Κάτοχοι του διπλώματος ευρεσιτεχνίας RU 2322373:
Οι εφευρέσεις σχετίζονται με την τροφοδοσία διαστημικού σκάφους (SC) με χρήση ηλιακών συλλεκτών (SB). Η προτεινόμενη μέθοδος περιλαμβάνει την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια θέση εργασίας που αντιστοιχεί στην ευθυγράμμιση της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια τους με το επίπεδο που σχηματίζεται από τον άξονα περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών και την κατεύθυνση προς τον Ήλιο. Ταυτόχρονα, μετρώνται οι πυκνότητες ροής της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και των σωματιδίων υψηλής ενέργειας, προσδιορίζοντας τις στιγμές έναρξης της ηλιακής δραστηριότητας και την άφιξη αυτών των σωματιδίων στην επιφάνεια του διαστημικού σκάφους. Επιπλέον, προσδιορίζονται οι στιγμές εμφάνισης των προδρόμων της αρνητικής επίδρασης των ροών αυτών των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο. Σε αυτές τις στιγμές, οι μπαταρίες του διαστημικού σκάφους φορτίζονται στο μέγιστο επίπεδο. Όταν οι πυκνότητες ροής σωματιδίων υπερβαίνουν τις τιμές κατωφλίου, τα ηλιακά πάνελ αναπτύσσονται σε γωνία μεταξύ της καθορισμένης κανονικής και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο, που αντιστοιχεί στην ελάχιστη περιοχή επιρροής των ροών σωματιδίων στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών. Η έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο καλύπτεται με την αποφόρτιση των μπαταριών. Όταν επιτευχθεί το ελάχιστο επιτρεπόμενο επίπεδο φόρτισης αυτών των μπαταριών, αποσυνδέονται από το φορτίο. Αφού τελειώσει η πρόσκρουση των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο, τα πάνελ SB επιστρέφουν στη θέση εργασίας τους. Το προτεινόμενο σύστημα ελέγχου περιλαμβάνει τα απαραίτητα μπλοκ και συνδέσεις μεταξύ τους για την εκτέλεση των λειτουργιών που περιγράφονται παραπάνω. Επιπλέον, περιλαμβάνει ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου ρεύματος από το ηλιακό σύστημα, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό των στιγμών εμφάνισης των προάγγελων της αρνητικής επίδρασης των σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο και ένα μπλοκ για τον καθορισμό του επιτρεπόμενου επιπέδου φόρτισης τις μπαταρίες. Το τεχνικό αποτέλεσμα των εφευρέσεων είναι να αποδυναμωθεί η αρνητική επίδραση των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια εργασίας του ηλιακού πάνελ μεγιστοποιώντας τη γωνία της «προστατευτικής» στροφής του ηλιακού πάνελ από την κατεύθυνση αυτών των ροών από τον Ήλιο. 2 n.p. f-ly, 1 ill.
Η εφεύρεση σχετίζεται με το πεδίο της διαστημικής τεχνολογίας, συγκεκριμένα με συστήματα τροφοδοσίας ισχύος (SES) διαστημοπλοίων (SC), και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών πλαισίων τους (SB).
Υπάρχει μια γνωστή μέθοδος για τον έλεγχο της θέσης των πάνελ SB, που υιοθετείται ως ανάλογη (βλ., σελ. 190-194). Η ουσία της μεθόδου είναι η εξής. Τα πάνελ SB είναι προσανατολισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε η γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο να είναι μια ελάχιστη τιμή, η οποία εξασφαλίζει τη μέγιστη ροή ηλεκτρικής ενέργειας από το SB.
Για να διασφαλιστεί η υψηλή απόδοση του ηλιακού συστήματος, τα περισσότερα διαστημόπλοια είναι εξοπλισμένα με σύστημα για τον αυτόματο προσανατολισμό τους στον Ήλιο. Ένα τέτοιο σύστημα περιλαμβάνει ηλιακούς αισθητήρες, συσκευές μετατροπής λογικής και ηλεκτρικούς κινητήρες που ελέγχουν τη θέση του ηλιακού συστήματος.
Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου και του συστήματος ελέγχου θέσης SB του διαστημικού σκάφους είναι ότι οι ενέργειές τους δεν παρέχουν προστασία από τις αρνητικές επιπτώσεις περιβαλλοντικών παραγόντων (EFF) στις επιφάνειες εργασίας των πάνελ SB, όπως, για παράδειγμα, προστασία από αέρια που διαφεύγουν από λειτουργικοί κινητήρες αεριωθουμένων (RE). ) διαστημόπλοια (βλ., σελ. 311-312, , σ. 2-27), και ροές πρωτονίων και ηλεκτρονίων υψηλών ενεργειών κοσμικών ακτίνων ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (EMR) κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλής ηλιακής ακτινοβολίας δραστηριότητα (βλ., σελ. 323; , σ. .31, 33).
Το πλησιέστερο ανάλογο, που υιοθετήθηκε ως πρωτότυπο, είναι η μέθοδος ελέγχου της θέσης του δορυφόρου, που περιγράφεται στο. Η ουσία της μεθόδου είναι η εξής.
Τα πάνελ SB περιστρέφονται σε μια θέση εργασίας που διασφαλίζει ότι το διαστημόπλοιο τροφοδοτείται με ηλεκτρική ενέργεια, που αντιστοιχεί στην ευθυγράμμιση της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας του με το επίπεδο που σχηματίζεται από τον άξονα περιστροφής των πάνελ SB και την κατεύθυνση προς τον Ήλιο. Στη συνέχεια, προσδιορίζεται η χρονική στιγμή της έναρξης της αρνητικής επίδρασης του FVS στην επιφάνεια εργασίας του SB και τα πάνελ SB περιστρέφονται μέχρι τη στιγμή που αρχίζει η επίδραση των καθορισμένων παραγόντων και τα πάνελ SB επιστρέφουν στη θέση τους. θέση εργασίας μετά το τέλος της καθορισμένης πρόσκρουσης. Για να γίνει αυτό, μετράται η πυκνότητα της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και, με βάση τις μετρούμενες τιμές, προσδιορίζεται η χρονική στιγμή έναρξης της ηλιακής δραστηριότητας και η χρονική στιγμή που τα σωματίδια φθάνουν σε υψηλά επίπεδα ενέργειας στο προσδιορίζεται η επιφάνεια του διαστημικού σκάφους. Σε μια καθορισμένη χρονική στιγμή, μετράται η πυκνότητα ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας - πρωτονίων και ηλεκτρονίων - και οι μετρούμενες τιμές συγκρίνονται με τις τιμές κατωφλίου. Εάν οι μετρούμενες τιμές υπερβαίνουν τις τιμές κατωφλίου των ροών πρωτονίων και ηλεκτρονίων, τα ηλιακά πάνελ περιστρέφονται στη γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο α s_min, που αντιστοιχεί στην ελάχιστη περιοχή επιρροή των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια του ηλιακού πάνελ, που προσδιορίζεται από τη σχέση:
α s min =arccos(I n /I m),
όπου n - φορτώνω ρεύμα από καταναλωτές διαστημικών σκαφών.
I m - μέγιστο ρεύμα που παράγεται όταν η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών είναι προσανατολισμένη κάθετα στις ακτίνες του ήλιου,
σε αυτήν την περίπτωση, η χρονική στιγμή που οι μετρούμενες τιμές υπερβαίνουν την ανώτερη τιμή κατωφλίου της πυκνότητας ροής των καθορισμένων σωματιδίων υψηλής ενέργειας λαμβάνεται ως η χρονική στιγμή που τα πάνελ SB αρχίζουν να περιστρέφονται και η χρονική στιγμή όταν η πυκνότητα ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας γίνεται χαμηλότερη από το ανώτερο όριο λαμβάνεται ως η χρονική στιγμή που τα πάνελ SB αρχίζουν να επιστρέφουν στην τιμή κατωφλίου της θέσης εργασίας τους.
Τα SB στο σύστημα ISS SES είναι οι κύριες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας και διασφαλίζουν τη λειτουργία των ενσωματωμένων καταναλωτών του, συμπεριλαμβανομένων των μπαταριών επαναφόρτισης (AB), οι οποίες είναι δευτερεύουσες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας στο ISS (βλ.). Περιστρέφοντας το SB, μειώνεται η περιοχή ζημιάς στις επιφάνειες εργασίας του SB από τη ροή FVS. Δεν είναι δυνατή η πλήρης ανάπτυξη των πάνελ SB κατά μήκος της επιβλαβούς ροής FWS, επειδή είναι απαραίτητο να παρέχεται στο διαστημικό σκάφος και στις μπαταρίες του ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το ηλιακό σύστημα ενέργειας, - με βάση αυτό, η περιοχή που επηρεάζεται από τα ηλιακά πάνελ από τη ροή σωματιδίων υψηλής ενέργειας μειώνεται στο ελάχιστο στρέφοντας την ηλιακή ενέργεια σύστημα υπό γωνία α s min, απαραίτητο και επαρκές για την παροχή ενέργειας στους καταναλωτές επί του σκάφους.
