Ο ηλιακός ιχνηλάτης είναι ένα σύστημα που έχει σχεδιαστεί για να προσανατολίζει τις επιφάνειες εργασίας συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ή συστημάτων που συγκεντρώνουν (παράγουν) θερμική ενέργεια εγκατεστημένη στον ιχνηλάτη στον Ήλιο.
Η επιφάνεια εργασίας σε αυτή την περίπτωση είναι:
— μπαταρία που αποτελείται από ηλιακά φωτοβολταϊκά πλαίσια (πάνελ).
— ένας παραβολικός ανακλαστήρας που εστιάζει την ηλιακή ενέργεια σε έναν κινητήρα Stirling που παράγει ηλεκτρική ενέργεια (Φωτογραφία 2).
- ένα κάτοπτρο που εστιάζει την ηλιακή ενέργεια σε οποιονδήποτε άλλο δέκτη ηλιακής ενέργειας, ο οποίος μπορεί να είναι συσκευή ή ψυκτικό, ανάλογα με τον τύπο του συστήματος (Φωτογραφία 3).
— οπτικές συσκευές κ.λπ.
Ο ακριβής προσανατολισμός των επιφανειών εργασίας των συστημάτων προς τον Ήλιο είναι απαραίτητος για την επίτευξη της μέγιστης απόδοσής τους. Σε αυτήν την περίπτωση, το καθήκον του ιχνηλάτη είναι να μειώσει τη γωνία πρόσπτωσης του ήλιου στην επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών (φωτοβολταϊκά πλαίσια, φωτοβολταϊκά πλαίσια συγκεντρωμένα σε CPV, συστήματα CSP, συστήματα HCPV, παραβολικοί ανακλαστήρες κ.λπ.).
Σύνθεση ηλιακού ιχνηλάτη
1. Μια δομή στήριξης που αποτελείται από ένα σταθερό και κινούμενο μέρος, το κινούμενο τμήμα έχει έναν ή δύο άξονες περιστροφής (Εικ. 1).
2. Συστήματα προσανατολισμού (τοποθέτησης) για το κινούμενο τμήμα του ιχνηλάτη, που αποτελείται από ενεργοποιητές, και συσκευές ελέγχου για αυτούς.
3. Συστήματα ασφαλείας, συμπεριλαμβανομένων:
- αλεξικέραυνο,
- προστασία από υπερφόρτωση,
— ένας μετεωρολογικός σταθμός σχεδιασμένος να προειδοποιεί το σύστημα για τυφώνες, χαλάζι, χιόνι, πάγο και δυσμενείς καιρικές συνθήκες. Αναλύοντας τα δεδομένα του μετεωρολογικού σταθμού, το σύστημα επαναπροσανατολίζει τον ιχνηλάτη σε μια θέση όπου οι δυσμενείς παράγοντες θα ελαχιστοποιηθούν κατά την περίοδο δράσης τους και οι επιφάνειες εργασίας θα προστατεύονται από καταστροφή ή ζημιά.
— σταθεροποιητές·
4. Συστήματα ελέγχου και διεπαφή σχεδιασμένα για την εγκατάσταση, την παρακολούθηση και τη συντήρηση του συστήματος ισχύος.
5. Συστήματα απομακρυσμένης πρόσβασης - για απομακρυσμένη παρακολούθηση και διαχείριση συστήματος.
6. Σύστημα πλοήγησης - για τον προσδιορισμό της γεωγραφικής θέσης του συστήματος, υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας (για ιχνηλάτες σε κινητή βάση). Σε σταθερούς ιχνηλάτες, δεν απαιτείται πλοήγηση. Οι ρυθμίσεις για το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος και το υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας της τοποθεσίας όπου είναι εγκατεστημένος ο ιχνηλάτης εισάγονται από τον προμηθευτή κατά την εγκατάσταση του συστήματος.
7. Inverter - μετατρέπει την άμεση τάση που προέρχεται από το ωφέλιμο φορτίο του tracker (φωτοβολταϊκές μονάδες κ.λπ.) σε εναλλασσόμενη τάση 220V (110V) και τη μεταδίδει στον καταναλωτή ή στο σταθμό λήψης, τροφοδοτώντας ταυτόχρονα τον tracker. Ο αριθμός των μετατροπέων στον ιχνηλάτη μπορεί να είναι από έναν έως τρεις. Οι μετατροπείς κατασκευάζονται σε προστατευμένη έκδοση (έκδοση πεδίου) ή σε περίβλημα εγκατεστημένο σε εσωτερικούς χώρους. Τα διαγράμματα σύνδεσης για μετατροπείς στο σύστημα μπορεί να είναι διαφορετικά.
Η ανάγκη πλήρους συσκευασίας ενός ιχνηλάτη δεν είναι πάντα οικονομικά εφικτή· εξαρτάται από τον τύπο του ιχνηλάτη, τον σκοπό και άλλους παράγοντες, επομένως στην πράξη, συχνά λείπουν πολλά από τα παραπάνω στοιχεία του ιχνηλάτη.
Τύποι ηλιακών ιχνηλατώνΣυστήματα προσανατολισμού ηλιακής συστοιχίας
Το κινούμενο τμήμα του ιχνηλάτη μπορεί να αλλάξει τη θέση του χρησιμοποιώντας χειροκίνητη κίνηση ή χρησιμοποιώντας 1-2 ενεργοποιητές - ενεργοποιητές κατασκευασμένους σε ηλεκτρικούς κινητήρες.
Το καθήκον του ιχνηλάτη είναι να ρυθμίσει τις γωνίες κλίσης της επιφάνειας εργασίας του φορτίου, προσανατολίζοντάς το αυστηρά προς τον ήλιο. Με απλά λόγια, οι ακτίνες του ήλιου πρέπει να πέφτουν κάθετα στο επίπεδο του ηλιακού πάνελ.
Ρύζι. 1 
Στην πρώτη περίπτωση, η συσκευή ελέγχου ενεργοποιητή, χρησιμοποιώντας αρκετούς φωτοανιχνευτές, αναλύει τον φωτισμό σε διαφορετικές θέσεις του ανιχνευτή και μεταδίδει σήματα ελέγχου στους ενεργοποιητές έως ότου η φωτεινή ροή σε όλα τα φωτοκύτταρα είναι ίδια. Η ανισορροπία του συστήματος λόγω της κίνησης του ήλιου θα δώσει ώθηση για να ενεργοποιηθεί μια νέα κίνηση, προς τον ήλιο. Τα διαγράμματα κυκλωμάτων τέτοιων συσκευών είναι απλά και φθηνά. Έχουν όμως ένα σημαντικό μειονέκτημα. Σε συννεφιασμένο καιρό, βροχόπτωση και μόλυνση από φωτοανιχνευτές, το σύστημα δεν λειτουργεί.
Μπορείτε να επαναπροσανατολίσετε το σύστημα χειροκίνητα ή ελέγχοντας τους ενεργοποιητές παρέχοντας σήματα ελέγχου χρησιμοποιώντας διακόπτες. Αλλά αυτή η μέθοδος είναι αποδεκτή κυρίως για τον εποχιακό προσανατολισμό των ιχνηλατών, όταν η αντίστοιχη γωνία κλίσης έχει ρυθμιστεί για μια ορισμένη χρονική περίοδο (στην εικόνα αυτή η γωνία ορίζεται ως Ζενίθ (ζενίθ γωνία του ήλιου (Εικ. 1.)). Η ακρίβεια του προσανατολισμού είναι χαμηλή, ο χειριστής μπορεί να μην βρίσκεται πάντα στον ιχνηλάτη, επομένως αυτή η μέθοδος δεν είναι ευρέως διαδεδομένη, αλλά είναι αρκετά κατάλληλη για εποχιακό προσανατολισμό συστημάτων χαμηλού προϋπολογισμού.
