kuģa pozīcijā uz orbītas. 3 slim.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa tehnoloģiju un var tikt izmantots saules bateriju rotācijas sistēmas projektēšanā
Viens acīmredzams veids, kā uzlabot saules elektrostaciju efektivitāti, ir izmantot tajās saules enerģijas izsekošanas sistēmas. Izsekošanas sistēmu izstrāde ar vienkāršu apkopi būtiski uzlabos lauksaimniecības objektu tehniskos un ekonomiskos rādītājus un radīs komfortablus darba un dzīves apstākļus cilvēkiem, vienlaikus nodrošinot vides ekoloģisko drošību. Sekošanas sistēmas var būt ar vienu vai divām saules paneļu rotācijas asīm.
Saules elektrostacija ar izsekošanas sistēmu, ieskaitot kompaktu fotoelektrisku saules stāvokļa sensoru, kas sastāv no taisnas trīsstūrveida prizmas formas rāmja, kura divās sānu virsmās atrodas fotoelementi saules izsekošanai, bet trešajā pusē ir ir komandu fotoelements moduļu pagriešanai no rietumiem uz austrumiem. Dienas gaišajā laikā izsekošanas fotoelementi sensora malās izdod komandas signālus vadības blokam saules moduļa azimutālās rotācijas piedziņai, kas, izmantojot vārpstu, griežas saules virzienā. Instalācijas trūkums ir nepietiekama saules izsekošanas precizitāte.
Saules elektrostacijā ir saules baterija ar biaksiālu orientācijas sistēmu pret sauli, uz kuras kā saules izsekošanas sensori ir uzstādīti fotoelektriskie moduļi, kas satur lineāros fotodetektorus, kas atrodas cilindrisko Fresnel lēcu perēkļos. Fotodetektoru signāli, izmantojot mikroprocesoru, kontrolē saules baterijas azimutālās un zenitālās orientācijas sistēmas piedziņas.
Šīs instalācijas trūkums ir nepietiekama saules izsekošanas precizitāte, kā arī fakts, ka izsekošanas sensori aizņem daļu no saules baterijas aktīvās zonas.
Izstrādes galvenais mērķis ir uzlabot saules izsekošanas sensora precizitāti biaksiālo saules paneļu orientācijas sistēmām jebkurā saules pozīcijā debesīs visa gada garumā.
Iepriekš minētais tehniskais rezultāts tiek panākts ar to, ka piedāvātajā saules izsekošanas sensorā ir biaksiāla saules baterijas orientācijas sistēma, kas satur uz fiksētas platformas uzstādītu staru uztveršanas šūnu bloku, kas ir izgatavoti apgrieztu konusu veidā. ar necaurspīdīgām sienām un uzstādīts uz fotoelektrisko elementu konusu šaurajiem galiem. Šajā gadījumā staru uztverošās šūnas ir cieši uzstādītas uz platformas, veidojot 160° cieto leņķi un ierāmētas ar caurspīdīgu sfēru, kas uzstādīta uz platformas, kas ir uzstādīta ar slīpumu pret horizontāli leņķī, kas vienāds ar sensora atrašanās vietas ģeogrāfiskais platums.
Izsekošanas sensors ir uzstādīts uz stacionāras platformas, no kurām parastais 6 (1. att.) ir vērsts uz dienvidiem. Vietnes slīpuma leņķis pret horizontālo pamatni atbilst apgabala ģeogrāfiskajam platumam, kas atrodas blakus saules baterijai, kas novietota uz mehāniskas saules orientācijas sistēmas, kas satur zenitālās un azimutālās rotācijas piedziņas, izmantojot pakāpju zobratu motorus. Saules bateriju piedziņas vada mikroprocesors, kas saņem elektriskos impulsus no sensoru elementu fotoelektriskajiem elementiem. Mikroprocesors satur informāciju par saules baterijas atrašanās vietas ģeogrāfisko platumu, elektroniskais pulkstenis, kas aprīkots ar kalendāru, kura signāli iedarbina reduktorus saules baterijas zenitālajai un azimutālajai rotācijai atbilstoši kustības vienādojumam. no saules debesīs. Šajā gadījumā sasniegto saules baterijas griešanās leņķu vērtības, pamatojoties uz signāliem no sensoru elementu fotoelektriskajiem elementiem, tiek salīdzinātas ar vērtībām, kas iegūtas no saules kustības vienādojuma pie strāvas. laiks.
Sensora konstrukcijas būtība ir parādīta attēlā. 1, 2, 3 un 4. Attēlā. 1 un 3 parāda sensora vispārējo diagrammu. Attēlā 2. attēlā parādīts caurspīdīgas sfēras un staru uztveršanas šūnu skats no augšas. Attēlā 4. attēlā parādīta šādas šūnas diagramma.
Saules izsekošanas sensors biaksiālai saules paneļa orientācijas sistēmai satur platformu 1, kas piestiprināta pie horizontālas pamatnes 5 leņķī, kas vienāds ar apgabala platuma grādiem. Uz platformas 1 ir piestiprināta caurspīdīga puslode 2 ar rādiusu r. Visā sfēras 2 iekšējā telpā ir cieši nostiprinātas staru uztverošās šūnas 3, kurām ir apgriezta konusa forma ar necaurspīdīgām sienām 7, kas vērstas pret iekšējo sienu. caurspīdīgās sfēras 2 ar diametru φ un diametru d 2 uz vietu 1. Konusa 3 augstums ir vienāds ar attālumu h no sfēras 2 iekšējās sienas līdz platformas 1 virsmai. Konusa 3 apakšējā daļā 5d 1 attālumā no konusa 3 augšējās malas atrodas fotoelektrisks elements 4, no kura plūst elektriskais signāls. tiek pārraidīts uz mikroprocesoru sistēmu, lai kontrolētu saules bateriju asu rotāciju (nav parādīts 1. attēlā) . Attālums 5d 1 ir izvēlēts tā, lai saules stars 8 tiktu precīzi uztverts uz fotoelektriskā elementa 4, ko ierobežo konusa 3 necaurspīdīgās sienas 7.
Saules izsekošanas sensors darbojas šādi. Saules stari 8 iekļūst cauri caurspīdīgajai sfērai 2, konusa 3 iekšējai telpai un nokrīt uz fotoelektrisko elementu 4, izraisot elektrisko strāvu, ko analizē mikroprocesors un pārraida uz saules baterijas pakāpju motora-pārvadu piedziņām. orientācijas sistēma (nav parādīta attēlā). Saulei virzoties pa debesīm, tās stari 8 pakāpeniski ieslēdz fotoelektriskos elementus 3 un veicina precīzu un vienmērīgu saules baterijas rotācijas regulēšanu pa azimutālo un zenitālo asi.
Sensoru elementu izkārtojuma laboratorijas testi, izmantojot saules starojuma simulatoru, uzrādīja pieņemamus gaismas plūsmas nogriešanas rezultātus pieņemtajām vērtībām d 1 , d 2 un 5 d x.
Divasu saules bateriju orientācijas sistēmas saules izsekošanas sensors satur staru uztveršanas šūnas, kas izgatavotas apgrieztu konusu veidā, kas ir cieši uzstādītas vietā, veidojot 160° leņķi un ierāmētas ar caurspīdīgu sfēru, kas ļauj precīzāk orientēt saules paneļus un tādējādi saņemot no tiem vislielāko elektroenerģijas daudzumu.
Patenta RU 2322373 īpašnieki:
Izgudrojumi attiecas uz kosmosa kuģu (SC) elektroapgādi, izmantojot saules paneļus (SB). Piedāvātā metode paredz saules paneļu pagriešanu darba pozīcijā, kas atbilst normālu izlīdzināšanai ar to apgaismoto virsmu ar plakni, ko veido saules paneļu rotācijas ass un virziens uz Sauli. Vienlaikus tiek mērīti saules elektromagnētiskā starojuma un lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvumi, nosakot Saules aktivitātes sākuma momentus un šo daļiņu nokļūšanu uz kosmosa kuģa virsmas. Papildus tiek noteikti šo daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi prekursoru parādīšanās momenti. Šajos brīžos kosmosa kuģa borta akumulatori tiek uzlādēti līdz maksimālajam līmenim. Kad daļiņu plūsmas blīvums pārsniedz sliekšņa vērtības, saules paneļu paneļi tiek izvietoti leņķī starp norādīto normālu un virzienu uz Sauli, kas atbilst minimālajam daļiņu plūsmas ietekmes laukumam uz saules paneļu virsmas. Elektrības trūkums uz kosmosa kuģa tiek segts, izlādējot baterijas. Kad tiek sasniegts šo akumulatoru minimālais pieļaujamais uzlādes līmenis, tie tiek atvienoti no slodzes. Kad daļiņu ietekme uz kosmosa kuģi ir beigusies, SB paneļi tiek atgriezti darba stāvoklī. Piedāvātā vadības sistēma ietver nepieciešamos blokus un savienojumus starp tiem, lai veiktu iepriekš aprakstītās darbības. Turklāt tas ietver bloku nepieciešamās strāvas no Saules sistēmas noteikšanai, bloku augstas enerģijas daļiņu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi priekšvēstnešu parādīšanās momentu noteikšanai un bloku pieļaujamā uzlādes līmeņa iestatīšanai. baterijas. Izgudrojumu tehniskais rezultāts ir vājināt augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvo ietekmi uz saules paneļa darba virsmu, maksimāli palielinot saules paneļa “aizsardzības” pagrieziena leņķi no šo plūsmu virziena no Saules. 2 n.p. f-ly, 1 slim.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa tehnoloģiju jomu, proti, uz kosmosa kuģu (SC) barošanas sistēmām (SES), un to var izmantot, lai kontrolētu to saules paneļu (SB) pozīciju.
Ir zināma metode SB paneļu stāvokļa kontrolei, kas pieņemta kā analogs (sk. 190.-194. lpp.). Metodes būtība ir šāda. SB paneļi ir orientēti tā, lai leņķis starp normālu pret to apgaismoto darba virsmu un virzienu uz Sauli ir minimālais lielums, kas nodrošina maksimālo elektroenerģijas plūsmu no SB.
Lai nodrošinātu augstu Saules sistēmas efektivitāti, lielākā daļa kosmosa kuģu ir aprīkoti ar sistēmu to automātiskai orientācijai uz Sauli. Šāda sistēma ietver saules sensorus, loģiskās pārveidošanas ierīces un elektriskās piedziņas, kas kontrolē Saules sistēmas stāvokli.
Šīs metodes un kosmosa kuģa SB pozīcijas kontroles sistēmas trūkums ir tāds, ka to darbība nenodrošina aizsardzību pret vides faktoru (EFF) negatīvo ietekmi uz SB paneļu darba virsmām, piemēram, aizsardzību pret gāzēm, kas izplūst no darbojas reaktīvie dzinēji (RE). ) kosmosa kuģi (sk., 311.–312. lpp.; , 2.–27. lpp.), kā arī saules elektromagnētiskā starojuma (EMR) kosmisko staru augstas enerģijas protonu un elektronu plūsmas augstas saules enerģijas periodos darbība (sk. 323. lpp.; , 31., 33. lpp.).
Tuvākais analogs, kas pieņemts kā prototips, ir satelīta satelīta pozīcijas kontroles metode, kas aprakstīta rakstā. Metodes būtība ir šāda.
SB paneļi ir pagriezti darba pozīcijā, kas nodrošina kosmosa kuģa apgādi ar elektrību, kas atbilst normāļa izlīdzināšanai ar tā apgaismoto darba virsmu ar plakni, ko veido SB paneļu griešanās ass un virziens uz Sauli. Tālāk tiek noteikts PVD negatīvās ietekmes uz SB darba virsmu sākuma brīdis un SB paneļi tiek rotēti līdz brīdim, kad sākas noteikto faktoru ietekme un SB paneļi tiek atgriezti savās vietās. darba pozīcija pēc noteiktā trieciena beigām. Lai to izdarītu, tiek mērīts saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvums un, pamatojoties uz izmērītajām vērtībām, tiek noteikts Saules aktivitātes sākuma brīdis un brīdis, kad daļiņas sasniedz augstu enerģijas līmeni. tiek noteikta kosmosa kuģa virsma. Noteiktā brīdī tiek mērīts augstas enerģijas daļiņu - protonu un elektronu - plūsmas blīvums un izmērītās vērtības tiek salīdzinātas ar sliekšņa vērtībām. Ja izmērītās vērtības pārsniedz protonu un elektronu plūsmas robežvērtības, saules paneļu paneļus pagriež leņķī starp normālu pret to apgaismoto darba virsmu un virzienu uz Sauli α s_min, kas atbilst minimālajam laukumam. augstas enerģijas daļiņu plūsmu ietekme uz saules paneļa virsmu, ko nosaka attiecība:
α s min = arccos (I n / I m),
kur I n - slodzes strāva no kosmosa kuģu patērētājiem;
I m - maksimālā strāva, kas rodas, kad saules paneļu apgaismotā darba virsma ir orientēta perpendikulāri saules stariem,
šajā gadījumā par laika brīdi, kad SB paneļi sāk griezties, tiek ņemts laiks, kad izmērītās vērtības pārsniedz noteikto augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma augšējo sliekšņa vērtību, un laika brīdis. kad augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvums kļūst zemāks par augšējo slieksni, tiek uzskatīts par laika brīdi, kad SB paneļi sāk atgriezties savā darba stāvokļa sliekšņa vērtībā.
SB ISS SES sistēmā ir galvenie elektroenerģijas avoti un nodrošina tā borta patērētāju darbību, tostarp uzlādes akumulatorus (AB), kas ir sekundāri elektroenerģijas avoti uz ISS (sk.). Pagriežot SB, tiek samazināts PVD plūsmas SB darba virsmu bojājumu laukums. Nav iespējams pilnībā izvietot SB paneļus gar bojājošo FWS plūsmu, jo nepieciešams nodrošināt kosmosa kuģi un tā akumulatorus ar saules enerģijas sistēmas saražoto elektroenerģiju, - pamatojoties uz to, saules enerģijas paneļu skartā platība ar lielas enerģijas daļiņu plūsmu tiek samazināta līdz minimumam, pagriežot saules enerģiju. sistēma leņķī α s min, kas nepieciešama un pietiekama, lai nodrošinātu borta patērētājus ar enerģiju.
Pamatojoties uz nepieciešamo pietiekamību, kosmosa kuģa borta sistēmu darbībai slodze no patērētājiem I n nedrīkst pārsniegt strāvu I. Tā kā strāvu I no SB nosaka izteiksme (sk. 109)
kur I m ir maksimālā strāva, kas rodas, kad saules paneļu apgaismotā darba virsma ir orientēta perpendikulāri saules stariem;
α ir strāvas leņķis starp normālu pret Saules sistēmas darba virsmu un virzienu uz Sauli,
tad strāvas leņķis α nedrīkst pārsniegt vērtību α s min, ko aprēķina pēc formulas:
SB pozīcijas kontroles sistēma šīs metodes ieviešanai, kas pieņemta kā prototips, ir aprakstīta un satur SB, uz kura cietā pamatnes atrodas četras fotoelektriskās baterijas (BF 1, BF 2, BF 3, BF 4), SB. rotācijas ierīce (UPSB); pastiprināšanas-pārveidošanas ierīce (ACD); vadības bloks SB orientācijai pret sauli (BUOSBS); bloks SB pagriešanai noteiktā pozīcijā (BRSBZP); divi strāvas regulatori (PT 1, PT 2), AB bloks (BAB); lādētājs akumulatoram (ZRU AB); bloks komandu ģenerēšanai akumulatora uzlādēšanai (BFKZ AB); slodzes strāvas sensors (LCS); elektroapgādes sistēmas vadības bloks (BUZES); barošanas kopne (SE); vienība pašreizējās saules EMR plūsmas blīvuma mērīšanai (BIPEMI); saules aktivitātes noteikšanas vienība (BOSA); bloks daļiņu trieciena momenta noteikšanai uz kosmosa kuģi (BOMVVCH); vienība lielas enerģijas daļiņu plūsmu blīvuma mērīšanai (HIPPCHVE); bloks SB vadības palaišanas brīža noteikšanai, pamatojoties uz slodzes strāvām (BOMVUSBTNZ); SB vadības bloks slodzes strāvām (BUSBTNZ). Šajā gadījumā SB caur savu pirmo izeju, kas apvieno BF 1 un BF 4 izejas, ir savienots ar UPSB pirmo ieeju, un caur otro izeju, kas apvieno BF 2 un BF 3 izejas, ir pievienots. uz otro UPSB ieeju. BUOSBS un BRSBZP izejas ir savienotas attiecīgi ar UPU pirmo un otro ieeju, kuru izeja savukārt ir savienota ar UPSB trešo ieeju. UPSB pirmā un otrā izeja ir pievienota attiecīgi ieejām PT 1 un PT 2, un izejas PT 1 un PT 2 ir pievienotas SE. BAB ir savienots ar ShE, izmantojot tā ieeju caur AB slēgto sadales iekārtu. Šajā gadījumā AB sadales iekārta ir savienota ar savu pirmo ieeju norādītajā kopnē, bet avārijas izeja ir pievienota AB sadales iekārtas otrajai ieejai, kuras ieeja savukārt ir savienota ar ShE. BAB ar savu izeju ir savienots ar BFKZ AB pirmo ieeju, un pirmā BUSES izeja ir pievienota norādītā bloka otrajai ieejai. BFKZ AB izeja ir savienota ar ZRU AB trešo ieeju. BUSES otrā un trešā izeja ir attiecīgi savienota ar BUOSBS un BRSBZP pirmajām ieejām. Trešā UPSB izeja ir savienota ar BUOSBS un BRSBZP otrajām ieejām. BIPEMI izeja ir savienota ar BOSA ieeju, kuras pirmā izeja savukārt ir savienota ar BOMVVCH ieeju. BOMVVCH un BIPPChVE izejas ir savienotas attiecīgi ar BOMVUSBTNZ bloka pirmo un otro ieeju, un BIPPCHVE ieeja ir savienota ar otro BOSA izeju. BOMVUSBTNZ izeja ir savienota ar BUSES ieeju. BUSES ar savu ceturto izeju ir savienots ar pirmo BUSBTNZ ieeju, un otrā DTN izeja ir savienota ar BUSBTNZ otro ieeju. BUSBTNZ izeja ir savienota ar UPU trešo ieeju. Turklāt trešā UPSB izeja ir savienota ar trešo BUSBTNZ ieeju.
Kosmosa kuģa barošanas režīmā sistēma darbojas šādi.