Με βάση την απαραίτητη επάρκεια, για τη λειτουργία των εποχούμενων συστημάτων του διαστημικού σκάφους, το φορτίο από τους καταναλωτές I n δεν πρέπει να υπερβαίνει το ρεύμα I. Δεδομένου ότι το ρεύμα I από το SB καθορίζεται από την έκφραση (βλ. 109)
όπου I m είναι το μέγιστο ρεύμα που παράγεται όταν η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών είναι προσανατολισμένη κάθετα στις ακτίνες του ήλιου.
α είναι η τρέχουσα γωνία μεταξύ της κανονικής προς την επιφάνεια εργασίας του ηλιακού συστήματος και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο,
τότε η τρέχουσα γωνία α δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιμή α s min, που υπολογίζεται με τον τύπο:
Το σύστημα ελέγχου θέσης SB για την εφαρμογή αυτής της μεθόδου, που υιοθετήθηκε ως πρωτότυπο, περιγράφεται και περιέχει ένα SB, στο άκαμπτο υπόστρωμα του οποίου υπάρχουν τέσσερις φωτοβολταϊκές μπαταρίες (BF 1, BF 2, BF 3, BF 4), ένα SB συσκευή περιστροφής (UPSB). συσκευή μετατροπής ενίσχυσης (ACD). μονάδα ελέγχου για τον προσανατολισμό SB προς τον Ήλιο (BUOSBS). μπλοκ για τη μετατροπή του SB σε μια δεδομένη θέση (BRSBZP). δύο ρυθμιστές ρεύματος (PT 1, PT 2), μονάδα AB (BAB). φορτιστής για μπαταρία (ZRU AB); μονάδα παραγωγής εντολών για φόρτιση μπαταρίας (BFKZ AB). αισθητήρας ρεύματος φορτίου (LCS); μονάδα ελέγχου συστήματος τροφοδοσίας (BUSES)· τροφοδοτικό λεωφορείο (SE); μονάδα για τη μέτρηση της πυκνότητας της τρέχουσας ηλιακής ροής EMR (BIPEMI). μονάδα ανίχνευσης ηλιακής δραστηριότητας (BOSA). μπλοκ για τον προσδιορισμό της στιγμής πρόσκρουσης των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο (BOMVVCH). μονάδα για τη μέτρηση της πυκνότητας των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας (HIPPCHVE). μπλοκ για τον προσδιορισμό της στιγμής έναρξης του ελέγχου SB με βάση τα ρεύματα φορτίου (BOMVUSBTNZ). Μονάδα ελέγχου SB για ρεύματα φορτίου (BUSBTNZ). Στην περίπτωση αυτή, το SB, μέσω της πρώτης του εξόδου, που συνδυάζει τις εξόδους των BF 1 και BF 4, συνδέεται με την πρώτη είσοδο του UPSB και μέσω της δεύτερης εξόδου, συνδυάζοντας τις εξόδους BF 2 και BF 3, συνδέεται. στη δεύτερη είσοδο του UPSB. Οι έξοδοι των BUOSBS και BRSBZP συνδέονται, αντίστοιχα, στην πρώτη και δεύτερη είσοδο του UPU, η έξοδος του οποίου, με τη σειρά του, συνδέεται με την τρίτη είσοδο του UPSB. Η πρώτη και η δεύτερη έξοδος του UPSB συνδέονται αντίστοιχα με τις εισόδους PT 1 και PT 2 και οι έξοδοι PT 1 και PT 2 συνδέονται στο SE. Το BAB συνδέεται με το SheE μέσω της εισόδου του μέσω του κλειστού διακόπτη AB. Σε αυτήν την περίπτωση, ο διακόπτης AB συνδέεται με την πρώτη του είσοδο στον καθορισμένο δίαυλο και η έξοδος ατυχήματος συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του διακόπτη AB, η είσοδος του οποίου συνδέεται, με τη σειρά του, στο SheE. Το BAB με την έξοδό του συνδέεται στην πρώτη είσοδο του BFKZ AB και η πρώτη έξοδος των BUSES συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του καθορισμένου μπλοκ. Η