Спосіб електричних перевірок космічного апарата

Реферат: Спосіб електричних перевірок космічного апарата, ґрунтується на проведенні вмикання і вимикання космічного апарата, включаючи підключення і відключення бортових джерел електричного живлення - акумуляторних батарей. До акумуляторних батарей перед вмиканням космічного апарата підключають наземні стабілізовані джерела електричного живлення, а після вимикання космічного апарата додатково контролюють струми підзаряду акумуляторних батарей від наземних стабілізованих джерел електричного живлення і за їхньою величиною судять щодо штатного завершення процесу вимикання космічного апарата. UA 104924 U (12) UA 104924 U UA 104924 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вимірювальної техніки, а саме - до наземного перевірочного обладнання, і може використовуватися при електричних випробуваннях космічних апаратів (КА). Під час створення КА велику увагу приділяють забезпеченню високого ступеня надійності електричних перевірок. Ця задача може бути вирішена тільки при умові забезпечення багаторівневого контролю технологічного процесу електричних перевірок КА. Відомим є спосіб електричних перевірок КА, що ґрунтується на автоматизованому видаванні технологічних команд і радіокоманд, допусковому контролі дискретних і аналогових параметрів за даними бортової системи телевимірювання і контролі поставлених на стеження параметрів бортової обчислювальної системи, контролі опору ізоляції бортових шин відносно корпусу, формування директив оператора у ручному режимі, формування протоколу випробувань, відображення поточного стану процесу випробувань (див. патент РФ № 2.245.825, МПК B64G 5/00, 2003 р.). Недоліком цього способу перевірок є його низькі експлуатаційні характеристики через відсутність захисту від виникнення нештатних ситуацій, пов'язаних з неповним вимиканням КА під час перерви у роботі з ним, у випадку виникнення будь-яких несправностей у бортовій або наземній апаратурі на різних етапах електричних перевірок КА. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип спосіб електричних перевірок КА, який втілений у патенті Російської Федерації № 2.447.002, МПК G01R 31/00, 2013 р. Цей спосіб полягає у проведенні вмикання і вимикання космічного апарата, включаючи підключення або відключення бортових джерел електричного живлення або їх наземних імітаторів, автоматизованому видаванні команд керування, допускового контролю дискретних і аналогових параметрів за даними бортової системи телевимірювання і контролі поставлених на стеження параметрів бортової обчислювальної системи, контролі опору ізоляції бортових шин відносно корпусу, формування директив автоматичної програми і директив оператора у ручному режимі, формування протоколу випробувань, відображення поточного стану процесу випробувань. При цьому у процесі проведення вмикання космічного апарата перед підключенням бортових джерел електричного живлення або їх наземних імітаторів додатково контролюють електричний опір між шинами живлення космічного апарата на предмет відповідності його наперед заданому значенню, а при його невідповідності наперед заданому значенню вмикання космічного апарата забороняють. Недоліком цього способу перевірок є його невисокі експлуатаційні характеристики через відсутність захисту від виникнення нештатних ситуацій, пов'язаних з неповним вимиканням КА під час перерви роботи з ним. Неповне вимикання КA призводить до перерозряду акумуляторних батарей (АБ) і підпаданню бортової апаратури КА під дію живлячої напруги нижче узгодженої величини, тобто до підвищення термінів виготовлення КА. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленого способу електричних перевірок КА, який би дозволяв підвищити його експлуатаційні характеристики шляхом уведення в нього нових операцій, таких як: - до акумуляторних батарей перед вмиканням космічного апарата підключаються наземні стабілізовані джерела електричного живлення, а після вимикання космічного апарата додатково контролюються струми підзаряду акумуляторних батарей від наземних стабілізованих джерел електричного живлення і за їхньою величиною судять щодо штатного завершення процесу вимикання космічного апарата, що дозволяє уникнути нештатних ситуацій, пов'язаних з неповним вимиканням КА; - за величиною струмів підзаряду оцінюють величину струмів утікання від акумуляторних батарей у вимкненому стані космічного апарата, на предмет неперевищення наперед заданої величини, що дозволяє уникнути перерозряду АБ і підвищити терміни виготовлення КА. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому способі електричних перевірок КА, що ґрунтується на проведенні вмикання і вимикання космічного апарата, включаючи підключення і відключення бортових джерел електричного живлення акумуляторних батарей, в ньому до акумуляторних батарей перед вмиканням космічного апарата підключають наземні стабілізовані джерела електричного живлення, а після вимикання космічного апарата додатково контролюють струми підзаряду акумуляторних батарей від наземних стабілізованих джерел електричного живлення і за їхньою величиною судять щодо штатного завершення процесу вимикання космічного апарата. За величиною струмів підзаряду оцінюють величину струмів утікання від акумуляторних батарей у вимкненому стані космічного апарата, на предмет неперевищення наперед заданої