Ο έλεγχος της κίνησης του ιχνηλάτη κατά μήκος των γωνιών Αζιμούθου και Ζενίθ είναι δυνατός με μια συσκευή ελέγχου που περιλαμβάνει χρονόμετρο. Σε αυτήν την περίπτωση, οι ενεργοποιητές ξεκινούν την εργασία τους σύμφωνα με το ημερήσιο πρόγραμμα χρονοδιακόπτη (αν χρειάζεται και σύμφωνα με το ετήσιο πρόγραμμα). Η ακρίβεια του προσανατολισμού δεν είναι μεγάλη, αφού ο ήλιος αλλάζει συνεχώς χρόνο, τόπο ανατολής και δύσης και γωνία ζενίθ καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.
Για παράδειγμα, το καλοκαίρι στα γεωγραφικά πλάτη μας η γωνία του ζενίθ είναι μικρή, και το χειμώνα ο ήλιος διασχίζει τον ορίζοντα και η γωνία ζενίθ είναι μεγάλη. Αυτή η μέθοδος είναι αποδεκτή για φθηνά συστήματα.
Η πιο αποτελεσματική μέθοδος έχει γίνει ο έλεγχος των ενεργοποιητών χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα που υπολογίζει τη θέση του ήλιου σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Σύμφωνα με το εσωτερικό ρολόι της συσκευής, το πρόγραμμα στη μονάδα ελέγχου θα παρέχει πληροφορίες σχετικά με την τιμή των γωνιών Αζιμούθου και Ζενίθου (Εικ. 1), λαμβάνοντας υπόψη τη θέση του ιχνηλάτη (γεωγραφικό πλάτος, γεωγραφικό μήκος, υψόμετρο πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας ), μετά την οποία ο ενεργοποιητής παράγει τον αντίστοιχο επαναπροσανατολισμό του ιχνηλάτη στην υπολογιζόμενη θέση. Αυτό το πρόγραμμα για τον υπολογισμό της θέσης του ήλιου ονομάζεται SPA (Solar Position Algorithm).
Οι συσκευές ελέγχου ιχνηλάτη μπορούν να κατασκευαστούν σε ασφαλείς υπολογιστές, PLC - Προγραμματιζόμενους Λογικούς Ελεγκτές ή με τη μορφή χωριστών ολοκληρωμένων συσκευών που προγραμματίζονται από τον προμηθευτή κατά την παράδοση του ιχνηλάτη, με αναφορά στην τοποθεσία του προϊόντος τους. Μια ομάδα ανιχνευτών μπορεί να ελεγχθεί από έναν υπολογιστή, γεγονός που μειώνει το κόστος της μονάδας παραγωγής ενέργειας.
Χαρακτηριστικά σχεδίουΟ σχεδιασμός του ιχνηλάτη πρέπει να διασφαλίζει την ικανότητα αντοχής σε ισχυρά φορτία ανέμου όταν λειτουργεί ως μέρος του συστήματος ισχύος. Με την αύξηση του μεγέθους της επιφάνειας εργασίας του ωφέλιμου φορτίου, αυξάνεται ο άνεμος του συμπλέγματος. Το βάρος του ωφέλιμου φορτίου έχει επίσης σημασία. Επομένως, οι σχεδιαστές πρέπει συχνά να αναδιανέμουν το φορτίο στον ιχνηλάτη στις αποφάσεις τους, αυξάνοντας τις διαστάσεις του συστήματος (Φωτογραφία 4;5). Η αξιοπιστία είναι ο καθοριστικός παράγοντας εδώ.
Μπορείτε να αγοράσετε έναν ηλιακό ιχνηλάτη. Επιλέξτε από ιχνηλάτες παραγωγής μονού και διπλού άξονα.
Ένας προφανής τρόπος για τη βελτίωση της απόδοσης των ηλιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι η χρήση ηλιακών συστημάτων παρακολούθησης σε αυτές. Η ανάπτυξη συστημάτων παρακολούθησης με απλή συντήρηση θα βελτιώσει σημαντικά την τεχνική και οικονομική απόδοση των γεωργικών εγκαταστάσεων και θα δημιουργήσει άνετες συνθήκες εργασίας και διαβίωσης για τους ανθρώπους, διασφαλίζοντας παράλληλα την οικολογική ασφάλεια του περιβάλλοντος. Τα συστήματα παρακολούθησης μπορούν να είναι με έναν ή δύο άξονες περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών.
Μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας με σύστημα παρακολούθησης, συμπεριλαμβανομένου ενός συμπαγούς φωτοηλεκτρικού αισθητήρα θέσης ήλιου, που αποτελείται από ένα πλαίσιο σε σχήμα ευθύγραμμου τριγωνικού πρίσματος, στις δύο πλευρές του οποίου βρίσκονται φωτοκύτταρα για την παρακολούθηση του ήλιου και στην τρίτη όψη εκεί είναι ένα φωτοκύτταρο εντολής για τη στροφή των μονάδων από τα δυτικά προς τα ανατολικά. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα φωτοκύτταρα παρακολούθησης στις άκρες του αισθητήρα εκπέμπουν σήματα εντολών στη μονάδα ελέγχου για την αζιμουθιακή κίνηση περιστροφής της ηλιακής μονάδας, η οποία περιστρέφεται προς την κατεύθυνση του ήλιου χρησιμοποιώντας έναν άξονα. Το μειονέκτημα της εγκατάστασης είναι η ανεπαρκής ακρίβεια παρακολούθησης του ήλιου.
Ο ηλιακός σταθμός περιέχει μια ηλιακή μπαταρία με σύστημα διαξονικού προσανατολισμού προς τον ήλιο, πάνω στην οποία είναι εγκατεστημένα ως αισθητήρες παρακολούθησης του ήλιου φωτοηλεκτρικές μονάδες που περιέχουν γραμμικούς φωτοανιχνευτές που βρίσκονται στις εστίες κυλινδρικών φακών Fresnel. Σήματα από φωτοανιχνευτές, χρησιμοποιώντας μικροεπεξεργαστή, ελέγχουν τις μονάδες κίνησης του αζιμουθιακού και ζενιθιακού συστήματος προσανατολισμού της ηλιακής μπαταρίας.
Το μειονέκτημα αυτής της εγκατάστασης είναι η ανεπαρκής ακρίβεια παρακολούθησης του ήλιου, καθώς και το γεγονός ότι οι αισθητήρες παρακολούθησης καταλαμβάνουν μέρος της ενεργής περιοχής της ηλιακής μπαταρίας.
Ο κύριος στόχος της ανάπτυξης είναι η βελτίωση της ακρίβειας του αισθητήρα παρακολούθησης ηλίου για συστήματα προσανατολισμού διαξονικών ηλιακών πάνελ σε οποιαδήποτε θέση του ήλιου στον ουρανό καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.
Το παραπάνω τεχνικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι στον προτεινόμενο αισθητήρα παρακολούθησης ηλίου υπάρχει ένα σύστημα διαξονικού προσανατολισμού για μια ηλιακή μπαταρία, που περιέχει ένα μπλοκ κυψελών λήψης δέσμης εγκατεστημένων σε μια σταθερή πλατφόρμα, τα οποία είναι κατασκευασμένα με τη μορφή ανάστροφων κώνων. με αδιαφανή τοιχώματα και τοποθετημένα στα στενά άκρα των κώνων των φωτοηλεκτρικών κυψελών. Σε αυτή την περίπτωση, οι κυψέλες λήψης δοκού τοποθετούνται σφιχτά στην πλατφόρμα με σχηματισμό σταθερής γωνίας 160° και πλαισιώνονται από μια διαφανή σφαίρα τοποθετημένη στην πλατφόρμα, η οποία είναι εγκατεστημένη με κλίση προς την οριζόντια υπό γωνία ίση με το γεωγραφικό πλάτος της θέσης του αισθητήρα.
