Авиационная и ракетно-космическая техника. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Электропитание нагревательных элементов двигательной установки стабилизированным переменным током
Статья научная
Использование электрореактивных плазменных двигателей для коррекции орбиты космических аппаратов обусловлено стремлением уменьшить массу двигательной установки за счет снижения расхода рабочего тела. В настоящее время электропитание нагревательных элементов двигательной установки осуществляется постоянным током из-за простоты его измерения и стабилизации. Поскольку требуется гальванически развязанное питание, то на выходе трансформатора устанавливается мощный низковольтный выпрямитель, значительно увеличивающий потери. Кроме того, низкое быстродействие диодов вызывает увеличение уровня помех трансформатора. Электропитание переменным стабилизированным током позволяет улучшить массогабаритные и энергетические показатели системы преобразования и управления, а также снизить уровень помех. Основная проблема при работе со стабилизированным переменным током - изменение его формы в зависимости от сопротивления нагрузки, напряжения питания и длины кабелей, что затрудняет процесс измерения действующего значения и стабилизации тока. Есть несколько способов решения этой проблемы: использование датчика действующего значения тока, входного регулятора постоянного тока и нерегулируемого выходного инвертора, установка выходного L-фильтра. Наиболее перспективен первый из них. Однако в настоящее время из-за сложности реализации датчика эффективнее применение входного регулятора постоянного тока с нерегулируемым выходным инвертором и уменьшенным L-фильтром. Такая схема обеспечивает неизменную форму выходного тока независимо от входного напряжения и сопротивления нагрузки, а L-фильтр исключает влияние кабелей. Исходя из этого, разработана модель устройства электропитания нагревателя катода на переменном токе. Приведены диаграммы её работы при крайних значениях напряжения питания, сопротивления нагрузки и индуктивности кабелей. Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности реализации устройства с требуемыми выходными характеристиками. Электропитание нагревательных элементов двигательной установки на базе электрореактивного плазменного двигателя переменным током - это перспективное направление улучшения массогабаритных и энергетических показателей как системы электропитания, так и двигательной установки в целом.
Бесплатно
Элементы риск-анализа и безопасность полетов
Статья научная
Обозначена проблема анализа рисков катастроф самолетов гражданской авиации. Рассмотрен частный пример выполнения риск-анализа катастроф.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе представлен обзор современной технической проблемы, связанной с двухфазными системами терморегулирования космических аппаратов, и возможные технические приложения рекуперации тепловой энергии в органическом цикле Ренкина как составной части систем обеспечения теплового режима. Конструктивное решение подразумевает собой интегрирование паровой микротурбины за радиатором-испарителем. Микротурбина представляет собой тангенциальное подводящее устройство и радиально центростремительное рабочее колесо низкой быстроходности nst
Бесплатно
Энергетическая модель контроллера солнечной батареи
Статья научная
Рассмотрена энергетическая модель контроллера солнечной батареи, методика моделирования и исследования энергетических процессов в системах электропитания, разработанная с помощью системы проектирования MatLab 7.9.
Бесплатно
Энергетическая модель никель-водородных аккумуляторов
Статья научная
Проведен анализ существующих математических моделей химических источников тока. Предложена методика моделирования никель-водородных аккумуляторов. Разработана энергетическая модель никель-водородных аккумуляторов, применяемых в системах электроснабжения космических аппаратов.
Бесплатно
Энергетическая установка космического аппарата с вращающимися аккумуляторными батареями
Статья научная
Приведена классификация источников питания космического аппарата (КА), основные требования, предъявляемые к источникам питания КА и сравнительная оценка аккумуляторных батарей по удельной энергии. Показаны условия возникновения электростатических разрядов на поверхности КА и их характеристики. Рассматривается энергетическая установка, состоящая из вращающихся аккумуляторных батарей с использованием энергии электростатических зарядов для поддержания заданной частоты вращения. Представлены некоторые явления в проводниках второго рода, возникающие в поле центробежных сил. Приведена упрощённая оценка электрических и центробежных сил, действующих на ионы в электролите. Приведены результаты исследования опытного образца и рекомендации по практическому применению энергетической установки.
Бесплатно
Энерговооруженность космических аппаратов и бортовые источники электроэнергии
Статья научная
Изложен общий концептуальный подход к оптимизации по массе сотовых конструкций каркасов панелей солнечных батарей и негерметичных панелей космических аппаратов.
Бесплатно
Энергодвигательные и энергетические установки в проектах освоения космоса XXI века
Статья научная
На основе анализа развития имеющихся средств и возможного создания энергодвигательных установок будущего рассматриваются стратегия и перспективы освоения ближнего и дальнего космического пространства мировым сообществом.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрен автоматизированный энергосберегающий имитационно-натурный комплекс, предназначенный для наземных испытаний систем электропитания космических аппаратов. Комплекс позволяет имитировать работу солнечной батареи, аккумуляторной батареи и бортовой нагрузки. Отличительной особенностью комплекса является комбинирование непрерывных и импульсных методов управления и использование рекуперации потребленной энергии в собственную сеть постоянного тока с целью повышения динамической точности и повышения коэффициента полезного использования энергии. Также рекуперация в сеть постоянного тока снижает энергопотребление комплекса, что при использовании источника бесперебойного питания (ИБП) позволяет увеличить время работы комплекса от аккумуляторов ИБП. В статье рассматриваются вопросы повышения динамической точности и снижения энергопотребления при проведении наземных электрических испытаний систем электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА). В ходе наземных электрических испытаний СЭП КА возникают следующие задачи: необходимо достаточно адекватно воспроизводить статические и динамические свойства как источников энергии СЭП КА, так и потребителей; при энергонагружении СЭП и имитации заряда бортовой аккумуляторной батареи (АБ) необходимо утилизировать потребленную энергию. Статья представляет собой описание автоматизированного энергосберегающего имитационно-натурного комплекса (ЭИНК), структур его подсистем, экспериментальное подтверждение характеристик. Приведен внешний вид ЭИНК. Промышленно выпускаемые имитационно-натурные комплексы, как правило, используют непрерывные или импульсные методы управления. Использование непрерывных методов управления снижает коэффициент полезного использования энергии, поскольку относительно большая часть энергии рассеивается в виде тепла на регулирующих элементах, а также приводит к увеличению массогабаритных показателей из-за необходимости применения теплоотводов. Это затрудняет создание мощных имитационно-натурных комплексов. Использование импульсных методов управления обеспечивает высокое значение коэффициента использования энергии, однако не позволяет получить высокого быстродействия и адекватного воспроизведения быстропротекающих процессов реальных устройств. В данной статье рассмотрено комбинирование непрерывных и импульсных методов управления, что позволяет объединить их преимущества. Для утилизации избыточной энергии в промышленно выпускаемых имитационно-натурных комплексах используется или рассеивание энергии в виде тепла или рекуперация в промышленную сеть переменного тока. Сброс избыточной энергии в виде тепла снижает коэффициент полезного использования энергии, приводит к повышению температуры в помещении (при испытании мощных СЭП), может потребовать систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Рекуперация энергии в сеть переменного тока лишена этих недостатков. Однако она требует согласования параметров рекуперируемой энергии с требованиями промышленной сети посредством ведомых сетью инверторов, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей комплекса. Кроме того, рекуперация в сеть переменного тока затруднена при аварийном отключении сети. Это может привести к срыву длительных испытаний. В данной статье рассмотрен метод рекуперации избыточной энергии в собственную сеть постоянного тока комплекса. При этом снижается энергопотребление комплекса, что при использовании источников бесперебойного питания (ИБП) повышает время работы ЭИНК от аккумуляторов ИБП при аварийном отключении сети переменного тока. В выводах статьи подчеркивается, что разработанный ЭИНК обладает следующими преимуществами: возможность уменьшения мощности источника электропитания комплекса минимум в два раза; сохранение работоспособности и увеличение длительности работы от источника бесперебойного питания при отключении промышленной сети переменного напряжения; существенное уменьшение массы и габаритов составных частей ЭИНК.
Бесплатно
Эффективность применения сотовых конструкций в летательных аппаратах
Статья научная
Обоснована эффективность применения сотовых заполнителей и сотовых конструкций в изделиях ракетно-космической техники. Показаны примеры создания современных сотовых конструкций для летательных аппаратов. Описаны новые возможности создания рациональных сотовых конструкций.
Бесплатно
