Спосіб виготовлення космічного апарата

Реферат: Спосіб виготовлення космічного апарата включає виготовлення комплектуючих, складання космічного апарата, котрий містить систему електричного живлення, що містить сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізуючий перетворювач напруги з інтерфейсами зарядних і розрядних перетворювачів для узгодження роботи сонячних і акумуляторних батарей та забезпечення живленням, стабільною напругою заданого номіналу, при цьому випробування на дію механічних навантажень і контроль стиковки сонячних і акумуляторних батарей проводять зі штатними сонячними і акумуляторними батареями, а усі інші випробування проводять з використанням технологічних функціональних імітаторів сонячних і акумуляторних батарей. Крім цього, імітатори сонячних і акумуляторних батарей підключають до промислової мережі через систему гарантованого електропостачання, для чого штучно блокують роботу зарядних перетворювачів стабілізуючого перетворювача напруги системи електричного живлення наземними засобами, або в імітаторах акумуляторних батарей передбачають можливість роботи їх по зарядному інтерфейсу без рекуперації енергії заряду у промислову мережу. UA 105310 U (12) UA 105310 U UA 105310 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ракетно-космічної галузі, а саме - до наземного обладнання і може використовуватися при складанні і електричних випробуваннях космічних апаратів (КА). Відомим є спосіб виготовлення космічного апарата, що включає виготовлення комплектуючих, складання КА, проведення електричних випробувань на функціонування, випробувань на дію механічних навантажень, тепловакуумних випробувань, а також заключних випробувань на функціонування КА (див. патент РФ № 2.305.058, МПК B64G 1/22, B64G 1/50, 2005 р.). Недоліком цього способу виготовлення є його низькі експлуатаційні характеристики через недостатню надійність робіт у процесі виготовлення космічного апарата, тому що спосіб не регламентує питання, котрі належать до особливостей конфігурації системи електропостачання. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип спосіб виготовлення КА, який втілений у патенті РФ № 2.459.749, МПК B64G 7/00, 2010 р. Цей спосіб включає виготовлення комплектуючих, складання КА, що містить систему електричного живлення (СЕЖ), котра має сонячні батареї, акумуляторні батареї та стабілізуючий перетворювач напруги (з зарядними і розрядними перетворювачами) для узгодження роботи сонячних і акумуляторних батарей і забезпечення живленням, стабільною напругою заданого номіналу, модулів службових систем і корисного навантаження, підготовку джерел електроенергії до роботи, проведення електричних випробувань КА на функціонування, випробувань на дію механічних навантажень, термовакуумних випробувань, а також заключних випробувань, включаючи контроль стиковки сонячних і акумуляторних батарей, при цьому випробування на дію механічних навантажень і контроль стиковки сонячних і акумуляторних батарей проводять зі штатними сонячними і акумуляторними батареями, а усі інші випробування проводять з використанням технологічних функціональних імітаторів сонячних і акумуляторних батарей, причому імітатори сонячних батарей підключають до промислової мережі безпосередньо, а імітатори акумуляторних батарей - до промислової мережі комбіновано: по зарядному інтерфейсу - безпосередньо, а по розрядному інтерфейсу - через систему гарантованого електропостачання. Джерела електроенергії - це промислова мережа і система гарантованого електропостачання (СГЕП). Недоліком цього способу виготовлення КА є його невисокі експлуатаційні характеристики через низькі функціональні можливості і надійність під час проведення наземних електричних випробувань КА. А саме, обмеження процесу електричних випробувань (при зникненні живлення промислової мережі) енергетичними можливостями тільки розрядних перетворювачів може призвести до порушення процесу електричних випробувань, що викличе відхилення від штатної роботи, котра контролюється циклограмами електричних випробувань (фіксуються "помилки"), і необхідність повторення окремих операцій, а в результаті призведе до втрати часу і, відповідно, до додаткових фінансових витрат. При зникненні живлення промислової мережі на період у межах енергетичних можливостей системи гарантованого електропостачання такі втрати часу необхідно виключити. В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленого способу виготовлення КА, який би дозволяв підвищити його експлуатаційні характеристики шляхом уведення в нього нових операцій, таких як: - імітатори сонячних і акумуляторних батарей підключають до промислової мережі через систему гарантованого електропостачання, для чого штучно блокують роботу зарядних перетворювачів стабілізуючого перетворювача напруги системи електричного живлення наземними засобами, або в імітаторах акумуляторних батарей передбачають можливість роботи їх по зарядному інтерфейсу без рекуперації енергії заряду у промислову мережу, що дозволяє оперативно провести відпрацювання КА у будь-яких режимах. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому способі виготовлення КА, що включає виготовлення комплектуючих, складання космічного апарата, котрий містить систему електричного живлення, що містить сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізуючий перетворювач напруги з інтерфейсами зарядних і розрядних перетворювачів для узгодження роботи сонячних і акумуляторних батарей та забезпечення живленням, стабільною напругою заданого номіналу, модулів службових систем і корисного навантаження, проведення електричних випробувань космічного апарата на функціонування з підключенням до промислової мережі і системи гарантованого електропостачання, випробувань на дію механічних навантажень, термовакуумних випробувань, а також заключних випробувань з контролем стиковки сонячних і акумуляторних батарей, при цьому випробування на дію механічних навантажень і контроль стиковки сонячних і акумуляторних батарей проводять зі штатними сонячними і акумуляторними батареями, а усі інші випробування проводять з 1 UA 105310 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 використанням технологічних функціональних імітаторів сонячних і акумуляторних батарей, в ньому імітатори сонячних і акумуляторних батарей підключають до промислової мережі через систему гарантованого електропостачання, для чого штучно блокують роботу зарядних перетворювачів стабілізуючого перетворювача напруги системи електричного живлення наземними засобами, або в імітаторах акумуляторних батарей передбачають можливість роботи їх по зарядному інтерфейсу без рекуперації енергії заряду у промислову мережу. Для пояснення способу виготовлення додаються креслення, на яких зображена функціональна схема автономної системи електричного живлення КА (з наземними зв'язками), у якій втілюється даний спосіб, та його детальний опис. Сонячна батарея 1, яка містить блокуючі діоди 1-1, як правило, знаходиться у процесі виготовлення КА у відстикованому від КА стані (з'єднувачі 2 і 2-1, 3 і 3-1 розстиковані). На КА сонячні батареї 1 встановлюють (і стикують) на період проведення випробувань КА на дію механічних навантажень, а також для контролю стиковки сонячних батарей 1 з КА. В окремих випадках, наприклад, при неорієнтованих сонячних батареях, сонячні батареї знаходяться постійно у складі КА і електрично з ним з'єднані, а наземні імітатори сонячних батарей стикують до спеціально передбаченим технологічним з'єднувачам (відводам) паралельно вихідним шинам сонячних батарей. При цьому блокуючі діоди 1-1 захищають сонячні батареї від протікання так званого "темного" струменя. На кресленнях сонячні батареї 1 знаходяться поза КА. СЕЖ виконана з загальною мінусовою шиною. Стабілізований перетворювач напруги (СПН) 4 для узгодження роботи сонячних 1 і акумуляторних 5 батарей та забезпечення стабільною напругою заданого номіналу модулів службових систем і корисного навантаження (вправо від вихідних шин «+» і «-» - на кресленнях не зображено) складається з зарядного перетворювача (ЗП) 6, розрядного перетворювача (РП) 7 і стабілізатора вихідної напруги 8. Акумуляторна батарея (на кресленнях зображена одна акумуляторна батарея) 5 мінусом зв'язана з загальною мінусовою шиною, а плюсом через з'єднувачі 5-2 і 5-1 (на кресленнях ці з'єднувачі розстиковані) - з ЗП 6 і РП 7 (інформаційні зв'язки акумуляторної батареї 5 не зображені). Замість сонячних батарей на вхід СПН 4 через з'єднувачі 2-1 і 3-1 підключають імітатори 9 сонячних батарей, а замість