Ο αισθητήρας παρακολούθησης είναι εγκατεστημένος σε μια σταθερή πλατφόρμα, η κανονική 6 της οποίας (Εικ. 1) κατευθύνεται προς το νότο. Η γωνία κλίσης της θέσης προς την οριζόντια βάση αντιστοιχεί στο γεωγραφικό πλάτος της περιοχής δίπλα στην ηλιακή μπαταρία, τοποθετημένη σε ένα μηχανικό σύστημα ηλιακού προσανατολισμού που περιέχει κινητήρες ζενιθαλικής και αζιμουθιακής περιστροφής χρησιμοποιώντας κινητήρες βηματικού γραναζιού. Οι κινήσεις της ηλιακής μπαταρίας ελέγχονται από έναν μικροεπεξεργαστή που λαμβάνει ηλεκτρικά ερεθίσματα από τα φωτοηλεκτρικά στοιχεία των κυψελών αισθητήρα. Ο μικροεπεξεργαστής περιέχει πληροφορίες σχετικά με το γεωγραφικό πλάτος της θέσης της ηλιακής μπαταρίας, ένα ηλεκτρονικό ρολόι εξοπλισμένο με ημερολόγιο, τα σήματα του οποίου ενεργοποιούν τους κινητήρες μετάδοσης για τη ζενιθική και αζιμουθιακή περιστροφή της ηλιακής μπαταρίας σύμφωνα με την εξίσωση της κίνησης του ήλιου στον ουρανό. Σε αυτή την περίπτωση, οι τιμές των επιτευχθέντων γωνιών περιστροφής της ηλιακής μπαταρίας με βάση τα σήματα από τα φωτοηλεκτρικά στοιχεία των κυψελών αισθητήρα συγκρίνονται με τις τιμές που λαμβάνονται από την εξίσωση κίνησης του ήλιου στο ρεύμα χρόνος.
Η ουσία του σχεδιασμού του αισθητήρα απεικονίζεται στο Σχ. 1, 2, 3 και 4. Στο Σχ. Τα 1 και 3 δείχνουν το γενικό διάγραμμα του αισθητήρα. Στο Σχ. Το σχήμα 2 δείχνει μια κάτοψη μιας διαφανούς σφαίρας και κυψελών λήψης δέσμης. Στο Σχ. Το σχήμα 4 δείχνει ένα διάγραμμα ενός τέτοιου κελιού.
Ο αισθητήρας παρακολούθησης του ήλιου για ένα διαξονικό σύστημα προσανατολισμού ηλιακού πάνελ περιέχει μια πλατφόρμα 1 προσαρτημένη σε μια οριζόντια βάση 5 σε γωνία ίση με το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής. Ένα διαφανές ημισφαίριο 2 με ακτίνα r είναι προσαρτημένο στην πλατφόρμα 1. Σε ολόκληρο τον εσωτερικό χώρο της σφαίρας 2, τα κελιά υποδοχής δέσμης 3 είναι στενά στερεωμένα, που έχουν το σχήμα ενός αντίστροφου κώνου με αδιαφανή τοιχώματα 7, που βλέπει προς το εσωτερικό τοίχωμα της διαφανούς σφαίρας 2 με διάμετρο φ, και διάμετρο δ 2στη θέση 1. Το ύψος του κώνου 3 είναι ίσο με την απόσταση ηαπό το εσωτερικό τοίχωμα της σφαίρας 2 έως την επιφάνεια της πλατφόρμας 1. Στο κάτω μέρος του κώνου 3 σε απόσταση 5d 1 από το άνω άκρο του κώνου 3 υπάρχει ένα φωτοηλεκτρικό στοιχείο 4, το ηλεκτρικό σήμα από το οποίο μεταδίδεται στο σύστημα μικροεπεξεργαστή για τον έλεγχο της περιστροφής των αξόνων της ηλιακής μπαταρίας (δεν φαίνεται στο Σχ. 1) . Η απόσταση 5d 1 επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε η ακτίνα του ήλιου 8 να συλλαμβάνεται με ακρίβεια στο φωτοηλεκτρικό στοιχείο 4, που περιορίζεται από τα αδιαφανή τοιχώματα 7 του κώνου 3.
Ο αισθητήρας παρακολούθησης ήλιου λειτουργεί ως εξής. Οι ακτίνες του ήλιου 8 διεισδύουν μέσα από τη διαφανή σφαίρα 2, τον εσωτερικό χώρο του κώνου 3 και πέφτουν στο φωτοβολταϊκό στοιχείο 4, προκαλώντας ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο αναλύεται από τον μικροεπεξεργαστή και μεταδίδεται στους βηματικούς μηχανισμούς κίνησης της ηλιακής μπαταρίας σύστημα προσανατολισμού (δεν φαίνεται στο σχήμα). Καθώς ο ήλιος κινείται στον ουρανό, οι ακτίνες του 8 ενεργοποιούν σταδιακά τα φωτοηλεκτρικά στοιχεία 3 και συμβάλλουν στην ακριβή και ομαλή ρύθμιση της περιστροφής της ηλιακής μπαταρίας κατά μήκος του αζιμουθιακού και ζενιθιακού άξονα.
Εργαστηριακές δοκιμές της διάταξης κυψέλης αισθητήρα με χρήση προσομοιωτή ηλιακής ακτινοβολίας έδειξαν αποδεκτά αποτελέσματα διακοπής της φωτεινής ροής για τις αποδεκτές τιμές ρε 1 , ρε 2 και 5 ρεΧ.
Ο αισθητήρας παρακολούθησης του ήλιου ενός διαξονικού συστήματος προσανατολισμού ηλιακής μπαταρίας περιέχει στοιχεία λήψης δέσμης κατασκευασμένα με τη μορφή αντίστροφων κώνων, σφιχτά τοποθετημένα στο χώρο ώστε να σχηματίζουν μια σταθερή γωνία 160° και πλαισιώνονται από μια διαφανή σφαίρα, επιτρέποντας πιο ακριβή προσανατολισμό ηλιακούς συλλέκτες και επομένως λαμβάνουν τη μεγαλύτερη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας από αυτά.
Ο Ρωμαίος φιλόσοφος Σενέκας είπε: «Αν κάποιος δεν ξέρει πού πλέει, τότε δεν υπάρχει ευνοϊκός άνεμος για αυτόν». Στην πραγματικότητα, τι μας χρησιμεύει αν δεν γνωρίζουμε τη θέση της συσκευής στο διάστημα; Αυτή η ιστορία είναι για συσκευές που μας επιτρέπουν να μην χαθούμε στο διάστημα.
Οι τεχνολογικές εξελίξεις έχουν κάνει τα συστήματα ελέγχου στάσης μικρά, φθηνά και προσβάσιμα. Τώρα ακόμη και ένας μαθητικός μικροδορυφόρος μπορεί να υπερηφανεύεται για ένα σύστημα προσανατολισμού που οι πρωτοπόροι της αστροναυτικής δεν μπορούσαν παρά να ονειρευτούν. Οι περιορισμένες ευκαιρίες οδήγησαν σε έξυπνες λύσεις.
Ασύμμετρη απάντηση: χωρίς προσανατολισμό
Οι πρώτοι δορυφόροι, ακόμη και οι διαπλανητικοί σταθμοί, πέταξαν χωρίς προσανατολισμό. Η μετάδοση δεδομένων στη Γη γινόταν μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού και αρκετές κεραίες, έτσι ώστε ο δορυφόρος να μπορεί να έρχεται σε επαφή σε οποιαδήποτε θέση και σε οποιαδήποτε πτώση, ζύγιζε πολύ λιγότερο από το σύστημα ελέγχου στάσης. Ακόμη και οι πρώτοι διαπλανητικοί σταθμοί πέταξαν χωρίς προσανατολισμό:
Luna 2, ο πρώτος σταθμός που έφτασε στη σεληνιακή επιφάνεια. Τέσσερις κεραίες στα πλάγια παρέχουν επικοινωνία σε οποιαδήποτε θέση σε σχέση με τη Γη
Ακόμη και σήμερα, μερικές φορές είναι πιο εύκολο να καλύψετε ολόκληρη την επιφάνεια ενός δορυφόρου με ηλιακούς συλλέκτες και να εγκαταστήσετε πολλές κεραίες παρά να δημιουργήσετε ένα σύστημα ελέγχου στάσης. Επιπλέον, ορισμένες εργασίες δεν απαιτούν προσανατολισμό - για παράδειγμα, οι κοσμικές ακτίνες μπορούν να ανιχνευθούν σε οποιαδήποτε θέση του δορυφόρου.
Πλεονεκτήματα:
- Μέγιστη απλότητα και αξιοπιστία. Ένα σύστημα προσανατολισμού που λείπει δεν μπορεί να αποτύχει.
- Προς το παρόν κατάλληλο κυρίως για μικροδορυφόρους που λύνουν σχετικά απλά προβλήματα. Οι «σοβαροί» δορυφόροι δεν μπορούν πλέον να κάνουν χωρίς σύστημα ελέγχου στάσης.
Ηλιακός αισθητήρας
Στα μέσα του 20ου αιώνα, τα φωτοκύτταρα είχαν γίνει ένα οικείο και καταξιωμένο πράγμα, επομένως δεν είναι περίεργο που πήγαν στο διάστημα. Ο Ήλιος έγινε ένας προφανής φάρος για τέτοιους αισθητήρες. Το έντονο φως του έπεσε πάνω στο φωτοευαίσθητο στοιχείο και κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης:
Διάφορα σχήματα λειτουργίας σύγχρονων ηλιακών αισθητήρων, στο κάτω μέρος υπάρχει μια φωτοευαίσθητη μήτρα
Μια άλλη επιλογή σχεδίασης, εδώ η μήτρα είναι καμπύλη
Σύγχρονοι ηλιακοί αισθητήρες
Πλεονεκτήματα:
- Απλότητα.
- Φτήνια.
- Όσο υψηλότερη είναι η τροχιά, τόσο μικρότερη είναι η περιοχή σκιάς και τόσο περισσότερο μπορεί να λειτουργήσει ο αισθητήρας.
- Η ακρίβεια είναι περίπου ένα λεπτό τόξου.
- Μην εργάζεστε στη σκιά της Γης ή άλλου ουράνιου σώματος.
- Μπορεί να υπόκειται σε παρεμβολές από τη Γη, τη Σελήνη κ.λπ.
Το διαστημόπλοιο Vostok χρησιμοποίησε έξυπνα έναν ηλιακό αισθητήρα - ο άξονας στον Ήλιο χρησιμοποιήθηκε κατά την κατασκευή του προσανατολισμού για την επιβράδυνση του πλοίου. Επίσης, οι ηλιακοί αισθητήρες είχαν μεγάλη ζήτηση στους διαπλανητικούς σταθμούς, επειδή πολλοί άλλοι τύποι αισθητήρων δεν μπορούν να λειτουργήσουν εκτός της τροχιάς της Γης.
Λόγω της απλότητας και του χαμηλού κόστους τους, οι ηλιακοί αισθητήρες είναι πλέον πολύ διαδεδομένοι στη διαστημική τεχνολογία.
Κατακόρυφη υπέρυθρη
Τα οχήματα που πετούν σε τροχιά της Γης χρειάζεται συχνά να καθορίσουν την τοπική κατακόρυφο - την κατεύθυνση προς το κέντρο της Γης. Τα ορατά φωτοκύτταρα δεν είναι πολύ κατάλληλα για αυτό - στη νυχτερινή πλευρά η Γη είναι πολύ λιγότερο φωτισμένη. Αλλά, ευτυχώς, στο υπέρυθρο φάσμα, η θερμή Γη λάμπει σχεδόν εξίσου στα ημισφαίρια της ημέρας και της νύχτας. Σε χαμηλές τροχιές, οι αισθητήρες καθορίζουν τη θέση του ορίζοντα, ενώ στις υψηλές τροχιές, σαρώνουν το διάστημα αναζητώντας τον θερμό κύκλο της Γης.Δομικά, κατά κανόνα, τα υπέρυθρα κατακόρυφα plotter περιέχουν ένα σύστημα κατόπτρων ή έναν καθρέφτη σάρωσης:
Κατακόρυφη διάταξη υπέρυθρης ακτινοβολίας με σφόνδυλο. Η μονάδα έχει σχεδιαστεί για ακριβή προσανατολισμό στη Γη για γεωστατικούς δορυφόρους. Ο καθρέφτης σάρωσης είναι ευδιάκριτος
Ένα παράδειγμα του οπτικού πεδίου του υπέρυθρου κατακόρυφου. Μαύρος κύκλος - Γη
Οικιακές υπέρυθρες κάθετες που παράγονται από την JSC "VNIIIEM"
Πλεονεκτήματα:
- Δυνατότητα δημιουργίας τοπικού κατακόρυφου σε οποιοδήποτε σημείο της τροχιάς.
- Γενικά υψηλή αξιοπιστία.
- Καλή ακρίβεια -
- Προσανατολισμός μόνο σε έναν άξονα.
- Για χαμηλές τροχιές χρειάζονται ορισμένα σχέδια, για υψηλές τροχιές άλλα.
- Σχετικά μεγάλες διαστάσεις και βάρος.
- Μόνο για γήινη τροχιά.
Το πλοίο Σογιούζ. Οι διπλοί αισθητήρες SCI εμφανίζονται με βέλη
Gyroorbitant
Για να εκδοθεί μια ώθηση πέδησης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την κατεύθυνση του διανύσματος τροχιακής ταχύτητας. Ο ηλιακός αισθητήρας θα δώσει τον σωστό άξονα περίπου μία φορά την ημέρα. Αυτό είναι φυσιολογικό για πτήσεις αστροναυτών· σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης, ένα άτομο μπορεί να προσανατολίσει χειροκίνητα το πλοίο. Αλλά τα πλοία Vostok είχαν «δίδυμα αδέρφια», τους δορυφόρους αναγνώρισης Zenit, οι οποίοι έπρεπε επίσης να εκπέμψουν μια ώθηση πέδησης για να επιστρέψουν το φιλμ που καταγράφηκε από την τροχιά. Οι περιορισμοί του ηλιακού αισθητήρα ήταν απαράδεκτοι, οπότε έπρεπε να εφευρεθεί κάτι νέο. Αυτή η λύση ήταν το γυροσκόπιο. Όταν λειτουργεί το υπέρυθρο κατακόρυφο, το πλοίο περιστρέφεται επειδή ο άξονας προς τη Γη στρέφεται συνεχώς. Η κατεύθυνση της τροχιακής κίνησης είναι γνωστή, επομένως από την κατεύθυνση προς την οποία στρίβει το πλοίο, μπορεί να προσδιοριστεί η θέση του:
Για παράδειγμα, εάν το πλοίο κυλά συνεχώς προς τα δεξιά, τότε πετάμε δεξιά προς τα εμπρός. Και αν το πλοίο πετάει πρύμνη προς τα εμπρός, τότε θα σηκώνει συνεχώς τη μύτη του προς τα πάνω. Με τη βοήθεια ενός γυροσκόπιου, το οποίο τείνει να διατηρεί τη θέση του, μπορεί να προσδιοριστεί αυτή η περιστροφή:
Όσο περισσότερο εκτρέπεται το βέλος, τόσο πιο έντονη είναι η περιστροφή κατά μήκος αυτού του άξονα. Τρία τέτοια πλαίσια σάς επιτρέπουν να μετράτε την περιστροφή κατά μήκος τριών αξόνων και να στρίβετε ανάλογα το πλοίο.
Τα γυροσκόπια χρησιμοποιήθηκαν ευρέως στις δεκαετίες 60-80, αλλά τώρα έχουν εκλείψει. Απλοί αισθητήρες γωνιακής ταχύτητας κατέστησαν δυνατή την αποτελεσματική μέτρηση της περιστροφής του οχήματος και ο ενσωματωμένος υπολογιστής μπορούσε εύκολα να προσδιορίσει τη θέση του πλοίου από αυτά τα δεδομένα.
Αισθητήρας ιόντων
Ήταν μια ωραία ιδέα να συμπληρώσουμε την υπέρυθρη κατακόρυφο με έναν αισθητήρα ιόντων. Σε χαμηλές τροχιές της Γης, υπάρχουν ατμοσφαιρικά μόρια που μπορεί να είναι ιόντα - που φέρουν ηλεκτρικό φορτίο. Εγκαθιστώντας αισθητήρες που καταγράφουν τη ροή των ιόντων, μπορείτε να προσδιορίσετε ποια πλευρά το πλοίο πετά προς τα εμπρός σε τροχιά - εκεί η ροή θα είναι μέγιστη:
Επιστημονικός εξοπλισμός για τη μέτρηση της συγκέντρωσης θετικών ιόντων
Ο αισθητήρας ιόντων λειτούργησε γρηγορότερα - χρειάστηκε σχεδόν μια ολόκληρη τροχιά για να δημιουργηθεί ένας προσανατολισμός με ένα γυροσκόπιο και ο αισθητήρας ιόντων ήταν σε θέση να δημιουργήσει έναν προσανατολισμό σε ~ 10 λεπτά. Δυστυχώς, στην περιοχή της Νότιας Αμερικής υπάρχει το λεγόμενο «πηγάδι ιόντων», το οποίο καθιστά ασταθή τη λειτουργία του αισθητήρα ιόντων. Σύμφωνα με το νόμο της κακίας, είναι στην περιοχή της Νότιας Αμερικής που τα πλοία μας πρέπει να επικεντρωθούν στο φρενάρισμα για την προσγείωση στην περιοχή του Μπαϊκονούρ. Στο πρώτο Soyuz εγκαταστάθηκαν αισθητήρες ιόντων, αλλά εγκαταλείφθηκαν αρκετά σύντομα και τώρα δεν χρησιμοποιούνται πουθενά.
Αισθητήρας αστεριού
Ένας άξονας στον Ήλιο συχνά δεν είναι αρκετός. Για την πλοήγηση, μπορεί να χρειαστείτε ένα άλλο φωτεινό αντικείμενο, η κατεύθυνση του οποίου, μαζί με τον άξονα προς τον Ήλιο, θα δώσει τον επιθυμητό προσανατολισμό. Το αστέρι Canopus έγινε ένα τέτοιο αντικείμενο - είναι το δεύτερο φωτεινότερο στον ουρανό και βρίσκεται μακριά από τον Ήλιο. Το πρώτο διαστημόπλοιο που χρησιμοποίησε ένα αστέρι για προσανατολισμό ήταν το Mariner 4, το οποίο εκτοξεύτηκε στον Άρη το 1964. Η ιδέα αποδείχθηκε επιτυχημένη, αν και ο αισθητήρας αστεριών ήπιε πολύ από το αίμα του MCC - κατά την κατασκευή του προσανατολισμού, στόχευε σε λάθος αστέρια και ήταν απαραίτητο να "πηδήσει" πάνω από τα αστέρια για αρκετές ημέρες. Αφού ο αισθητήρας στόχευσε τελικά στο Canopus, άρχισε να τον χάνει συνεχώς - τα συντρίμμια που πετούσαν δίπλα στον καθετήρα αναβοσβήνουν μερικές φορές έντονα και επανεκκινούσαν τον αλγόριθμο αναζήτησης αστεριών.Οι πρώτοι αισθητήρες αστέρων ήταν φωτοκύτταρα με μικρό οπτικό πεδίο που μπορούσαν να στοχεύουν μόνο σε ένα φωτεινό αστέρι. Παρά τις περιορισμένες δυνατότητές τους, χρησιμοποιήθηκαν ενεργά σε διαπλανητικούς σταθμούς. Τώρα η τεχνολογική πρόοδος έχει, στην πραγματικότητα, δημιουργήσει μια νέα κατηγορία συσκευών. Οι σύγχρονοι αισθητήρες αστεριών χρησιμοποιούν μια μήτρα φωτοκυττάρων, λειτουργούν παράλληλα με έναν υπολογιστή με έναν κατάλογο αστεριών και καθορίζουν τον προσανατολισμό της συσκευής με βάση αυτά τα αστέρια που είναι ορατά στο οπτικό τους πεδίο. Τέτοιοι αισθητήρες δεν απαιτούν προκαταρκτική κατασκευή ενός πρόχειρου προσανατολισμού από άλλες συσκευές και είναι σε θέση να προσδιορίσουν τη θέση της συσκευής ανεξάρτητα από την περιοχή του ουρανού στον οποίο αποστέλλονται.
Τυπικοί ιχνηλάτες αστεριών
Όσο μεγαλύτερο είναι το οπτικό πεδίο, τόσο πιο εύκολη είναι η πλοήγηση
Απεικόνιση της λειτουργίας του αισθητήρα - η κατεύθυνση θέασης υπολογίζεται με βάση τις σχετικές θέσεις των αστεριών σύμφωνα με τα δεδομένα του καταλόγου
Πλεονεκτήματα:
- Η μέγιστη ακρίβεια, μπορεί να είναι μικρότερη από ένα δευτερόλεπτο τόξου.
- Δεν χρειάζεται άλλες συσκευές, μπορεί να καθορίσει την ακριβή θέση ανεξάρτητα.
- Εργαστείτε σε οποιεσδήποτε τροχιές.
- Υψηλή τιμή.
- Δεν λειτουργούν όταν η συσκευή περιστρέφεται γρήγορα.
- Ευαίσθητο στο φως και τις παρεμβολές.
Μαγνητόμετρο
Μια σχετικά νέα κατεύθυνση είναι η κατασκευή προσανατολισμού σύμφωνα με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Τα μαγνητόμετρα για τη μέτρηση του μαγνητικού πεδίου εγκαταστάθηκαν συχνά σε διαπλανητικούς σταθμούς, αλλά δεν χρησιμοποιήθηκαν για τον προσανατολισμό της γραφικής παράστασης.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης σας επιτρέπει να δημιουργήσετε προσανατολισμό και στους τρεις άξονες
«Επιστημονικό» μαγνητόμετρο των ανιχνευτών Pioneer-10 και -11
Το πρώτο ψηφιακό μαγνητόμετρο. Αυτό το μοντέλο εμφανίστηκε στο σταθμό Mir το 1998 και χρησιμοποιήθηκε στην προσγείωση Philae του ανιχνευτή Rosetta.
Πλεονεκτήματα:
- Απλότητα, φθηνότητα, αξιοπιστία, συμπαγές.
- Μέση ακρίβεια, από λεπτά τόξου έως αρκετά δευτερόλεπτα τόξου.
- Μπορείτε να δημιουργήσετε προσανατολισμό και στους τρεις άξονες.
- Υπόκειται σε παρεμβολές, συμπεριλαμβανομένων και από εξοπλισμό διαστημικού σκάφους.
- Δεν λειτουργεί πάνω από 10.000 km από τη Γη.
Γυροσταθεροποιημένη πλατφόρμα
Ιστορικά, τα διαστημόπλοια πετούσαν συχνά χωρίς προσανατολισμό ή σε λειτουργία ηλιακής περιστροφής. Μόνο στην περιοχή του στόχου της αποστολής ενεργοποίησαν ενεργά συστήματα, κατασκεύασαν προσανατολισμό σε τρεις άξονες και ολοκλήρωσαν το έργο τους. Τι γίνεται όμως αν χρειαστεί να διατηρήσουμε τον εθελοντικό προσανατολισμό για μεγάλο χρονικό διάστημα; Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να «θυμόμαστε» την τρέχουσα θέση και να καταγράφουμε τις στροφές και τους ελιγμούς μας. Και για αυτό, η ανθρωπότητα δεν έχει βρει τίποτα καλύτερο από τα γυροσκόπια (μετρούν τις γωνίες περιστροφής) και τα επιταχυνσιόμετρα (μετρούν τις γραμμικές επιταχύνσεις).Γυροσκόπια
Η ιδιότητα ενός γυροσκόπιου να προσπαθεί να διατηρήσει τη θέση του στο διάστημα είναι ευρέως γνωστή:
Αρχικά, τα γυροσκόπια ήταν μόνο μηχανικά. Όμως η τεχνολογική πρόοδος έχει οδηγήσει στην εμφάνιση πολλών άλλων τύπων.
Οπτικά γυροσκόπια. Τα οπτικά γυροσκόπια - λέιζερ και οπτικές ίνες - διακρίνονται από πολύ υψηλή ακρίβεια και απουσία κινούμενων μερών. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιείται το φαινόμενο Sagnac - μια μετατόπιση φάσης των κυμάτων σε ένα συμβολόμετρο περιστρεφόμενου δακτυλίου.
Γυροσκόπιο λέιζερ
Γυροσκόπια κυμάτων στερεάς κατάστασης. Στην περίπτωση αυτή, μετράται η μετάπτωση ενός στάσιμου κύματος ενός στερεού συντονισμού. Δεν περιέχουν κινούμενα μέρη και είναι πολύ ακριβή.