величини. Для пояснення способу перевірок додаються креслення, на яких зображена функціональна схема наземної системи керування і контролю електричних перевірок КА, у якій втілюється даний спосіб, та його детальний опис. 1 UA 104924 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Космічний апарат 1 містить акумуляторні батареї 2. Система керування і контролю електричних перевірок КА містить автоматизований випробувальний комплекс (АВК) 3, блок 4 керування і відображення інформації з АВК 3, зарядно-розрядний комплекс (ЗРК) 5, блок 6 відображення інформації з ЗРК 5, канал 7 передавання команд керування на КА 1, канал 8 передавання телеметрії з КА 1. Електрична перевірка КА здійснюється наступним чином. На блоку 6 відображення інформації з ЗРК 5 (моніторі комп'ютера ЗРК) контролюють наперед задане значення струму Істаб, що протікає у ланцюгу підключення АБ 2 і ЗРК 5. Оператор через блок 4 у ручному режимі запускає потрібні циклограми електричних перевірок, у тому числі циклограми вмикання і вимикання КА 1. Блок 4 у автоматичному режимі ініціює видачу команд керування через АВК 3, аналізує інформацію, що надходить від боргової телеметрії. Поточні дані робіт щодо подачі живлення, проходження команд керування і вмикання КА 1 знімають і контролюють за допомогою блока 4. Паралельно контролюють струм Істаб на блоку 6, інформація щодо величини струму Істаб, котрий наперед визначений, говорить про те, що КА 1 знаходиться у вимкненому стані. Після проведення електричних перевірок і вимкнення КА 1 на блоку 4 ведуть контроль параметрів, які сигналізують щодо вимкненого стану КА 1, при цьому на блоку 6 контролюють зниження струму Істаб до наперед заданої величини, при якій стан КА 1 вважають вимкненим. У випадку, якщо вимірюване значення струму Істаб на блоку 6 не буде відповідати наперед заданим параметрам - процес випробувань зупиняють до з'ясування причин невимкненого стану КА 1 або причин протікання струмів у ланцюгу підключення АБ 2 і ЗРК 5 та усунення невідповідності. По каналу 7 передають команди керування на КА 1, а по каналу 8 - телеметрію з КА 1. Під час проведення електричних перевірок КА на заключних етапах його виготовлення або підготовки до штатної експлуатації, коли перевіряють в основному факт стикування будь-яких ланцюгів і не потрібна значна ємність від АБ, використовують практично розряджені АБ з підключеними до них наземними стабілізованими джерелами електричного живлення з напругою, що дорівнює (або трохи вище) напрузі розімкненого ланцюга акумуляторних батарей. Це дозволяє захистити АБ від розряду під час вмикання КА (і небажаного у даній ситуації суттєвого заряду АБ) і забезпечити необхідний об'єм електричних перевірок КА. Під час вмикання КА акумуляторні батареї не розряджаються, а уся необхідна енергія береться з наземних стабілізованих джерел. При цьому на виході наземних стабілізованих джерел з'являється струм значної величини. Відповідно під час вимкнення КА цей струм зникає. Це дозволяє судити щодо штатного вимкнення КА за величиною струму на виході наземних стабілізованих джерел. На завершальних етапах виготовлення або підготовки КА до штатної експлуатації, коли КА знаходиться у передпольотній конфігурації і кількість наземних ланцюгів контролю обмежена, а бортова телеметрія вимкнена, такий додатковий рівень контролю дозволяє підвищити надійність процесу електричних перевірок КА. Крім того, запропонований спосіб дозволяє оцінити величину струму утікання від АБ. Для цього оцінюють величину струму утікання від АБ у вимкненому стані КА, за величиною струму підзаряду від наземних стабілізуючих джерел електроенергії. Значення, що виміряли, оцінюють на предмет неперевищення наперед заданої величини. Запропонований спосіб може застосовуватися: - під час виготовлення КА за патентом РФ № 2.478.537, 2013 р.; - під час підготовки КА у монтажно-випробувальному корпусі; - під час підготовки КА на стартовому комплексі за патентом РФ № 2.335.438, 2014 р. Перевірки КА здійснюють з використанням випробувального комплексу за патентом РФ № 2.552.576, 2014 р. Як акумуляторні батареї на КА можуть застосовуватися літій-іонні АБ за патентом РФ № 2.408.958, МПК Н01М 10/44, Н01М 10/0525, 2009 р. Таким чином, запропонований спосіб підвищує надійність і розширює функціональні можливості процесу електричних перевірок КА. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Спосіб електричних перевірок космічного апарата, що ґрунтується на проведенні вмикання і вимикання космічного апарата, включаючи підключення і відключення бортових джерел електричного живлення - акумуляторних батарей, який відрізняється тим, що до акумуляторних батарей перед вмиканням космічного апарата підключають наземні стабілізовані джерела електричного живлення, а після вимикання космічного апарата додатково 2 UA 104924 U 5 контролюють струми підзаряду акумуляторних батарей від наземних стабілізованих джерел електричного живлення і за їхньою величиною судять щодо штатного завершення процесу вимикання космічного апарата. 2. Спосіб електричних перевірок космічного апарата за п. 1, який відрізняється тим, що за величиною струмів підзаряду оцінюють величину струмів утікання від акумуляторних батарей у вимкненому стані космічного апарата, на предмет неперевищення наперед заданої величини. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3