UPSB kalpo elektroenerģijas tranzīta pārvadei no SB uz PT 1 un PT 2. Sprieguma stabilizāciju uz SES barošanas kopnes veic viens no RT. Tajā pašā laikā otrs RT atrodas stāvoklī ar slēgtiem jaudas tranzistoriem. Šajā gadījumā SB ģeneratori darbojas īssavienojuma režīmā. Kad slodzes jauda kļūst lielāka par saules enerģijas ģeneratoru pieslēguma jaudu, cits RT pārslēdzas sprieguma stabilizācijas režīmā, un neizmantoto ģeneratoru enerģija tiek piegādāta saules elektrostacijas barošanas kopnei. Atsevišķos periodos, kad slodzes jauda var pārsniegt akumulatora jaudu, akumulatora sadales iekārta akumulatora bloka izlādes dēļ kompensē elektroenerģijas trūkumu uz kosmosa kuģa. Šiem nolūkiem akumulatora izlādes regulators kalpo kā akumulatora izlādes regulators.
Papildus norādītajam regulatoram akumulatora lādētājā ir arī akumulatora uzlādes regulators. Uzlādes regulators ierobežo akumulatora uzlādes strāvu (I cl ±1)A līmenī, kur I cl ir nominālā uzlādes strāva, akumulatora jaudas pārpalikuma gadījumā un stabilizē spriegumu SES kopnē, regulējot akumulatora uzlādes strāva, ja akumulatora jauda nav pietiekama, lai nodrošinātu akumulatora uzlādes strāvu (I nc ±1)A. Lai veiktu norādītos uzlādes-izlādes ciklus akumulatora sadales iekārtā, tiek izmantota informācija no DTN. Tajā pašā laikā DVT ir savienots ar SES tādā veidā, ka tas mēra slodzes strāvu ne tikai no borta patērētājiem, bet arī ņem vērā akumulatora uzlādes strāvu. BAB apsūdzību veic ZRU AB ar BFKZ AB starpniecību.
Vienlaikus ar darbību kosmosa kuģa barošanas režīmā sistēma atrisina saules paneļu paneļu plakņu novietojuma kontroles problēmu.
Pēc komandas BUSES BUSBS bloks kontrolē Saules sistēmas orientāciju uz Sauli. BUOSBS var ieviest, pamatojoties uz kosmosa kuģa kustības un navigācijas vadības sistēmu (VCS) (sk.). Šajā gadījumā satelīta vadības algoritma ievades informācija ir: vienības virziena vektora pozīcija pret Sauli attiecībā pret koordinātu asīm, kas saistītas ar kosmosa kuģi, ko nosaka kuģa kinemātiskās kontūras algoritmi; SB pozīcija attiecībā pret kosmosa kuģa korpusu, kas iegūta pašreizējo izmērīto leņķa α vērtību veidā no UPSB uzstādītajiem leņķa sensoriem (AS). Šajā gadījumā α vērtību vienmēr mēra no strāvas normāles līdz SB darba virsmai (t.i., kad SB ir orientēts uz Sauli, α ir minimāls). Vadības algoritma izejas informācija ir komandas, lai pagrieztu SB attiecībā pret UPSB izejas vārpstas asi, un komandas, lai apturētu rotāciju. UPSB tālvadības pultis nodrošina atsevišķus signālus par drošības sistēmas pozīciju. Diskrētais izmērs nosaka satelīta orientācijas precizitāti.
Parastā kosmosa kuģa orientācijas režīmā, kad Saules kustības virziens attiecībā pret kosmosa kuģa savienotajām asīm nemainās, SB tiek iestatīts attiecībā pret virzienu uz Sauli ar virzību Saules kustības virzienā par leņķi. kas atbilst vairākiem tālvadības pults diskrētiem. Tad akumulators paliek šajā pozīcijā, līdz Saule, pateicoties kosmosa kuģa kustībai orbītā, “virzās uz priekšu” attiecībā pret SB atbilstošā leņķī. Pēc tam rotācijas cikls tiek atsākts.
BRSBZP kontrolē SB ar BUSES palīdzību atbilstoši programmas iestatījumiem. SB vadības algoritms, kas balstīts uz programmatūras iestatījumiem, ļauj uzstādīt akumulatoru jebkurā norādītajā pozīcijā. Lai to izdarītu, BUOSBS sākotnēji tiek nosūtīts signāls par SB iestatīšanu sākotnējā stāvoklī. Tālāk, izmantojot BUSBZP, tiek veikts nepieciešamais pagrieziens caur leņķi α z. Tajā pašā laikā, lai kontrolētu griešanās leņķi BRSBZP, tiek izmantota arī informācija no UPSB tālvadības pults.
UPU spēlē interfeisa lomu starp BUOSBS, BRSBZP, BUSBTNZ un UPSB.
BIPEMI nepārtraukti mēra saules elektromagnētiskā starojuma (EMR) strāvas plūsmas atbilstoši saules aktivitātes indeksam F10.7 un pārraida tās uz BOSA. BOSA, salīdzinot strāvas vērtības ar noteiktām sliekšņa vērtībām, tiek noteikts saules aktivitātes sākums. Saskaņā ar komandu, kas nāk no BOSA pirmās izejas uz BOMVHF ieeju, norādītajā pēdējā blokā tiek noteikts laika brīdis, kad iespējama augstas enerģijas daļiņu ietekme uz kosmosa kuģi. No otrās BOSA izejas caur BIPPCHVE ieeju tiek izdota komanda, lai sāktu mērīt augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvumu. Informācija par daļiņu iespējamās ietekmes sākuma brīdi uz kosmosa kuģi tiek pārraidīta no BOMVVCH izejas uz BOMVUSBTNZ, izmantojot tās pirmo ievadi. Augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma izmērītā vērtība no BIPPCHVE tiek pārsūtīta uz BOMVUSBTNZ otro ieeju.
BOMVUSBTNZ faktiskais PVD negatīvās ietekmes novērtējums tiek veikts, salīdzinot pašreizējo izmērīto ietekmes raksturlieluma vērtību ar sliekšņa vērtībām, sākot no BOMVUSBTNZ noteiktā laika punkta. Nepieciešams nosacījums komandas saņemšanai BOMVUSBTNZ izejā ir divu signālu klātbūtne - no BOMVVCH un BIPPCHVE izejām. BOMVUSBTNZ izejā tiek ģenerēta komanda "barošanas avota vadības palaišana, pamatojoties uz slodzes strāvām", kas tiek nosūtīta uz BUSĒM.
Kad BOMVUSBTNZ izdod komandu BUSES, no BOMVUSBTNZ saņemtajai komandai ir augstāka prioritāte nekā komandām, lai aktivizētu BUOSBS un BRSBZP. Tāpēc, saņemot norādīto komandu, BUSES atvieno zemākas prioritātes blokus no UPSB vadības un savieno BUSBTNZ.
Pēc tam, kad komanda no BOMVUSBTNZ tiek atiestatīta uz nulli BUSES ieejā, pēdējais atjauno tās darbības loģiku. Atkarībā no kosmosa kuģa lidojuma programmas, kas tiek izpildīta, SB vadībai prioritāte tiek piešķirta vienam no BUOSBS vai BRSBZP blokiem.
BUSBTNZ nosaka leņķi α s_min, izmantojot izteiksmi (2). Lai aprēķinātu norādīto leņķi, tiek izmantotas I n izmērītās vērtības, kas iegūtas no DTN. Turklāt no UPSB tālvadības pults norādītais bloks saņem informāciju par SB griešanās leņķa α pašreizējo vērtību. Pēc leņķa α s_min vērtības noteikšanas BUSBTNZ iebūvētais algoritms salīdzina to ar pašreizējo leņķa α vērtību, aprēķina nesakritības leņķi starp α un α s_min un nepieciešamo vadības impulsu skaitu, lai aktivizētu vadības piedziņu SB. Vadības impulsi tiek pārraidīti uz vadības bloku. Pēc norādīto impulsu pārveidošanas un pastiprināšanas UPU tie nonāk UPS ieejā un iedarbina piedziņu.
Tās ieviešanas metodei un sistēmai, kas pieņemta kā prototips, ir būtisks trūkums - tie nenodrošina pilnīgu saules paneļa virsmas aizsardzību no augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes un tajā pašā laikā neļauj papildu iespēju izmantošana šīs negatīvās ietekmes mazināšanai, veicot īpašas darbības saules paneļu sagatavošanai Kosmosa kuģi darbībai augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi apstākļos.
Izaicinājums, ar ko saskaras piedāvātā metode un sistēma tās ieviešanai, ir samazināt augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvo ietekmi uz SB virsmu. Lai to izdarītu, veicot īpašas sagatavošanas darbības kosmosa kuģī SES un kontrolējot SB, ir paredzēts samazināt SB laukumu, ko negatīvi ietekmē šo daļiņu plūsma.