έξοδος του BFKZ AB συνδέεται με την τρίτη είσοδο του ZRU AB. Η δεύτερη και η τρίτη έξοδος των BUSES συνδέονται, αντίστοιχα, στις πρώτες εισόδους των BUOSBS και BRSBZP. Η τρίτη έξοδος του UPSB συνδέεται με τις δεύτερες εισόδους του BUOSBS και του BRSBZP. Η έξοδος BIPEMI συνδέεται με την είσοδο BOSA, η πρώτη έξοδος της οποίας, με τη σειρά της, συνδέεται με την είσοδο BOMVVCH. Οι έξοδοι των BOMVVCH και BIPPChVE συνδέονται στην πρώτη και δεύτερη είσοδο του μπλοκ BOMVUSBTNZ, αντίστοιχα, και η είσοδος του BIPPCHVE συνδέεται στη δεύτερη έξοδο του BOSA. Η έξοδος του BOMVUSBTNZ συνδέεται με την είσοδο των BUSES. Το BUSES με την τέταρτη έξοδο του συνδέεται στην πρώτη είσοδο του BUSBTNZ και η δεύτερη έξοδος του DTN συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του BUSBTNZ. Η έξοδος του BUSBTNZ συνδέεται με την τρίτη είσοδο της UPU. Επιπλέον, η τρίτη έξοδος του UPSB συνδέεται με την τρίτη είσοδο του BUSBTNZ.
Στη λειτουργία τροφοδοσίας διαστημικού σκάφους, το σύστημα λειτουργεί ως εξής.
Το UPSB χρησιμεύει για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από το SB στο PT 1 και το PT 2. Η σταθεροποίηση τάσης στο δίαυλο τροφοδοσίας SES πραγματοποιείται από ένα από τα RT. Ταυτόχρονα, το άλλο RT βρίσκεται σε κατάσταση με κλειστά τρανζίστορ ισχύος. Σε αυτή την περίπτωση, οι γεννήτριες SB λειτουργούν σε λειτουργία βραχυκυκλώματος. Όταν η ισχύς φορτίου γίνει μεγαλύτερη από την ισχύ σύνδεσης των ηλιακών γεννητριών, μια άλλη RT μεταβαίνει στη λειτουργία σταθεροποίησης τάσης και η ενέργεια των αχρησιμοποίητων γεννητριών παρέχεται στο δίαυλο τροφοδοσίας του ηλιακού σταθμού. Σε ορισμένες περιόδους, όταν η ισχύς του φορτίου μπορεί να υπερβαίνει την ισχύ της μπαταρίας, ο διακόπτης μπαταρίας, λόγω της εκφόρτισης της μονάδας μπαταρίας, αντισταθμίζει την έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο. Για τους σκοπούς αυτούς, ο ρυθμιστής εκφόρτισης μπαταρίας χρησιμεύει ως ρυθμιστής εκφόρτισης μπαταρίας.
Εκτός από τον καθορισμένο ρυθμιστή, ο φορτιστής μπαταρίας περιέχει επίσης έναν ρυθμιστή φόρτισης μπαταρίας. Ο ρυθμιστής φόρτισης περιορίζει το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας στο επίπεδο (I cl ±1)A, όπου I cl είναι το ονομαστικό ρεύμα φόρτισης, σε περίπτωση υπερβολικής ισχύος της μπαταρίας και σταθεροποιεί την τάση στο δίαυλο SES ρυθμίζοντας την ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας όταν η ισχύς της μπαταρίας είναι ανεπαρκής για την παροχή ρεύματος στο ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας (I nc ±1)A. Για την εκτέλεση των καθορισμένων κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης στον πίνακα διανομής μπαταρίας, χρησιμοποιούνται πληροφορίες από το DTN. Ταυτόχρονα, το DVT συνδέεται με το SES με τέτοιο τρόπο ώστε να μετρά το ρεύμα φορτίου όχι μόνο από τους ενσωματωμένους καταναλωτές, αλλά και να λαμβάνει υπόψη το ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας. Η φόρτιση του BAB πραγματοποιείται από το ZRU AB μέσω του BFKZ AB.