акумуляторної батареї 5 до ЗП 6 і РП 7 підключають імітатор 10 акумуляторної батареї (інформаційні зв'язки імітатора 10 акумуляторної батареї 5 не зображені). Живлення імітатора 9 сонячних батарей і імітатора 10 акумуляторної батареї здійснюють від промислової мережі 220/380 В через кабелі 9-1 й 10-1 і СГЕП 11/1 і 11/2 відповідно. Випробування КА на дію механічних навантажень і контроль стиковки сонячних 1 і акумуляторних 5 батарей проводять зі штатними сонячними 1 і акумуляторними 5 батареями. Усі інші випробування КА проводять з використанням технологічних функціональних імітаторів сонячних 9 і акумуляторних 10 батарей. Це дозволяє оперативно провести відпрацювання КА у будь-яких режимах, пов'язаних зі станом сонячних 1 і акумуляторних 5 батарей по відношенню до інтерфейсу, з СПН 4, що практично не завжди можливо реалізувати при відпрацюванні КА у штатній конфігурації. У випадку зникнення напруги промислової мережі робота буде продовжена штатно протягом часу, що визначається енергетичними можливостями СГЕП 11/1 і 11/2. Це забезпечує можливість своєчасного переключення промислової мережі, що використовують, на резервні лінії без втрат для процесу електричних випробувань КА. Але, якщо в даній ситуації буде включений заряд акумуляторної батареї, то він стане можливим з імітатором акумуляторної батареї, який працює у режимі заряду з рекуперацією енергії, що сприймає, у промислову мережу. У цьому випадку ЗП 6 буде працювати на холостому ході (на обрив). Для ЗП така робота не є штатною і може призвести до його виходу з ладу. Для виключення цього передбачається перед вмиканням КА штучно блокувати роботу зарядних перетворювачів 6 СПН 4 системи електричного живлення наземними засобами, наприклад в імітатор акумуляторної батареї закласти параметри, які відповідають повному заряду акумуляторної батареї, або в імітаторах акумуляторних батарей передбачають можливість роботи їх по зарядному інтерфейсу без рекуперації енергії заряду в промислову мережу, наприклад, спрямовуючи енергію заряду на власні або зовнішні резистори. Сонячні батареї можуть виконуватися з кількох секцій за патентом РФ № 2.535.824, МПК B64G 1/42, B64G 7/00, 2013 р. або за патентом України № 86204u, МПК B64G 1/44, 2013 р. Електричні випробування КА проводять з використанням бортової системи телеметричних вимірювань за патентом РФ № 2.559.661, МПК B64G 7/00, 2013 р. СЕЖ може виконуватися за патентом України № 46219u, МПК G05F 1/56, 2009 р. Таким чином, запропонований спосіб підвищує функціональні можливості і надійність процесу електричних випробувань. 2 UA 105310 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Спосіб виготовлення космічного апарата, що включає виготовлення комплектуючих, складання космічного апарата, котрий містить систему електричного живлення, що містить сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізуючий перетворювач напруги з інтерфейсами зарядних і розрядних перетворювачів для узгодження роботи сонячних і акумуляторних батарей та забезпечення живленням, стабільною напругою заданого номіналу, модулів службових систем і корисного навантаження, проведення електричних випробувань космічного апарата на функціонування з підключенням до промислової мережі і системи гарантованого електропостачання, випробувань на дію механічних навантажень, термовакуумних випробувань, а також заключних випробувань з контролем стиковки сонячних і акумуляторних батарей, при цьому випробування на дію механічних навантажень і контроль стиковки сонячних і акумуляторних батарей проводять зі штатними сонячними і акумуляторними батареями, а усі інші випробування проводять з використанням технологічних функціональних імітаторів сонячних і акумуляторних батарей, який відрізняється тим, що імітатори сонячних і акумуляторних батарей підключають до промислової мережі через систему гарантованого електропостачання, для чого штучно блокують роботу зарядних перетворювачів стабілізуючого перетворювача напруги системи електричного живлення наземними засобами, або в імітаторах акумуляторних батарей передбачають можливість роботи їх по зарядному інтерфейсу без рекуперації енергії заряду у промислову мережу. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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