Γυροσκόπια δόνησης. Χρησιμοποιούν το φαινόμενο Coriolis για τη λειτουργία - οι δονήσεις ενός μέρους του γυροσκόπιου κατά τη στροφή εκτρέπουν το ευαίσθητο μέρος:
Τα δονούμενα γυροσκόπια παράγονται στην έκδοση MEMS, είναι φθηνά και πολύ μικρά σε μέγεθος με σχετικά καλή ακρίβεια. Είναι αυτά τα γυροσκόπια που βρίσκονται σε τηλέφωνα, τετρακόπτερα και παρόμοιο εξοπλισμό. Ένα γυροσκόπιο MEMS μπορεί επίσης να λειτουργήσει στο διάστημα και εγκαθίσταται σε μικροδορυφόρους.
Το μέγεθος και η ακρίβεια των γυροσκοπίων είναι ξεκάθαρα:
Επιταχυνσιόμετρα
Δομικά, τα επιταχυνσιόμετρα είναι κλίμακες - ένα σταθερό φορτίο αλλάζει το βάρος του υπό την επίδραση των επιταχύνσεων και ο αισθητήρας μετατρέπει αυτό το βάρος σε τιμή επιτάχυνσης. Τώρα τα επιταχυνσιόμετρα, εκτός από μεγάλες και ακριβές εκδόσεις, έχουν αποκτήσει και ανάλογα MEMS:
Ένα παράδειγμα ενός "μεγάλου" επιταχυνσιόμετρου
Μικρογραφία ενός επιταχυνσιόμετρου MEMS
Ο συνδυασμός τριών επιταχυνσιόμετρων και τριών γυροσκόπιων σάς επιτρέπει να καταγράφετε την περιστροφή και την επιτάχυνση και στους τρεις άξονες. Μια τέτοια συσκευή ονομάζεται γυροσκοπική σταθεροποιημένη πλατφόρμα. Στην αυγή της αστροναυτικής, ήταν δυνατά μόνο σε ένα αντίζυμο και ήταν πολύ περίπλοκα και ακριβά.
Γυροσκοπική πλατφόρμα Apollo. Ο μπλε κύλινδρος στο πρώτο πλάνο είναι ένα γυροσκόπιο. Βίντεο δοκιμής πλατφόρμας
Η κορυφή των μηχανικών συστημάτων ήταν τα συστήματα χωρίς κάρτες, όταν η πλατφόρμα κρεμόταν ακίνητη στις ροές αερίων. Ήταν υψηλής τεχνολογίας, αποτέλεσμα της δουλειάς μεγάλων ομάδων, πανάκριβες και μυστικές συσκευές.
Η σφαίρα στο κέντρο είναι μια γυροσκοπική σταθεροποιημένη πλατφόρμα. Σύστημα καθοδήγησης ICBM Peacekeeper
Λοιπόν, τώρα η ανάπτυξη των ηλεκτρονικών έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι μια πλατφόρμα με ακρίβεια κατάλληλη για απλούς δορυφόρους χωράει στην παλάμη του χεριού σας, αναπτύσσεται από μαθητές και δημοσιεύεται ακόμη και ο πηγαίος κώδικας.
Οι πλατφόρμες MARG έχουν γίνει μια ενδιαφέρουσα καινοτομία. Σε αυτά, τα δεδομένα από γυροσκόπια και επιταχυνσιόμετρα συμπληρώνονται με μαγνητικούς αισθητήρες, γεγονός που καθιστά δυνατή τη διόρθωση του σφάλματος συσσώρευσης των γυροσκοπίων. Ο αισθητήρας MARG είναι ίσως η πιο κατάλληλη επιλογή για μικροδορυφόρους - είναι μικρός, απλός, φθηνός, δεν έχει κινούμενα μέρη, καταναλώνει μικρή ισχύ και παρέχει προσανατολισμό τριών αξόνων με διόρθωση σφαλμάτων.
Σε «σοβαρά» συστήματα, οι αισθητήρες αστεριών χρησιμοποιούνται συνήθως για τη διόρθωση σφαλμάτων προσανατολισμού μιας γυροσκοπικά σταθεροποιημένης πλατφόρμας.
Η εφεύρεση σχετίζεται με τη διαστημική τεχνολογία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαστημόπλοια για διάφορους σκοπούς. Το προτεινόμενο ηλιακό πάνελ αποτελείται από πλαίσιο, δοκό και άνω και κάτω φύλλα. Οι πόρτες στερεώνονται στο πλαίσιο, τη δοκό και το σώμα του διαστημικού σκάφους χρησιμοποιώντας πυροκλείδες με ώμους και συνδέονται μεταξύ τους με σφιγκτήρες. Σε αυτή την περίπτωση, ένα πυροηλεκτρικό στοιχείο τοποθετείται επιπρόσθετα στο σώμα κάθε pyrolock, το οποίο αλληλεπιδρά αυτόνομα με το πόδι, στο οποίο δημιουργείται μια δεύτερη οπή για έναν πρόσθετο άξονα. Ένα μάνδαλο είναι αρθρωτό στο κάτω φύλλο, το ένα άκρο αλληλεπιδρά με ένα βραχίονα στερεωμένο άκαμπτα στο επάνω φύλλο και το άλλο άκρο με το άκρο του αντίστοιχου μάνδαλου. Στην προτεινόμενη σχεδίαση, το πυρο-μέσο χρησιμοποιείται ταυτόχρονα για τη στερέωση του πακέτου των παραθυρόφυλλων στο πλαίσιο και τη δοκό, καθώς και το πλαίσιο και τη δοκό στο σώμα του διαστημικού σκάφους. Ως αποτέλεσμα, η εφεύρεση καθιστά δυνατή την αύξηση της αξιοπιστίας του ανοίγματος των παραθυρόφυλλων του ηλιακού πάνελ κατά περίπου 100 φορές. 11 άρρωστος.