Ταυτόχρονα με τη λειτουργία στη λειτουργία τροφοδοσίας του διαστημικού σκάφους, το σύστημα λύνει το πρόβλημα του ελέγχου της θέσης των επιπέδων των ηλιακών πλαισίων.
Κατόπιν εντολής από τα BUSES, το μπλοκ BUSBS ελέγχει τον προσανατολισμό του ηλιακού συστήματος προς τον Ήλιο. Το BUOSBS μπορεί να υλοποιηθεί με βάση το σύστημα ελέγχου κίνησης και πλοήγησης (VCS) του διαστημικού σκάφους (βλ.). Στην περίπτωση αυτή, οι πληροφορίες εισόδου για τον αλγόριθμο ελέγχου δορυφόρου είναι: η θέση του διανύσματος διεύθυνσης μονάδας προς τον Ήλιο σε σχέση με τους άξονες συντεταγμένων που σχετίζονται με το διαστημόπλοιο, που προσδιορίζεται από τους αλγόριθμους του κινηματικού περιγράμματος του σκάφους. η θέση του SB σε σχέση με το σώμα του διαστημικού σκάφους, που λαμβάνεται με τη μορφή μετρούμενων τιμών ρεύματος της γωνίας α από αισθητήρες γωνίας (AS) που είναι εγκατεστημένοι στο UPSB. Σε αυτή την περίπτωση, η τιμή του α μετριέται πάντα από το κανονικό ρεύμα στην επιφάνεια εργασίας του SB (δηλαδή, όταν το SB είναι προσανατολισμένο προς τον Ήλιο, το α είναι ελάχιστο). Οι πληροφορίες εξόδου του αλγορίθμου ελέγχου είναι εντολές για περιστροφή του SB σε σχέση με τον άξονα του άξονα εξόδου του UPSB και εντολές για διακοπή της περιστροφής. Τα τηλεχειριστήρια UPSB παρέχουν διακριτά σήματα σχετικά με τη θέση του συστήματος ασφαλείας. Το διακριτό μέγεθος καθορίζει την ακρίβεια του προσανατολισμού του δορυφόρου.
Στην κανονική λειτουργία προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους, όταν η κατεύθυνση της κίνησης του Ήλιου σε σχέση με τους συνδεδεμένους άξονες του διαστημικού σκάφους είναι αμετάβλητη, το SB ρυθμίζεται σε σχέση με την κατεύθυνση προς τον Ήλιο με μια προώθηση προς την κατεύθυνση της κίνησης του Ήλιου κατά γωνία που αντιστοιχεί σε πολλά διακριτά στοιχεία του τηλεχειριστηρίου. Στη συνέχεια, η μπαταρία παραμένει σε αυτή τη θέση έως ότου ο Ήλιος, λόγω της κίνησης του διαστημικού σκάφους σε τροχιά, «κινηθεί προς τα εμπρός» σε σχέση με το SB στην κατάλληλη γωνία. Μετά από αυτό, ο κύκλος περιστροφής συνεχίζεται.
Το BRSBZP ελέγχει το SB με τη βοήθεια BUSES σύμφωνα με τις ρυθμίσεις του προγράμματος. Ο αλγόριθμος ελέγχου SB που βασίζεται στις ρυθμίσεις λογισμικού σάς επιτρέπει να εγκαταστήσετε την μπαταρία σε οποιαδήποτε καθορισμένη θέση. Για να γίνει αυτό, αρχικά εκδίδεται ένα σήμα στο BUOSBS σχετικά με τη ρύθμιση του SB στην αρχική του θέση. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας το BUSBZP, πραγματοποιείται η απαιτούμενη στροφή μέσω της γωνίας α z. Ταυτόχρονα, για τον έλεγχο της γωνίας περιστροφής στο BRSBZP, χρησιμοποιούνται και πληροφορίες από το τηλεχειριστήριο UPSB.
Το UPU παίζει το ρόλο μιας διεπαφής μεταξύ BUOSBS, BRSBZP, BUSBTNZ και UPSB.
Το BIPEMI μετρά συνεχώς τις ροές ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (EMR) σύμφωνα με τον δείκτη ηλιακής δραστηριότητας F10.7 και τις μεταδίδει στο BOSA. Στο BOSA, συγκρίνοντας τις τρέχουσες τιμές με τις καθορισμένες τιμές κατωφλίου, προσδιορίζεται η έναρξη της ηλιακής δραστηριότητας. