Спосіб виготовлення космічного апарата

Реферат: Спосіб виготовлення космічного апарата містить складання космічного апарата, котрий включає сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізований перетворювач напруги з вхідними силовими ланцюгами, підготовку наземного джерела електроенергії до роботи та проведення електричних випробувань космічного апарата. Вхідні силові ланцюги стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення сонячних батарей, у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги, накоротко шунтують малопотужними релейними комутаторами, а електричне підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводять після попереднього їх шунтування накоротко через додатково передбачені малопотужні технологічні ланцюги, з наступним видаленням ланцюгів шунтування після завершення електричного підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги. UA 89495 U (12) UA 89495 U UA 89495 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 містить виготовлення комплектуючих, складання КА, проведення електричних випробувань на функціонування, випробувань на дію механічних навантажень, тепловакуумних випробувань, а також заключних випробувань на функціонування космічного апарата (див. патент РФ №2.305.058, МПК B64G 1/22, B64G 1/50, 2005р.). Недоліком цього способу виготовлення є його низькі експлуатаційні характеристики через низьку надійність робіт у процесі виготовлення космічного апарата, тому що спосіб не регламентує питання, котрі відносяться до особливостей конфігурації системи електропостачання. Найближчим до запропонованого по технічному рішенню є вибраний як прототип спосіб виготовлення КА, який втілений у патенті РФ №2.156.211, МПК B64G 1/00, B64G 1/22, B64G 1/42, B64G 1/46, 1999р. Цей спосіб містить виготовлення комплектуючих, складання космічного апарата, підготовку наземного джерела електроенергії до роботи, проведення електричних випробувань космічного апарата на функціонування. При цьому живлення бортової апаратури проводять від бортових акумуляторів або від наземного джерела електроенергії для збереження ресурсу бортової апаратури. Комплектуючі містять сонячні батареї, комплекс автоматики і стабілізації напруги, акумуляторні батареї. Сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізований перетворювач напруги утворюють систему електричного живлення КА. Недоліком цього способу виготовлення є його невисокі експлуатаційні характеристики через недостатню надійність робіт у процесі виготовлення космічного апарата, тому що спосіб не регламентує питання, котрі належать до особливостей конфігурації системи електропостачання. 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: вхідні силові ланцюги стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення сонячних батарей, у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги, накоротко шунтуються малопотужними релейними комутаторами, а електричне підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводиться після попереднього їх шунтування накоротко через додатково передбачені малопотужні технологічні ланцюги, з наступним видаленням ланцюгів шунтування після завершення електричного підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги, що дозволяє захистити перетворювач від нерозрахункових режимів роботи, у випадку появлення на виході під стикованої сонячної батареї якоїсь потужності від природного фону освітлення КА у процесі виготовлення; на вхідних силових ланцюгах стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення акумуляторних батарей встановлюються силові електронні комутатори, а підключення акумуляторних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводиться після попереднього підзаряду акумуляторних батарей і попереднього заряду обмеженим струмом вхідних силових ланцюгів до величини напруги, рівній поточній напрузі розімкненого ланцюга відповідної акумуляторної батареї, що дозволяє підвищити питомі енергетичні характеристики системи електричного живлення КА у порівнянні з релейними комутаторами; після підключення акумуляторних батарей до стабілізованого перетворювача напруги періодично проводиться їх підзаряд від наземного джерела електроенергії для компенсування струмів витоку з акумуляторних батарей у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги, що дозволяє зберігати ресурсні характеристики бортових акумуляторних батарей у процесі виготовлення КА; попередній заряд вхідних силових ланцюгів стабілізованого перетворювача напруги з боку акумуляторних батарей проводиться від відповідних акумуляторних батарей через струмообмежувальні резистори, причому величину опору (R, Ом) струмообмежувального резистора вибирають, виходячи із співвідношення: Uaб. / Ік. Uaб. / Іут, де Uaб. - напруга розімкненого ланцюга відповідної акумуляторної батареї, В; Ік. - максимальний допустимий струм через знеструмлений електронний комутатор, А; Івит. - величина струму витоку з виходу акумуляторної батареї у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги, що дозволяє вибирати величину опору струмообмежувального резистора R з умови неперевищення максимального допустимого струму через знеструмлений електронний 1 UA 89495 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 комутатор Uaб. / Ік. і достатності для компенсування струму витоку з виходу акумуляторної батареї Uаб. / Івит. у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованому способі виготовлення КА, що містить складання космічного апарата, котрий включає сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізований перетворювач напруги з вхідними силовими ланцюгами, підготовку наземного джерела електроенергії до роботи та проведення електричних випробувань космічного апарата, в ньому вхідні силові ланцюги стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення сонячних батарей, у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги, накоротко шунтують малопотужними релейними комутаторами, а електричне підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводять після попереднього їх шунтування накоротко через додатково передбачені малопотужні технологічні ланцюги, з наступним видаленням ланцюгів шунтування після завершення електричного підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги. На вхідних силових ланцюгах стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення акумуляторних батарей встановлюють силові електронні комутатори, а підключення акумуляторних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводять після попереднього підзаряду акумуляторних батарей і попереднього заряду обмеженим струмом вхідних силових ланцюгів до величини напруги, рівній поточній напрузі розімкненого ланцюга відповідної акумуляторної батареї. Після підключення акумуляторних батарей до стабілізованого перетворювача напруги періодично проводять їх підзаряд від наземного джерела електроенергії для компенсування струмів утікання з акумуляторних батарей у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги. Попередній заряд вхідних силових ланцюгів стабілізованого перетворювача напруги з боку акумуляторних батарей проводять від відповідних акумуляторних батарей через струмообмежувальні резистори, причому величину опору (R, Ом) струмообмежувального резистора вибирають, виходячи із співвідношення: Uaб. / Ік. Uaб. / Івит., де Uaб. - напруга розімкненого ланцюга відповідної акумуляторної батареї, В; Ік. - максимальний допустимий струм через знеструмлений електронний комутатор, А; Івит. - величина струму витоку з виходу акумуляторної батареї у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги. 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. Система електричного живлення (СЕЖ) містить сонячну батарею 1, підключену до навантаження 3 через стабілізований перетворювач напруги (СПН) 2, і акумуляторну батарею (АБ) 5, підключену до СПН 2. СПН 2 складається зі стабілізатора напруги (СН) 4, зарядного перетворювача (ЗП) 6 і розрядного перетворювача (РП) 7. Через технологічні ланцюги паралельно сонячній батареї 1 підключається наземний пристрій для шунтування 1-2 сонячної батареї 1 шляхом замикання перемикача 1-5, а на спільний вхід зарядного 6 і розрядного 7 перетворювачів підключається наземний пристрій для реалізації підзаряда їх вхідних ланцюгів 9, котрий містить струмообмежувальний резистор 9-1 і перемикач 9-2. Сонячна батарея 1, що містить блокуючі діоди 1-1, як правило, знаходиться у процесі виготовлення КА у відстикованому стані поза КА (з'єднувачі 1-3 і 1-4 розстиковані). На КА сонячні батареї 1 встановлюються (і стикуються) на період проведення випробувань КА на дію механічних навантажень, а також для контролю стиковки сонячних батарей 1 з КА. В окремих випадках, наприклад для неорієнтованих сонячних батарей, сонячні батареї знаходяться постійно у складі КА і електрично з ним з'єднані, а наземні імітатори сонячних батарей стикують до спеціально передбачених технологічних з'єднувачів (відводів) паралельно сонячним батареям. При цьому блокуючі діоди 1-1 захищають сонячні батареї 1 від протікання так званого "темного" струму. У запропонованому прикладі сонячні батареї 1 знаходяться поза КА. СЕЖ виконана зі спільною мінусовою шиною. СПН 2 слугує для погоджування роботи сонячних 1 і акумуляторних 5 батарей і забезпечення стабільною напругою заданого номіналу навантаження 3 (модулів службових систем і корисного вантажу). Акумуляторна батарея 5 (наведена одна батарея) мінусом зв'язана з загальною мінусовою шиною, а плюсом через з'єднувачі 5-1 (на кресленнях з'єднувачі розстиковані) і через силовий електронний комутатор 5-2, зв'язаний щодо керування з навантаженням 3, з зарядним 6 і розрядним 7 перетворювачами (інформаційні зв'язки акумуляторної батареї 5 не зображені). Вхідні силові ланцюги СПН 2 з боку підключення сонячної батареї 1 у вимкненому стані СПН 2 зашунтовані накоротко малопотужними релейними комутаторами 8. 2 UA 89495 U 5 10 15 Роботи з КА проводять таким чином. Перед стикуванням сонячної батареї 1 (стиковки з'єднувачів 1-3 і 1-4) проводять шунтування накоротко через додатково передбачені малопотужні технологічні ланцюги, наземним пристроєм 1-2 шляхом вмикання перемикача 1-5 у положення "замкнено". Після завершення стиковки засоби шунтування відключають. Підключення акумуляторних батарей 5 до СПН 2 здійснюють у такій послідовності: - акумуляторні батареї 5 попередньо (і далі періодично) підзаряжають від наземного джерела електроенергії; - проводять попередній заряд вхідних силових ланцюгів СПН 2, з боку акумуляторних батарей, від відповідних акумуляторних батарей 5 через струмообмежувальні резистори 9-1 шляхом вмикання перемикача 9-1 у положення "замкнено"; - стикують з'єднувачі; - після завершення стиковки наземний пристрій для реалізації підзаряду їх вхідних ланцюгів 9 відключають. Електричні випробування КА проводять за патентами України №81847u, МПК B64G 5/00, G01R31/00, 2013р. та №82400u, МПК B64G 5/00, G12B 17/02, 2013р. Таким чином, запропонований спосіб підвищує функціональні можливості і надійність процесу електричних випробувань, а також дозволяє зберігати ресурсні характеристики бортових акумуляторних батарей у процесі виготовлення КА. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 50 1. Спосіб виготовлення космічного апарата, що містить складання космічного апарата, котрий включає сонячні батареї, акумуляторні батареї і стабілізований перетворювач напруги з вхідними силовими ланцюгами, підготовку наземного джерела електроенергії до роботи та проведення електричних випробувань космічного апарата, який відрізняється тим, що вхідні силові ланцюги стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення сонячних батарей, у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги, накоротко шунтують малопотужними релейними комутаторами, а електричне підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводять після попереднього їх шунтування накоротко через додатково передбачені малопотужні технологічні ланцюги, з наступним видаленням ланцюгів шунтування після завершення електричного підключення силових ланцюгів сонячних батарей до стабілізованого перетворювача напруги. 2. Спосіб виготовлення космічного апарата за п. 1, який відрізняється тим, що на вхідних силових ланцюгах стабілізованого перетворювача напруги з боку підключення акумуляторних батарей встановлюють силові електронні комутатори, а підключення акумуляторних батарей до стабілізованого перетворювача напруги проводять після попереднього підзаряду акумуляторних батарей і попереднього заряду обмеженим струмом вхідних силових ланцюгів до величини напруги, рівній поточній напрузі розімкненого ланцюга відповідної акумуляторної батареї. 3. Спосіб виготовлення космічного апарата за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що після підключення акумуляторних батарей до стабілізованого перетворювача напруги періодично проводять їх підзаряд від наземного джерела електроенергії для компенсування струмів витоку з акумуляторних батарей у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги. 4. Спосіб виготовлення космічного апарата за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що попередній заряд вхідних силових ланцюгів стабілізованого перетворювача напруги з боку акумуляторних батарей проводять від відповідних акумуляторних батарей через струмообмежувальні резистори, причому величину опору (R, Ом) струмообмежувального резистора вибирають, виходячи із співвідношення: Uaб./lк.Uaб./Івит., де Uaб. - напруга розімкненого ланцюга відповідної акумуляторної батареї, В; Ік. - максимальний допустимий струм через знеструмлений електронний комутатор, А; Івит. - величина струму витоку з виходу акумуляторної батареї у вимкненому стані стабілізованого перетворювача напруги. 3 UA 89495 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4