Tehniskais rezultāts tiek sasniegts ar to, ka kosmosa kuģa saules paneļu stāvokļa regulēšanas metodē, tajā skaitā saules paneļu pagriešana darba stāvoklī, nodrošina kosmosa kuģa apgādi ar elektroenerģiju, kas atbilst normālā līdzsvaram. tā apgaismotā darba virsma ar plakni, ko veido saules paneļu rotācijas ass un virziens uz Sauli, mērot saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvumu, nosakot laika momentu, kad sākas Saules aktivitāte, nosakot momentu laiks, kad lielas enerģijas daļiņas sasniedz kosmosa kuģa virsmu, mērot augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvumu, salīdzinot izmērītās augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma vērtības ar sliekšņa vērtībām, pagriežot saules paneļu baterijas par leņķi starp normāls pret to apgaismoto darba virsmu un virziens uz Sauli, kas atbilst minimālajam lielas enerģijas daļiņu plūsmu ietekmes laukumam uz saules paneļu virsmas, vienlaikus nodrošinot kosmosa kuģi ar elektrību, brīdī, kad izmērītās vērtības no augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma pārsniedz sliekšņa vērtības un paneļu saules paneļu atgriešanos darba stāvoklī brīdī, kad augstas enerģijas daļiņu plūsmu blīvums kļūst zem sliekšņa vērtībām, papildus nosaka laikus augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi prekursoru parādīšanās brīdī, kad parādās augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi prekursori Ierīce uzlādē kosmosa kuģa barošanas avota baterijas sistēma līdz maksimālajam uzlādes līmenim; ja izmērītās augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma vērtības pārsniedz sliekšņa vērtības, salīdzinot ar tām, saules paneļus pagriež līdz leņķim starp normālu pret to apgaismoto darba virsmu un virziens uz Sauli tiek sasniegts α s_min_AB, kas atbilst minimālajam lielas enerģijas daļiņu plūsmu ietekmes laukumam uz saules paneļu virsmas, vienlaikus nodrošinot kosmosa kuģi ar elektroenerģiju no saules un elektroapgādes sistēmas uzlādējamām baterijām, ko nosaka attiecības:
α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),
kur I n ir slodzes strāva no kosmosa kuģa patērētājiem,
I m - maksimālā strāva, kas rodas, kad saules paneļu apgaismotā darba virsma ir orientēta perpendikulāri saules stariem,
I AB - strāvas pieļaujamā akumulatoru izlādes strāva,
un radušos elektrības trūkumu kosmosa kuģī kompensē, izlādējot akumulatorus, vienlaikus uzraugot akumulatoru uzlādes līmeni un, sasniedzot akumulatoru uzlādes līmeņa minimālo pieļaujamo vērtību, pieļaujamās izlādes strāvas pašreizējo vērtību. akumulatori tiek atiestatīti un akumulatori tiek atvienoti no ārējās slodzes.
Turklāt problēmu atrisina fakts, ka kosmosa kuģa saules paneļu stāvokļa kontroles sistēmā, kas ietver saules bateriju ar četrām fotogalvaniskajām baterijām, kas tajā uzstādītas, saules paneļu rotācijas ierīci, pastiprināšanas- pārveidošanas ierīce, vadības bloks saules paneļu orientācijai pret sauli, bloks, kas pagriež saules paneļus noteiktā stāvoklī, divi strāvas regulatori, akumulatoru bloks, akumulatoru lādētājs, komandu ģenerēšanas bloks akumulatoru uzlādēšanai, slodzes strāva sensors, barošanas sistēmas vadības bloks, barošanas kopne, saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvuma mērīšanas bloks, saules aktivitātes noteikšanas bloks, daļiņu ietekmes laika momenta noteikšanas bloks. kosmosa kuģis, bloks lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanai, bloks saules bateriju vadīšanas sākuma laika noteikšanai ar slodzes strāvām, saules bateriju vadības bloks ar slodzes strāvām, savukārt saules baterijas. akumulators caur pirmo izeju, kas apvieno divu fotoelektrisko bateriju izejas, ir savienota ar saules paneļa rotācijas ierīces pirmo ieeju, un caur otro izeju, kas apvieno divu citu fotoelektrisko bateriju izejas, tā ir savienota ar otro saules paneļa rotācijas ierīci, un saules paneļu orientācijas vadības bloku izejas pret Sauli un pagriežot saules paneļus noteiktā pozīcijā ir savienotas attiecīgi ar pastiprināšanas-pārveidošanas ierīces pirmo un otro ieeju, kuras izeja , savukārt, ir pieslēgts saules paneļa rotācijas ierīces trešajai ieejai, saules paneļa rotācijas ierīces pirmā un otrā izeja ir pievienota attiecīgi pirmā un otrā regulatora strāvas ieejām, bet strāvas izejas. regulatori ir pieslēgti kosmosa kuģa barošanas kopnei, akumulatora bloks ar savu ieeju caur akumulatora lādētāju ir savienots ar barošanas kopni, savukārt akumulatora lādētājs ar savu pirmo ieeju ir savienots ar norādīto kopni un akumulatoru lādēšanas ierīces otrajai ieejai ir pievienots slodzes strāvas sensors, kas savukārt ir savienots ar barošanas kopni, akumulatora bloks ar savu izeju ir savienots ar ierīces pirmo ieeju uzlādes komandu ģenerēšanai akumulatoriem, un barošanas sistēmas vadības bloka pirmā izeja ir savienota ar norādītā bloka otro ieeju, akumulatoru uzlādes komandu ģenerēšanas bloka izeja ir savienota ar bateriju lādētāja trešo ieeju, otrais un trešais elektroapgādes sistēmas vadības bloka izejas ir savienotas ar saules paneļu orientācijas pret Sauli un saules paneļu rotācijas uz noteiktu pozīciju vadības bloku pirmajām ieejām, tiek pieslēgta trešā ierīces saules paneļu rotācijas izeja uz vadības bloku otrajām ieejām saules paneļu orientācijai pret Sauli un saules paneļu pagriešanai noteiktā pozīcijā saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvuma mērīšanas bloka izeja ir savienota ar saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvuma mērīšanas bloku. Saules aktivitātes noteikšanas bloks, kura pirmais izvads savukārt ir savienots ar bloka ieeju daļiņu ietekmes uz kosmosa kuģi laika momenta noteikšanai, bloka izejas laika momenta noteikšanai. daļiņu ietekme uz kosmosa kuģi un lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanas bloku ir savienoti ar bloka pirmo un otro ieeju attiecīgi, lai noteiktu saules paneļu vadības sākuma laika momentu pēc slodzes strāvas, un bloka ieeja augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanai ir savienota ar bloka otro izeju Saules aktivitātes noteikšanai, bloka izeja laika momenta noteikšanai, kad sāk vadīt saules paneļus. ar slodzes strāvām ir pieslēgts pie elektroapgādes sistēmas vadības bloka ieejas, kura ceturtā izeja savukārt ir savienota ar pirmo saules paneļu bloka vadības ieeju ar slodzes strāvām, kuras trešā ieeja un izeja ir pieslēgts attiecīgi saules paneļa rotācijas iekārtas trešajai izejai un pastiprināšanas-pārveidošanas iekārtas trešajai ieejai, bloks vajadzīgās strāvas noteikšanai no saules paneļiem, bloks augstas negatīvās ietekmes laika prekursoru noteikšanai. -enerģijas daļiņas uz kosmosa kuģa un ierīces akumulatora uzlādes līmeņa pieļaujamo vērtību iestatīšanai, savukārt ierīces pirmā un otrā ieeja un izeja vajadzīgās strāvas noteikšanai no saules paneļiem ir savienota attiecīgi ar otro izeju slodzes strāvas sensors, akumulatora lādētāja otrā izeja un saules bateriju vadības bloka otrā ieeja pēc slodzes strāvām, iekārtas izejas lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanai un bloka blīvuma mērīšanas iekārta. Saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsma ir savienota arī ar atbilstošo
Piedāvātās metodes būtība ir šāda.
Drošības padomes tiešais aizsargpagrieziens no lielas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes virziena tiek veikts, kad lielas enerģijas daļiņu plūsmu blīvums pārsniedz noteiktas noteiktās robežvērtības. Tajā pašā laikā kā sākotnējie soļi pirms tiešas aizsardzības pasākumu ieviešanas tiek veikta nepārtraukta Zemei tuvās telpas pašreizējā stāvokļa un pašreizējās Saules aktivitātes monitorings un bīstamā starojuma kritēriju izpilde un neizpilde. tiek analizēta situācija, jo īpaši Nacionālās okeānu un atmosfēras administrācijas (NOAA) izstrādātie Saules aktivitātes monitoringa kritēriji ) (cm. ). Šajā gadījumā par aplūkojamās negatīvās ietekmes “priekšsituācijām” uzskatāmas situācijas, kad vēl nav izpildīti beznosacījumu bīstamības kritēriji, bet jau ir sasniegts iepriekšējā bīstamības līmeņa slieksnis.
Kad parādās augstas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi prekursori, tiek veikta kosmosa kuģa AB SES maksimālā uzlāde. Tas ļauj nākotnē, kad augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma izmērītās vērtības pārsniedz sliekšņa vērtības, salīdzinot ar tām, SB paneļu darba virsmas pagriezt prom no plūsmas virziena. šīs daļiņas maksimāli iespējamajā leņķī, ar nosacījumu, ka radušos elektroenerģijas trūkumu kosmosa kuģī kompensē akumulatora izlāde. Šajā gadījumā šo aizsargatloka SB leņķa vērtību α s_min_AB nosaka attiecība:
kur I m ir maksimālā strāva, kas rodas, kad saules paneļu apgaismotā darba virsma ir orientēta perpendikulāri saules stariem,
I SB - nepieciešamā strāva no SB.
Šajā gadījumā nepieciešamā strāva no SB I SB tiek definēta kā minimālā nepieciešamā strāva, kas SB jāģenerē, lai nodrošinātu kosmosa kuģa patērētājus, ņemot vērā kosmosa kuģa BAB SES enerģijas izmantošanas iespējas ( i., kompensējot elektroenerģijas deficītu uz kosmosa kuģa klāja AB SES izlādes dēļ), pamatojoties uz koeficientiem:
kur I n ir slodzes strāva no kosmosa kuģu patērētājiem,
I akumulators - SES kosmosa kuģa akumulatora pašreizējā maksimālā pieļaujamā izlādes strāva.