Η εφεύρεση σχετίζεται με τη διαστημική τεχνολογία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαστημόπλοια για διάφορους σκοπούς. Μια γνωστή ηλιακή μπαταρία (SB) του διαστημικού σκάφους που αναπτύχθηκε από την TsSKB Samara, σχέδια 11f624 8700-0, η γενική όψη της οποίας φαίνεται στο Σχ. 1 πρωτότυπο. Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει μια διατομή της μπαταρίας (τμήμα AA). Στο σχ. Το Σχήμα 3 δείχνει μια διατομή του πυροχημικού (Β-Β). Στο σχ. Το 4 δείχνει ένα στοιχείο για τη στερέωση των βαλβίδων και το Σχ. Το 5 του πρωτοτύπου δείχνει την ηλιακή μπαταρία σε θέση εργασίας (ανοιχτή). Στο σώμα του διαστημικού σκάφους 1 (Εικ. 1) στερεώνεται άκαμπτα ένας κινητήρας 2, στον άξονα εξόδου του οποίου είναι προσαρτημένο ένα πλαίσιο ισχύος 3. Στο σώμα του διαστημικού σκάφους είναι εγκατεστημένος εξοπλισμός 4 (Εικ. 2), ο οποίος , μαζί με την περιοχή κάτω από το φέρινγκ, καθόρισαν τη διαμόρφωση της μπαταρίας στη θέση αποθήκευσης. Στο πλαίσιο 3 και στη δοκό 5 (Εικ. 1), χρησιμοποιώντας ένα αρθρωτό παραλληλόγραμμο 6 (Εικ. 2), τοποθετούνται οι κάτω πόρτες 7 και οι επάνω πόρτες 8, ασφαλισμένες στη μία πλευρά με ένα μάνδαλο 9 (Εικ. 4 του πρωτοτύπου) , και στην άλλη πλευρά συνδέονται με μεντεσέ 10 , πλαίσιο 3 και δοκός 5 με πυροχημικά 11 εικ. 1 είναι στερεωμένα στο σώμα του διαστημικού σκάφους. Η πυροηλεκτρική συσκευή 11 είναι ένα περίβλημα 12, ένα πέλμα 13, ένα ελατήριο στρέψης 14, ένα πυροστοιχείο 15 (για παράδειγμα, ένα πυροβόλο), το οποίο, με το πέλμα 13, πιέζει το πλαίσιο 3 και τη δοκό 5 (Εικ. 1) στο σώμα του διαστημικού σκάφους 1. Στο σώμα της πυροηλεκτρικής συσκευής 12 (Εικ. 3) και του ποδιού 13 έχει μια οπή 16 για τον κύριο άξονα 17. Χρησιμοποιώντας πυροστοιχεία 11 (Εικ. 2) παρόμοιας σχεδίασης χρησιμοποιώντας τα ίδια πυροστοιχεία 15 (Εικ. 3), οι κάτω πόρτες 7 (Εικ. 2) είναι προσαρτημένες στο πλαίσιο 3 και η δοκός 5 (Εικ. 1 ) σε έξι σημεία ισχύος. Σε έναν από τους μεντεσέδες του παραλληλογράμμου 6 (Εικ. 2) είναι στερεωμένο ένα έκκεντρο 18 (Σχ. 4), το οποίο στηρίζεται σε ένα μάνδαλο 9 με ελατήριο, το οποίο συγκρατεί τις πόρτες 7 και 8 στη θέση κλειδώματος. Ένα διχτυωτό ύφασμα τεντώνεται κατά μήκος της περιμέτρου κάθε πόρτας 7 και 8, πάνω στο οποίο είναι στερεωμένοι οι φωτοηλεκτρικοί μετατροπείς 19 (Σχ. 5). Η αποκάλυψη του Συμβουλίου Ασφαλείας γίνεται με την ακόλουθη σειρά. Μετά την απελευθέρωση του φέρινγκ κεφαλής, δίνεται μια εντολή για την ενεργοποίηση των πυροστοιχείων 15 (Εικ. 3) της πυροηλεκτρικής συσκευής 11. Κατά μήκος του επιπέδου διαχωρισμού, το πυροστοιχείο 15 σκίζεται. Το πέλμα 13 περιστρέφεται από ένα ελατήριο στρέψης 14 στην οπή 16 σε σχέση με τον κύριο άξονα 17. Η σύνδεση μεταξύ του πλαισίου 3, δοκού 5 (Εικ. 3) και του σώματος του διαστημικού σκάφους 1 (Εικ. 1) έχει σπάσει. Το Drive 2 απομακρύνει τον πίνακα SB από το σώμα SC 1 και σταματά. Δίνεται μια εντολή για να ενεργοποιηθεί το πυροηλεκτρικό στοιχείο 15 (Εικ. 3) της πυροηλεκτρικής συσκευής 11 (Εικ. 2). Η σύνδεση μεταξύ του κάτω πτερυγίου 7, του πλαισίου 3 και της δοκού 5 (Εικ. 1) έχει σπάσει. Υπό τη δράση των ελατηρίων στρέψης που είναι εγκατεστημένα στους άξονες G (Εικ. 2) αρθρωτό παραλληλόγραμμο 6, τα πτερύγια 7 και 8 ξεκινούν την επίπεδη-παράλληλη κίνηση στους άξονες του αρθρωτού παραλληλογράμμου 6. Το έκκεντρο 18 (Εικ. 4), σταθερά στερεωμένο στον μεντεσέ, σε μια ορισμένη γωνία περιστροφής των πτερυγίων 7 και 8 απελευθερώνει το μάνδαλο 9 με ελατήριο, το οποίο, κινούμενος στην αξονική κατεύθυνση, ξεκλειδώνει το φύλλο 8 σε σχέση με το φύλλο 7. Το φύλλο 8 περιστρέφεται σε σχέση με τον μεντεσέ 10 και το φύλλο 7 συνεχίζει την επίπεδη παράλληλη κίνησή του μέχρι να στερεώνεται στο πλαίσιο 3 (Εικ. 1) και στη δοκό 5. Το φύλλο 8 (Εικ. 4) στερεώνεται στον μεντεσέ 10 με το φύλλο 7. Έτσι, και οι τέσσερις πόρτες ανοίγουν και κλειδώνουν, σχηματίζοντας ένα ενιαίο επίπεδο πάνελ. Το Drive 2 (Εικ. 1) περιστρέφει τον πίνακα στη βέλτιστη θέση σε σχέση με τον Ήλιο. Το μειονέκτημα του περιγραφόμενου σχεδίου είναι η χαμηλή αξιοπιστία του ανοίγματος των βαλβίδων. Η παρουσία μεγάλου αριθμού πυροστοιχείων μειώνει την πιθανότητα λειτουργίας του συστήματος ανάπτυξης χωρίς αστοχίες. Για να ανοίξετε ένα πάνελ SB, είναι απαραίτητο να ενεργοποιήσετε 12 πυροστοιχεία (πυροβολίδες).Σύμφωνα με τις τεχνικές προδιαγραφές για αυτά, μπουλόνι P = 0,99996 και για συστήματα 12 P = 0,99996 12 = 0,99952 Αυτό σημαίνει, περίπου, 1 αστοχία ανά 1000 προϊόντα. Επιπλέον, η αξονική κίνηση του μανδάλου όταν οι οπές βάσης σε διαφορετικά φύλλα μετατοπίζονται λόγω των θερμικών τους παραμορφώσεων είναι επιρρεπής σε «δάγκωμα», γεγονός που οδηγεί στο μη άνοιγμα των φύλλων. Ο στόχος της παρούσας εφεύρεσης είναι να αυξήσει την αξιοπιστία του ανοίγματος των παραθυρόφυλλων ασφαλείας με την εισαγωγή διπλών στοιχείων. Το πρόβλημα επιλύεται από το γεγονός ότι στο σώμα κάθε πυροστοιχείου (κλείδωμα) είναι επιπλέον εγκατεστημένο ένα πυροστοιχείο που αλληλεπιδρά με το πόδι και ένα αιωρούμενο μάνδαλο αρθρώνεται στο κάτω φύλλο, το ένα άκρο ακουμπάει σε ένα βραχίονα άκαμπτα στερεώνεται στο πάνω φύλλο και το άλλο αλληλεπιδρά με το άκρο του μάνδαλου. Στο σχ. 6 δείχνει μια γενική άποψη του SB. στο σχ. 7 - διατομή SB. στο σχ. 8 - στοιχείο για τη στερέωση των άνω και κάτω φύλλων. στο σχ. Το Σχήμα 9 δείχνει μια pyro συσκευή (κλείδωμα) που ασφαλίζει την κάτω πόρτα SB με πλαίσιο και δοκό στο σώμα του διαστημικού σκάφους. στο σχ. 10 δείχνει τη θέση του συνδέσμου εργασίας μετά την ενεργοποίηση του κύριου πυροστοιχείου (squib). στο σχ. 11 - θέση του συνδέσμου εργασίας μετά την ενεργοποίηση του πρόσθετου πυροηλεκτρικού στοιχείου (squib). Η ηλιακή μπαταρία είναι εγκατεστημένη στο σώμα 20 (Εικ. 6) του διαστημικού σκάφους. Ένα πλαίσιο ισχύος 22 είναι άκαμπτα προσαρτημένο στη μονάδα κίνησης 21. Ο εξοπλισμός, για παράδειγμα, μια κεραία 23, τοποθετείται μεταξύ του πλαισίου 22 και της δέσμης 24. Στο πλαίσιο 22 και στη δοκό 24 χρησιμοποιώντας ένα αρθρωτό παραλληλόγραμμο 25 (Εικ. 7) Το κάτω 26 και το άνω 27 φύλλο είναι τοποθετημένα. Το κάτω πτερύγιο 26, συνδεδεμένο με το πτερύγιο 27 μέσω ενός μεντεσέ 28 με ελατήριο, πιέζεται πάνω στο σώμα 20 (Εικ. 6) μέσω πυρκαγιάς 29 (Εικ. 9). Έτσι, τα πυρομέσα 29 πιέζονται πάνω στο σώμα του διαστημικού σκάφους 20 (Εικ. 6), τα πτερύγια 26 (Σχ. 7), το πλαίσιο 22 (Εικ. 6) και η δοκός 24. Στο σώμα 30 (Εικ. 9) από κάθε πυρο-μέσο 29 υπάρχει μια οπή 31 για τον κύριο άξονα 32 και είναι εγκατεστημένο ένα πυροστοιχείο 33 (squib), το οποίο, αλληλεπιδρώντας με τον άξονα 32, στερεώνει τον μοχλό 34 σε σχέση με το σώμα 30. Ένα επιπλέον πυροστοιχείο 35 (Εικ. 11) είναι εγκατεστημένο στο σώμα 30, αλληλεπιδρά με τον πρόσθετο άξονα 36 (Εικ. 10) και στερεώνει τον μοχλό 34 με ένα περίβλημα 30 (Εικ. 9) και ένα πόδι 37. Ο δικός του άξονας 38 στερεώνει τον μοχλό 34 σε σχέση με το πέλμα 37 και διασφαλίζει την περιστροφή της άρθρωσής τους σε σχέση με τον πρόσθετο άξονα 36 (Εικ. 10) στο περίβλημα 30 (Εικ. 9), στο οποίο έχει κατασκευαστεί μια μορφοποιημένη αυλάκωση 39. Ο προωθητής ελατηρίου 40 στηρίζεται στον μοχλό 34 και το πέλμα 37 αλληλεπιδρά με το ελατήριο στρέψης 41. Στο πτερύγιο 26 (Εικ. 8) υπάρχει ένα μάνδαλο 43 με ελατήριο στον άξονα 42, το ένα άκρο του οποίου ακουμπά στο άκρο 44 του ελατηρίου μανδάλου 45 , που συγκρατείται στη θέση εργασίας έκκεντρο 46. Το άλλο άκρο του μάνδαλου 43 κρατά το πτερύγιο 27 από το άνοιγμα. Η εργασία του διαστημικού σκάφους εκτελείται με την ακόλουθη σειρά. Μετά την πτώση του φέρινγκ κεφαλής, με βάση τις λειτουργικές εργασίες του διαστημικού σκάφους, η κεραία 23 (Εικ. 7) με την κίνηση της αφαιρείται από το σώμα του διαστημικού σκάφους 20 (Εικ. 6) από τη ζώνη ανάπτυξης SB και στερεώνεται στο θέση εργασίας. Έτσι, η κεραία 23 (Εικ. 7) ελευθερώνει την περιοχή για το άνοιγμα των παραθυρόφυλλων 26 και 27 επί του διαστημικού σκάφους. Κατέστη δυνατή η χρήση ενός προϊόντος pyro για: - στερέωση μιας συσκευασίας φύλλων στο πλαίσιο και τη δοκό και για το μετέπειτα άνοιγμά τους. - στερέωση του πλαισίου και της δοκού στο σώμα του διαστημικού σκάφους και ο επακόλουθος διαχωρισμός τους. Η χρήση ενός προϊόντος pyro για την επίλυση δύο προβλημάτων σάς επιτρέπει να μειώσετε τον αριθμό τους, γεγονός που αυξάνει την αξιοπιστία του συστήματος. Δίνεται εντολή για την ενεργοποίηση του κύριου πυροστοιχείου 33 (Εικ. 9) της πυροηλεκτρικής συσκευής 29. Ο κύριος άξονας 32, κινούμενος στην αξονική κατεύθυνση, «βυθίζεται» στο περίβλημα 30. Ο μοχλός 34 βρίσκεται υπό τη δύναμη του συμπιεσμένου Το ελατήριο του ωθητή 40 μαζί με το πέλμα 37 (Εικ. 10) και τον δικό του άξονα 38 περιστρέφεται σε σχέση με τον πρόσθετο άξονα 36. Στην περίπτωση αυτή, ο άξονας 38 κινείται στην κοιλότητα της μορφοποιημένης αυλάκωσης 39. Χωρίς να αναλυθεί η λειτουργία του στην πυροηλεκτρική συσκευή, αποστέλλεται μια εντολή από το κύριο πυροηλεκτρικό στοιχείο 33 μετά από 0,5-2 δευτερόλεπτα στο εφεδρικό πυροηλεκτρικό στοιχείο 35 (Εικ. 11). Υπό την επίδραση των αερίων σκόνης του, ο πρόσθετος άξονας 36 «βυθίζεται» (Εικ. 10), το πόδι 37 περιστρέφεται σε σχέση με τον κύριο άξονα 32 με ένα ελατήριο στρέψης 41. Οι πόρτες 26 και 27 (Εικ. 7), το πλαίσιο 22 (Εικ. 6) και η δοκός 24 απελευθερώνονται από το σώμα του διαστημόπλοιο 20, που άνοιξε υπό τη δράση ελατηρίων στρέψης που είναι εγκατεστημένα στους άξονες του παραλληλογράμμου άρθρωσης 25 (Εικ. 7). Ο πίνακας μετακινείται από τον οδηγό 21 στη θέση εργασίας. Το πόδι 37 (Εικ. 10) δεν προεξέχει πέρα από το επίπεδο "y" και δεν εμποδίζει την αφαίρεση των στοιχείων SB από το σώμα του διαστημικού σκάφους. Το έκκεντρο 46 (Εικ. 8), στερεωμένο άκαμπτα στον μεντεσέ, σε μια ορισμένη γωνία περιστροφής απελευθερώνει το μάνδαλο 45, το οποίο, κινούμενο στην αξονική κατεύθυνση, απελευθερώνει το στέλεχος του μάνταλου 43. Περιστρέφοντας με ένα ελατήριο στρέψης, το μάνδαλο 43 απελευθερώνει το πτερύγιο 57, το οποίο ανοίγει και κλειδώνει. Κατά τις αμοιβαίες κινήσεις των βαλβίδων λόγω υπερφορτώσεων και μεταβολών θερμοκρασίας, το άκρο 44 του μανδάλου 45 έχει την ικανότητα να κινείται κατά μήκος του τετραγώνου. «Ι», που εξαλείφει το μη άνοιγμα των βαλβίδων. Λόγω του γεγονότος ότι δύο ανεξάρτητοι μηχανισμοί είναι εγκατεστημένοι στο σώμα της πυροηλεκτρικής συσκευής 30 (Εικ. 9), που ενεργοποιούνται από πυροστοιχεία (squibs) 33 και 35 (Εικ. 11), η αξιοπιστία λειτουργίας της πυροηλεκτρικής συσκευής αυξάνεται και αυξάνεται προς την
P o = 0,999999
Και αφού καταφέραμε να λύσουμε το πρόβλημα στερέωσης και ανοίγματος των φύλλων με 6 πυροτεχνουργήματα (αντί για 12), η αξιοπιστία ανοίγματος των φύλλων είναι
Σύστημα P = 0,999999 6 = 0,99999
Πρόκειται για περίπου 1 αποτυχία ανά 100.000 προϊόντα. Η εισαγωγή ενός αρθρωτού μάνδαλου στο φύλλο αποτρέπει το μπλοκάρισμα του μανδάλου (ακόμη και με κινήσεις θερμοκρασίας του φύλλου μεταξύ τους). Η προτεινόμενη τεχνική λύση καθιστά δυνατή την αύξηση της αξιοπιστίας του συστήματος ανοίγματος πτερυγίων SB κατά περίπου 100 φορές.
Απαίτηση
Ηλιακή μπαταρία διαστημικού σκάφους, αποτελούμενη από πλαίσιο, δοκό, άνω και κάτω πτερύγια, διασυνδεδεμένα σε ζεύγη με σφιγκτήρες και εγκατεστημένα στο πλαίσιο και τη δοκό, τα οποία είναι στερεωμένα στο σώμα του διαστημικού σκάφους χρησιμοποιώντας μια πυρο-συσκευή με περιστρεφόμενη πατούσα σε σχέση με τον άξονα σε μια τρύπα που έχει γίνει στο σώμα της πυρο-συσκευής, που χαρακτηρίζεται από το ότι ένα πυροστοιχείο είναι επιπλέον εγκατεστημένο στο σώμα του πυροστοιχείου, που αλληλεπιδρά με το πέλμα, και ένα μάνδαλο με ελατήριο αρθρώνεται στο κάτω μέρος πτερύγιο, το ένα άκρο ακουμπά σε ένα στήριγμα στερεωμένο άκαμπτα στο πάνω πτερύγιο και το άλλο αλληλεπιδρά με το άκρο του μάνδαλου.
- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