Metodes ieviešanai tiek piedāvāta sistēma, kas parādīta zīmējumā un satur šādus blokus:
1 - SB, uz korpusa cietā pamatnes, kurā atrodas četras fotoelektriskās baterijas;
2, 3, 4, 5 — BF 1, BF 2, BF 3, BF 4;
8 - BUOSBS;
9 - BRSBZP;
10, 11 - RT 1 un RT 2;
13 - ZRU AB;
14 - BFKZ AB;
16 - AUTOBUSI;
18 - BIPEMI;
20 - BOMVHF;
21 - BIPPCHVE;
22 - BOMVUSBTNZ;
23 - BUSBTNZ;
24 - bloks augstas enerģijas daļiņu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi priekšvēstnešu laika momentu noteikšanai (BOMVPNVCH),
25 - bloks vajadzīgās strāvas noteikšanai no saules paneļiem (BOPTSB),
26 - bloks akumulatora uzlādes līmeņa (BZDZUZSB) pieļaujamo vērtību iestatīšanai.
Šajā gadījumā SB (1) ir savienots caur savu pirmo izeju, apvienojot BF 1 (2) un BF 4 (5) izejas, ar UPSB pirmo ieeju (6) un caur otro izeju, apvienojot BF 2 (3) un BF 3 (5) izejas, kas savienotas ar UPSB otro ieeju (6). BUOSBS (8) un BRSBZP (9) izejas ir savienotas attiecīgi ar UPU (7) pirmo un otro ieeju, kuru izeja savukārt ir savienota ar UPSB trešo ieeju (6). . Pirmā un otrā UPSB (6) izeja ir pievienota attiecīgi ieejām PT 1 (10) un PT 2 (11), un izejas PT 1 (10) un PT 2 (11) ir pievienotas SE. (17). BAB (12) ir savienots ar SE (17) ar ieeju caur AB (13) slēgto sadales iekārtu. Šajā gadījumā AB sadales iekārta (13) ir savienota ar savu pirmo ieeju norādītajā kopnē, bet avārijas izeja (15) ir pievienota AB sadales iekārtas (13), kuras ieeja ir pievienota, otrajai ieejai. pagriezieties uz ShE (17). BAB (12) ar savu izeju ir savienots ar BFKZ AB pirmo ieeju (14), un pirmā BUSES (16) izeja ir savienota ar norādītā bloka otro ieeju. BFKZ AB (14) izeja ir savienota ar ZRU AB trešo ieeju (13). KŪNES (16) otrā un trešā izeja ir attiecīgi savienota ar BUSBS (8) un BRSBZP (9) pirmajām ieejām. Trešā UPSB (6) izeja ir savienota ar BUOSBS (8) un BRSBZP (9) otrajām ieejām. BIPEMI izeja (18) ir savienota ar BOSA ieeju (19). Pirmā BOSA izeja (19) ir savienota ar BOMVVCH (20) ieeju. BOMVVCH (20) un BIPPChVE (21) izejas ir savienotas attiecīgi ar BOMVUSBTNZ bloka (22) pirmo un otro ieeju. BIPPCHVE (21) ieeja ir savienota ar BOSA otro izeju (19). BOMVUSBTNZ (22) izeja ir savienota ar pirmo BUSES (16) ieeju. BUSES (16) ar savu ceturto izeju ir savienots ar pirmo BUSBTNZ (23) ieeju. Trešā UPSB izeja (6) ir savienota ar trešo BUSBTNZ (23) ieeju. BUSBTNZ (23) izeja ir savienota ar UPU trešo ieeju (7). BOPTSB (25) pirmā ieeja ir savienota ar DVT otro izeju (15). Otrā BOPTSB (25) ieeja ir savienota ar AB otro izeju (13). BOPTSB (25) izeja ir savienota ar BUSBTNZ (23) otro ieeju. BIPPCHVE (21) izeja ir savienota ar pirmo BOMVPNVCH (24) ieeju. BIPEMI (18) izeja ir savienota ar BOMVPNVCH (24) otro ieeju. BOMVPNVCH (24) izeja ir savienota ar BUSES (16) otro ieeju. BZDZUZSB (26) pirmā un otrā izeja ir attiecīgi savienotas ar BFKZ AB trešo ieeju (14) un ZRU AB (13) ceturto ieeju.
Zīmējumā ar punktētu līniju parādīts arī UPSB (6) mehāniskais savienojums ar SB korpusu (1) caur akumulatora piedziņas izejas vārpstu.
Kosmosa kuģa barošanas režīmā sistēma darbojas šādi. UPSB (6) kalpo elektroenerģijas tranzīta pārvadei no SB (1) uz PT 1 (10) un RT 2 (11). Sprieguma stabilizāciju uz SES barošanas kopnes veic viens no RT. Tajā pašā laikā otrs RT atrodas stāvoklī ar slēgtiem jaudas tranzistoriem. Ģeneratori SB (1) (BF 1 - BF 4) šajā gadījumā darbojas īssavienojuma režīmā. Kad slodzes jauda kļūst lielāka par saules enerģijas ģeneratoru pieslēguma jaudu (1), cits RT pārslēdzas sprieguma stabilizācijas režīmā, un neizmantoto ģeneratoru enerģija tiek piegādāta saules elektrostacijas barošanas kopnei. Atsevišķos periodos, kad slodzes jauda var pārsniegt SB (1) jaudu, akumulatora vadības slēdzis (13) akumulatora bloka (12) izlādes dēļ kompensē elektroenerģijas trūkumu uz kosmosa kuģa. Šiem nolūkiem akumulatora izlādes regulators (13) kalpo kā akumulatora izlādes regulators, kas jo īpaši uzrauga akumulatora uzlādes līmeni un, sasniedzot minimālo pieļaujamo akumulatora uzlādes līmeņa vērtību, kuras vērtība tiek piegādāta. uz akumulatora sadales iekārtu (13) no BZDZUZSB (26), izslēdz BAB (12) no ārējās slodzes. Šajā gadījumā akumulatora vadības slēdzis (13), pamatojoties uz pašreizējo akumulatora uzlādes līmeni, nosaka un piegādā savai otrajai izejai pieļaujamās akumulatora izlādes strāvas pašreizējo vērtību (akumulatora (12) atvienošanas režīmā no ārējā slodze, šī vērtība ir nulle).
Papildus norādītajam regulatoram akumulatora lādētājā (13) ir arī akumulatora uzlādes regulators. Lai veiktu uzlādes-izlādes ciklus AB (13), tiek izmantota informācija no DTN (15). BAB (12) uzlādi veic ZRU AB (13) ar BFKZ AB (14) starpniecību. Metāla-ūdeņraža akumulatoru gadījumā tas ir aprakstīts. Būtība ir tāda, ka ūdeņraža blīvumu akumulatora korpusā nosaka, izmantojot spiediena sensorus, kas uzstādīti akumulatoru iekšpusē, un temperatūru uz akumulatora korpusa. Savukārt ūdeņraža blīvums nosaka akumulatora uzlādes līmeni. Kad ūdeņraža blīvums akumulatorā nokrītas zem noteiktā līmeņa, tiek izdota komanda to uzlādēt, un, sasniedzot maksimālo blīvuma līmeni, tiek izdota komanda pārtraukt uzlādi. Norādītie akumulatora uzlādes līmeņi tiek regulēti ar komandām no BFKZ AB (14), savukārt akumulatora maksimālā pieļaujamā uzlādes līmeņa vērtības tiek piegādātas BFKZ AB (14) ar BZDZUZSB (26). Akumulatoru uzturēšana maksimāli uzlādētā stāvoklī negatīvi ietekmē to stāvokli, un akumulatori tiek uzturēti pašreizējā pašizlādes režīmā, kurā akumulatoru uzlāde tiek veikta tikai periodiski (piemēram, kontrolējot Jamalas SES). 100 kosmosa kuģi - reizi dažās dienās, kad uzlādes līmenis samazinās BAB par 30% no maksimālā līmeņa).
Vienlaicīgi ar darbību kosmosa kuģa barošanas režīmā sistēma atrisina saules paneļu paneļu plakņu stāvokļa kontroles problēmu (1).
Pēc komandas no BUSES (16) BUSBS bloks (8) kontrolē SB (1) orientāciju uz Sauli. BUOSBS (8) var tikt realizēts uz kosmosa kuģa VESSEL bāzes (sk.). Šajā gadījumā satelīta vadības algoritma ievades informācija ir: vienības virziena vektora pozīcija pret Sauli attiecībā pret koordinātu asīm, kas saistītas ar kosmosa kuģi, ko nosaka kuģa kinemātiskās kontūras algoritmi; SB pozīcija attiecībā pret kosmosa kuģa korpusu, kas iegūta pašreizējo izmērīto leņķa α vērtību veidā ar UPSB tālvadības pulti (6). Vadības algoritma izejas informācija ir komandas, lai pagrieztu SB attiecībā pret UPSB (6) izejas vārpstas asi, komandas, lai apturētu rotāciju. UPSB tālvadības pults (6) rada atsevišķus signālus par SB (1) pozīciju.
BIPEMI (18) mēra saules EMR strāvas plūsmas un pārraida tās uz BOSA (19). BOSA (19), salīdzinot strāvas vērtības ar dotajām sliekšņa vērtībām, tiek noteikts saules aktivitātes sākums. Saskaņā ar komandu, kas nāk no BOSA pirmās izejas (19) uz BOMVVCH (20) ieeju, norādītajā pēdējā blokā ir laika moments, kad iespējama lielas enerģijas daļiņu ietekme uz kosmosa kuģi. noteikts. No otrās BOSA izejas (19) caur BIPPCHVE (21) ieeju tiek izdota komanda, lai sāktu mērīt augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvumu.
No BIPPChVE izejas (21) izmērītā lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma vērtība tiek pārsūtīta uz BOMVPNVP pirmo ieeju (24) un uz BOMVUSBTNZ (22) otro ieeju. Pašreizējo saules EMR plūsmu izmērītās vērtības tiek piegādātas uz otro BOMVPNVCH (24) ieeju no BIPEMI (18) izejas.
BOMVPNVCh (24) novērtē lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma izmaiņu dinamiku un identificē situācijas, kuras var uzskatīt par daļiņu negatīvās ietekmes uz kosmosa kuģi priekšvēstnesi. Šādas situācijas ir, kad izmērītais augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvums pārsniedz noteiktās kritiskās vērtības un ir tendence tam vēl vairāk palielināties. Identificējot un identificējot šādas situācijas, tiek izmantoti arī saules EMR plūsmas dati, kas iegūti no BIPEMI (18). Reģistrējot šādas prekursoru situācijas BOMVPNVCh (24), šī bloka izejā tiek ģenerēts signāls un nosūtīts uz otro BUSES (16) ieeju.
Pēc komandas BUSES (16) otrajā ieejā šī iekārta nosūta komandu BFKZ AB (14), saskaņā ar kuru šī iekārta caur slēgto sadales iekārtu AB (13) uzlādē BAB (12) maksimāli. uzlādes līmenis. Tajā pašā laikā metāla-ūdeņraža akumulatoru gadījumā (sk.), izmantojot akumulatoru iekšpusē uzstādītos spiediena sensorus un temperatūru uz akumulatoru korpusiem, nosaka ūdeņraža blīvumu akumulatora korpusā, no kura nosaka akumulatora uzlādes līmeni. ir noteikts. Kad tiek sasniegts maksimālais blīvuma līmenis, tiek izdota komanda pārtraukt uzlādi.
BOPTSB (25) ieejas no DTN (15) otrajām izejām un slēgtās sadales iekārtas akumulatora (13) saņem pašreizējās slodzes strāvas vērtības no kosmosa kuģa patērētājiem I n un pieļaujamo izlādes strāvu. akumulators I AB. Izmantojot šīs BOPTSB (25) vērtības, izmantojot attiecības (4), (5), tiek noteikta I SB vērtība - pašreizējā minimālā pieļaujamā vajadzīgās strāvas vērtība no SB (ņemot vērā iespēju patērētājiem izmantot enerģiju no SB). BAB (12)) un izvada to uz otro ieeju BUSBTNZ (23).
Informācija par daļiņu iespējamās ietekmes sākuma laiku uz kosmosa kuģi tiek pārraidīta no BOMVVCH (20) izejas uz BOMVUSBTNZ (22), izmantojot tās pirmo ievadi. BOMVUSBTNZ (22) PVD negatīvās ietekmes faktiskais novērtējums tiek veikts, salīdzinot pašreizējo izmērīto ietekmes raksturlieluma vērtību ar sliekšņa vērtībām, sākot no BOMVUSBTNZ noteiktā laika punkta (20). Nepieciešams nosacījums komandas saņemšanai BOMVUSBTNZ (22) izejā ir divu signālu klātbūtne - no BOMVVCH (20) un BIPPCHVE (21) izejām.
Kad BOMVUSBTNZ (22) izdod komandu uz pirmo BUSES (16) ievadi, šis bloks ģenerē komandu savā ceturtajā izejā, kas savienojas ar SB BUSBTNZ (23) vadību.
BUSBTNZ (23) nosaka leņķi α s_min_AB ar izteiksmi (3). Lai aprēķinātu norādīto leņķi, tiek izmantota vajadzīgās strāvas pašreizējā vērtība no SB, kas iegūta no BOPTSB (25). Turklāt no UPSB tālvadības pults (6) norādītais bloks saņem informāciju par SB rotācijas leņķa α pašreizējo vērtību. Pēc leņķa α s_min_AB vērtības noteikšanas BUSBTNZ (23) iebūvētais algoritms salīdzina to ar pašreizējo leņķa α vērtību un aprēķina nesakritības leņķi starp α un α s_min_AB un nepieciešamo vadības impulsu skaitu, lai aktivizētu vadības piedziņu. SB (1). Vadības impulsi tiek pārraidīti uz vadības bloku (7). Pēc UPU (7) norādīto impulsu pārveidošanas un pastiprināšanas tie nonāk UPS (6) ieejā un iedarbina piedziņu.
Ja BOMVUSBTNZ (22) neizdod komandu uz pirmo BUSES (16) ievadi, šis bloks atkarībā no kosmosa kuģa lidojuma programmas, kas tiek izpildīts, nodod SB (1) vadību vienam no blokiem BUOSBS (8) un BRSBZP (9).
BUSBS (8) darbība ir aprakstīta iepriekš.
BRSBZP (9) kontrolē SB (1) atbilstoši programmas iestatījumiem. SB vadības algoritms (1) atbilstoši programmatūras iestatījumiem ļauj uzstādīt akumulatoru jebkurā norādītajā pozīcijā α=α z . Šajā gadījumā, lai kontrolētu griešanās leņķi BRSBZP (9), tiek izmantota informācija no UPSB tālvadības pults (6).
BOMVUSBTNZ (22) un BOMVPNVCh (24) ieviešana ir iespējama gan uz kosmosa kuģa vadības centra aparatūras un programmatūras bāzes, gan uz kosmosa kuģa klāja. Pie BOMVUSBTNZ (22) un BOMVPNVCH (24) izejām komandas “sākt barošanas avota vadību, pamatojoties uz slodzes strāvām” un “sākt saules enerģijas sistēmas vadību sagatavošanas režīmā augstas enerģijas daļiņu negatīvajai ietekmei uz kosmosa kuģis” tiek veidoti, attiecīgi, kas tiek nosūtīti uz AUTOBUSIEM (16), kad Šajā gadījumā pēdējo komandu BUSES (16) funkcionāli uztver kā komandu uzlādēt akumulatoru līdz maksimālajam uzlādes līmenim.
BUSES (16) ieviešanas piemērs var būt kosmosa kuģa Yamal-100 borta sistēmu dienesta vadības kanāla (SCU) radio līdzekļi, kas sastāv no zemes stacijas (ES) un borta aprīkojuma (BA) (sk. apraksts iekšā). Jo īpaši BA SKU kopā ar GS SKU atrisina problēmu, kas saistīta ar digitālās informācijas (DI) izsniegšanu kosmosa kuģa iebūvētajai digitālajai datorsistēmai (OBDS) un tās turpmāko apstiprināšanu. Savukārt BTsVS kontrolē blokus BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23), BFKZ AB (14).
Šajā BUSES (16) ieviešanā SKU BA mijiedarbība datu apmaiņas ziņā tiek veikta caur galveno apmaiņas kanālu (MEC) saskaņā ar MIL-STD-1553 saskarni. Kā BCWS abonents tiek izmantota ierīce - interfeisa bloks (UB) no BA SKU. BCWS procesors periodiski aptauj BS stāvokli, lai noteiktu datu paketes pieejamību. Ja pakete ir pieejama, procesors sāk datu apmaiņu.
UPU (7) spēlē interfeisa lomu starp BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23) un UPSB (6) un kalpo, lai pārveidotu ciparu signālus analogos un pastiprinātu pēdējos.
BUSBTNZ (23) ir kosmosa kuģa borta vienība, kuras komandas nāk no BUSES (16). BUSBTNZ (23), BOPTSB (25), BZDZUZSB (26) ieviešanu var veikt, pamatojoties uz kosmosa kuģi BTsVS (sk.,).
Tādējādi tiek apskatīts sistēmas fundamentālo bloku ieviešanas piemērs.
Aprakstīsim piedāvāto izgudrojumu tehnisko efektu.
Piedāvātie tehniskie risinājumi nodrošina lielas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes samazināšanu uz Saules sistēmas darba virsmu brīžos, kad tiek veikts saules paneļa “aizsargloks” no virziena uz Sauli. Tas tiek panākts, samazinot SB darba virsmas laukumu, ko negatīvi ietekmē šo daļiņu plūsmas, maksimāli palielinot normālā leņķi pret SB darba virsmu no virziena uz Sauli, savukārt nodrošinot, ka tiek ievērota prasība nodrošināt kosmosa kuģi ar elektrību. Pagrieziena leņķa maksimizēšana tiek panākta ar to, ka kosmosa kuģa saules enerģijas sistēma iepriekš tiek nogādāta akumulatora maksimālās uzlādes stāvoklī, kas ļauj realizēt maksimālo iespējamo saules “aizsardzības” pagrieziena leņķi. šūna virzienā uz Sauli. Ņemot vērā, piemēram, ka, kontrolējot kosmosa kuģa Yamal-100 SES pēc akumulatora uzlādes līdz maksimālajam līmenim, akumulatora iespējamās izlādes strāvas pieaugums ir aptuveni 30%, tad attiecīgi palielinās leņķis. Nozīmīga vērtība ir akumulatora “aizsardzības” atloka un līdz ar to lielu enerģiju daļiņu plūsmu negatīvās ietekmes samazināšanās uz SB darba virsmu.
LITERATŪRA
1. Elisejevs A.S. Kosmosa lidojumu tehnoloģija. Maskava, "Mašīnbūve", 1983.
2. Raušenbahs G. Saules paneļu projektēšanas rokasgrāmata. Maskava, Energoatomizdat, 1983.
3. Lidojuma noteikumi SHUTTLE un ISS kopīgo operāciju laikā. Toms S. Lidojumu operāciju direktorāts. Kosmosa centrs nosaukts Lindons B. Džonsons. Hjūstona, Teksasa, galvenā versija, 8.11.2001.
4. Kosmosa kuģa barošanas sistēma. Tehniskais apraksts. 300 GK.20 ju. 0000-ATO. RSC Energia, 1998. gads.
5. Centrs B.I., Lyzlov N.Yu., Metāla-ūdeņraža elektroķīmiskās sistēmas. Ļeņingrada. "Ķīmija", Ļeņingradas filiāle, 1989.
6. Kosmosa kuģa kustības kontroles un navigācijas sistēma. Tehniskais apraksts. 300 GK.12 ju. 0000-ATO. RSC Energia, 1998. gads.
7. Galperins Yu.I., Dmitriev A.V., Zeleny L.M., Panasyuk L.M. Kosmosa laikapstākļu ietekme uz aviācijas un kosmosa lidojumu drošību. "Lidojums 2001", 27.-87.lpp.
8. Inženierzinātņu rokasgrāmata par kosmosa tehnoloģijām. PSR Aizsardzības ministrijas izdevniecība M., 1969.g.
9. Grilihess V.A., Orlovs P.P., Popovs L.B. Saules enerģija un lidojumi kosmosā. Maskava, "Zinātne", 1984.
10. Jamalas kosmosa kuģa dienesta vadības kanāla Zemes stacija. Rokasgrāmata. ZSKUGK.0000-ORE. RSC Energia, 2001.
11. Jamalas kosmosa kuģa dienesta vadības kanāla borta aprīkojums. Tehniskais apraksts. 300 GK.15 ju. 0000A201-OTO. RSC Energia, 2002.
12. Kovtuns V.S., Solovjovs S.V., Zaikins S.V., Gorodetskis A.A. Kosmosa kuģa saules paneļu stāvokļa kontroles metode un sistēma tās ieviešanai. RF patents 2242408 saskaņā ar pieteikumu 2003108114/11, kas datēts ar 2003. gada 24. martu
1. Metode kosmosa kuģa saules paneļu stāvokļa kontrolei, tai skaitā saules paneļu pārvēršana darba stāvoklī, kas nodrošina elektrības padevi kosmosa kuģim un atbilst normālu izlīdzināšanai ar to apgaismoto darba virsmu ar plakni. ko veido saules paneļu rotācijas ass un virziens uz Sauli, mērot saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvumu, nosakot laika momentu, kad sākas Saules aktivitāte, nosakot laika momentu, kad augstas enerģijas daļiņas sasniedz kosmosa kuģa virsmu, mērot lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvumu, salīdzinot izmērītās lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma vērtības ar sliekšņa vērtībām, pagriežot saules paneļus leņķī starp normālu pret to apgaismoto darba virsmu un virziens pret Sauli, kas atbilst minimālajam augstas enerģijas daļiņu plūsmas ietekmes laukumam uz saules paneļu virsmas, vienlaikus nodrošinot kosmosa kuģi ar elektrību, tajā brīdī, kad tiek izmērītas augstas enerģijas daļiņu vērtības. plūsmas blīvums pārsniedz sliekšņa vērtības un saules paneļi atgriežas darba stāvoklī brīdī, kad lielas enerģijas daļiņu plūsmu blīvums kļūst zem sliekšņa vērtībām, kas raksturīgs ar to, ka tie papildus nosaka laika momentus, kad parādās lielas enerģijas daļiņu plūsmu negatīvā ietekme uz kosmosa kuģi un noteiktajos laikos kosmosa kuģa barošanas sistēmas akumulatori tiek uzlādēti līdz maksimālajam uzlādes līmenim, ja lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma izmērītās vērtības pārsniedz sliekšņa vērtības, salīdzinot ar tām, saules paneļus pagriež, līdz tiek sasniegts leņķis starp normālu pret to apgaismoto darba virsmu un virzienu uz Sauli α s_min_AB, kas atbilst minimālajam augstas plūsmas ietekmes laukumam. -enerģijas daļiņas uz saules paneļu virsmas, vienlaikus nodrošinot kosmosa kuģi ar elektroenerģiju no saules un elektroenerģijas apgādes sistēmas uzlādējamām baterijām, un to nosaka attiecība
α s_min_AB =arccos (max(0, I n -I AB )/I m),
kur I n ir kosmosa kuģa patērētāju slodzes strāva;
I m - maksimālā strāva, kas rodas, kad saules paneļu apgaismotā darba virsma ir orientēta perpendikulāri saules stariem;
I AB - uzlādējamo akumulatoru pašreizējā pieļaujamā izlādes strāva un no tā izrietošais elektrības trūkums kosmosa kuģī tiek kompensēts, izlādējot uzlādējamās baterijas, vienlaikus uzraugot uzlādējamo akumulatoru uzlādes līmeni un, sasniedzot minimālo pieļaujamo vērtību. līmenī, tiek atiestatīta uzlādējamo akumulatoru pieļaujamās izlādes strāvas pašreizējā vērtība un atvienojot akumulatorus no ārējās slodzes.
2. Sistēma kosmosa kuģa saules paneļu novietojuma kontrolei, kas ir četri uz paneļiem uzstādīti fotoelektriskie saules paneļi, ieskaitot ierīci minēto saules paneļu pagriešanai, pastiprināšanas-pārveidošanas ierīci, vadības bloku kuģa orientēšanai. saules paneļi pret sauli, iekārta saules paneļu pagriešanai noteiktā stāvoklī, divi strāvas regulatori, akumulatoru bloks, akumulatoru lādētājs, komandu ģenerēšanas bloks akumulatoru uzlādēšanai, slodzes strāvas sensors, barošanas sistēmas vadības bloks, barošanas kopne, saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvuma mērīšanas vienība, saules aktivitātes noteikšanas vienība, lielas enerģijas daļiņu ietekmes uz kosmosa kuģi laika momenta noteikšanas vienība, plūsmas blīvuma mērīšanas vienība lielas enerģijas daļiņu, saules bateriju vadības sākuma laika noteikšanas vienība ar slodzes strāvām, saules bateriju vadības mērvienība pēc slodzes strāvām, savukārt saules baterija caur pirmo izeju, apvienojot izejas divas fotogalvaniskās baterijas, ir savienotas ar saules paneļa rotācijas ierīces pirmo ieeju un caur otro izeju, kas apvieno divu citu fotoelektrisko bateriju izejas, ir savienotas ar saules paneļa rotācijas ierīces otro ieeju, un saules paneļu orientācijas pret Sauli un saules paneļu pagriešanas noteiktā pozīcijā vadības bloki ir pieslēgti attiecīgi pastiprināšanas-pārveidošanas ierīces pirmajai un otrajai ieejai, kuras izeja savukārt ir pieslēgta Saules paneļa rotācijas ierīces trešajai ieejai saules paneļa rotācijas ierīces pirmā un otrā izeja ir pieslēgta attiecīgi pirmā un otrā strāvas regulatora ieejām, bet strāvas regulatoru izejas ir pievienotas jaudai. kosmosa kuģa barošanas kopne, akumulatora bloks ar savu ieeju caur akumulatora lādētāju ir savienots ar barošanas avota kopni, bet akumulatora lādētājs ar savu pirmo ieeju ir savienots ar norādīto kopni un ar otro akumulatora lādētāja ieeju. akumulatoriem ir pieslēgts slodzes strāvas sensors, kas savukārt ir pieslēgts pie barošanas kopnes, akumulatora bloks ar savu izeju ir savienots ar bloka pirmo ieeju bateriju uzlādes komandu ģenerēšanai, bet akumulatoru bloka pirmajai izejai. barošanas sistēmas vadības bloks ir savienots ar norādītā bloka otro ieeju, bloka izeja, kas ģenerē komandas uzlādēt akumulatorus, ir savienota ar akumulatoru lādētāja trešo ieeju, barošanas sistēmas vadības bloka otro un trešo izeju. ir savienoti ar vadības bloku pirmajām ieejām saules paneļu orientācijai pret Sauli un saules paneļu pagriešanai noteiktā pozīcijā, saules paneļu rotācijas ierīces trešā izeja ir savienota ar vadības bloku otrajām ieejām. saules paneļu orientācijai pret Sauli un saules paneļu rotācijai noteiktā stāvoklī, saules elektromagnētiskā starojuma strāvas plūsmas blīvuma mērīšanas bloka izvade tiek savienota ar bloka ieeju Saules aktivitātes noteikšanai, kura pirmā izeja savukārt ir savienota ar bloka ieeju, kas nosaka daļiņu trieciena laika momentu uz kosmosa kuģi, bloka izejas daļiņu trieciena laika momenta noteikšanai uz kosmosa kuģi. un bloks augstas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanai ir savienots attiecīgi ar bloka pirmo un otro ieeju saules paneļu vadīšanas ar slodzes strāvām sākuma laika noteikšanai, un bloka ievadi. lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanai ir pieslēgts bloka otrais izvads Saules aktivitātes noteikšanai, bloka izeja laika momenta noteikšanai, kad saules paneļus sāk vadīt ar slodzes strāvām, ir pieslēgts pie ieejas elektroapgādes sistēmas vadības bloks, kura ceturtā izeja savukārt ir savienota ar vadības bloka saules paneļu pirmo ieeju atbilstoši slodzes strāvām, kura trešā ieeja un izeja ir pieslēgta attiecīgi pie trešās izejas saules paneļa rotācijas ierīci un pastiprināšanas-pārveidošanas ierīces trešo ieeju, kas raksturīgs ar to, ka tajā papildus ietilpst bloks vajadzīgās strāvas noteikšanai no saules paneļiem, bloks augstas enerģijas negatīvās ietekmes vēstnešu iestāšanās momentu noteikšanai. daļiņas uz kosmosa kuģa un ierīces akumulatora uzlādes līmeņa pieļaujamo vērtību iestatīšanai, savukārt ierīces pirmā un otrā ieeja un izeja vajadzīgās strāvas noteikšanai no saules paneļiem ir savienota attiecīgi ar otro slodzes izeju. strāvas sensors, akumulatoru lādētāja akumulatoru otrā izeja un saules paneļa vadības bloka otrā ieeja slodzes strāvām, iekārtas izejas lielas enerģijas daļiņu plūsmas blīvuma mērīšanai un ierīces strāvas blīvuma mērīšanai ir savienotas saules elektromagnētiskā starojuma plūsmas
Izgudrojums attiecas uz astronautiku un var tikt izmantots kosmosa aktivitātēs - kosmosa, Saules sistēmas planētu pētījumos, Zemes novērojumos no kosmosa u.c., kuros nepieciešams noteikt kosmosa kuģu (SV) telpiskās koordinātas un tā ātruma vektora sastāvdaļas.
Izgudrojums attiecas uz raķešu un kosmosa tehnoloģiju, un to var izmantot nesējraķešu (LV) izveidē, tostarp pārveidošanai, lai palaistu kosmosa kuģus zemās Zemes orbītās.
Izgudrojums attiecas uz kosmosa tehnoloģiju jomu, proti, uz kosmosa kuģu barošanas sistēmām, un to var izmantot, lai kontrolētu to saules paneļu stāvokli.
Mūsdienās daudzi cilvēki pāriet uz saules laternām, piemēram, dārzam vai tālruņa lādētāju. Kā jau visi zina un saprot, šāda uzlāde darbojas no dienas laikā saņemtās saules enerģijas. Taču gaismeklis nestāv uz vietas visu dienu, un tāpēc, ar savām rokām izveidojot rotējošu ierīci saules baterijai, uzlādes efektivitāti var palielināt aptuveni uz pusi, visas dienas garumā virzot akumulatoru pret sauli.
DIY saules paneļu izsekotājam ir vairākas ļoti nozīmīgas priekšrocības, kuru izgatavošanai un uzstādīšanai ir vērts veltīt laiku.
- Pirmais un vissvarīgākais ieguvums ir tas, ka saules baterijas rotēšana visas dienas garumā var palielināt akumulatora efektivitāti aptuveni uz pusi. Tas tiek panākts, pateicoties tam, ka visefektīvākā saules paneļu darbība tiek sasniegta periodā, kad stari no gaismekļa krīt perpendikulāri fotoelementam.
- Ierīces otrā priekšrocība tiek radīta pirmās ietekmes ietekmē. Tā kā akumulators uzlabo efektivitāti un ražo uz pusi mazāk enerģijas, nav nepieciešams uzstādīt papildu pastāvīgās baterijas. Turklāt pašam rotējošajam akumulatoram var būt mazāks fotoelements nekā ar stacionāro metodi. Tas viss ievērojami ietaupa materiālos resursus.
Izsekotāja sastāvdaļas
Saules paneļa rotatora izgatavošana ietver tās pašas sastāvdaļas, kas rūpnīcā ražotos izstrādājumos.
Nepieciešamo detaļu saraksts, lai izveidotu šādu ierīci:
- Pamatne jeb rāmis – sastāv no nesošajām daļām, kuras iedala divās kategorijās – pārvietojamās un fiksētās. Dažos gadījumos rāmim ir kustīga daļa tikai ar vienu asi - horizontālu. Tomēr ir modeļi ar divām asīm. Šādos gadījumos ir nepieciešami izpildmehānismi, kas kontrolē vertikālo asi.
- Iepriekš aprakstītajam izpildmehānismam ir jābūt iekļautam arī konstrukcijā, un tai jābūt ierīcēm ne tikai rotācijai, bet arī šo darbību uzraudzībai.
- Nepieciešamas detaļas, kas pasargās ierīci no laikapstākļiem - pērkona negaisa, stipra vēja, lietus.
- Tālvadības pults iespēja un piekļuve rotējošajai ierīcei.
- Elements, kas pārveido enerģiju.
Bet ir vērts atzīmēt, ka šādas ierīces montāža dažkārt ir dārgāka nekā gatavās ierīces iegāde, un tāpēc dažos gadījumos tas tiek vienkāršots ar nesošajām daļām, izpildmehānismu un izpildmehānisma vadību.
Elektroniskās pagriešanas sistēmas
Darbības princips
Rotējošās ierīces darbības princips ir ļoti vienkāršs un balstās uz divām daļām, no kurām viena ir mehāniska, bet otra elektroniska. Rotējošās ierīces mehāniskā daļa ir attiecīgi atbildīga par akumulatora pagriešanu un noliekšanu. Un elektroniskā daļa regulē laiku un slīpuma leņķus, kuros darbojas mehāniskā daļa.
Elektriskās iekārtas, kas tiek izmantotas kopā ar saules paneļiem, tiek uzlādētas no pašām baterijām, kas arī savā ziņā ietaupa naudu elektronikas darbināšanai.
Pozitīvās puses
Ja mēs runājam par rotācijas ierīces elektroniskā aprīkojuma priekšrocībām, tad ir vērts atzīmēt ērtības. Ērtības slēpjas faktā, ka ierīces elektroniskā daļa automātiski kontrolēs akumulatora griešanās procesu.
Šī priekšrocība nav vienīgā, bet ir tikai vēl viena no iepriekš uzskaitītajām priekšrocībām. Tas ir, papildus naudas taupīšanai un efektivitātes palielināšanai elektronika atbrīvo cilvēku no nepieciešamības manuāli veikt pagriezienus.
Kā to pagatavot pašam
Ar savām rokām izveidot saules paneļu izsekotāju nav grūti, jo tā izveides shēma ir vienkārša. Lai ar savām rokām izveidotu funkcionējošu izsekotāja ķēdi, jums ir jābūt diviem fotorezistoriem. Papildus šīm sastāvdaļām ir jāiegādājas arī motora ierīce, kas rotēs akumulatorus.
Šī ierīce ir savienota, izmantojot H tiltu. Šī savienojuma metode ļaus pārveidot strāvu līdz 500 mA ar spriegumu no 6 līdz 15 V. Montāžas shēma ļaus ne tikai saprast, kā darbojas saules paneļu izsekotājs, bet arī izveidot to pašam.
Lai konfigurētu ķēdes darbību, jums jāveic šādas darbības:
- Pārliecinieties, vai ķēdei ir strāva.
- Pievienojiet līdzstrāvas motoru.
- Fotoelementi ir jāuzstāda blakus, lai uz tiem nodrošinātu tādu pašu saules gaismas daudzumu.
- Ir nepieciešams atskrūvēt divus apgriešanas rezistorus. Tas jādara pretēji pulksteņrādītāja virzienam.
- Tiek uzsākta strāvas padeve ķēdei. Dzinējam vajadzētu ieslēgties.
- Mēs ieskrūvējam vienu no trimmeriem, līdz tas apstājas. Atzīmēsim šo pozīciju.
- Turpiniet ieskrūvēt elementu, līdz dzinējs sāk griezties pretējā virzienā. Atzīmēsim arī šo pozīciju.
- Mēs sadalām iegūto vietu vienādās daļās un vidū uzstādām trimmeri.
- Ieskrūvējam citu trimmeri, līdz motors sāk nedaudz raustīties.
- Mēs atgriežam trimmeri nedaudz atpakaļ un atstājam to šajā stāvoklī.
- Lai pārbaudītu pareizu darbību, varat pārklāt saules baterijas daļas un skatīties ķēdes reakciju.
Pulksteņa pagriešanas mehānisms
Pulksteņa mehānisma dizains būtībā ir diezgan vienkāršs. Lai izveidotu šādu darbības principu, jāņem jebkurš mehāniskais pulkstenis un jāpievieno saules baterijas motoram.
Lai dzinējs darbotos, uz mehāniskā pulksteņa garās rokas ir jāuzstāda viens kustīgs kontakts. Otrais fiksētais ir fiksēts pulksten divpadsmitos. Tādējādi katru stundu, kad garā roka iziet cauri divpadsmit stundām, kontakti aizvērsies un motors griezīs paneli.
Laika periods viena stunda izvēlēts, ņemot vērā faktu, ka šajā laikā saule caur debesīm iet ap 15 grādiem. Jūs varat izveidot citu fiksētu kontaktu sešas stundas. Tādējādi pagrieziens notiks ik pēc pusstundas.
Ūdens pulkstenis
Šo rotācijas ierīces vadības metodi izgudroja viens uzņēmīgs kanādiešu students, un tā ir atbildīga tikai par vienas ass, horizontālās, rotēšanu.
Arī darbības princips ir vienkāršs un ir šāds:
- Saules baterija tiek uzstādīta sākotnējā stāvoklī, kad saules stari perpendikulāri skar fotoelementu.
- Pēc tam vienā pusē ir piestiprināts ūdens trauks, bet otrā pusē - priekšmets ar tādu pašu svaru kā ūdens tvertne. Tvertnes apakšā jābūt nelielam caurumam.
- Caur to no trauka pamazām iztecēs ūdens, kā rezultātā samazināsies svars, un panelis lēnām sasvērsies pretsvara virzienā. Eksperimentāli būs jānosaka tvertnes cauruma izmēri.
Šī metode ir visvienkāršākā. Turklāt tas ietaupa materiālos resursus, kas citādi tiktu tērēti dzinēja iegādei, kā tas ir pulksteņa mehānisma gadījumā. Turklāt jūs pats varat uzstādīt rotācijas mehānismu ūdens pulksteņa formā pat bez īpašām zināšanām.
Video
No mūsu video jūs uzzināsit, kā ar savām rokām izgatavot saules baterijas izsekotāju.
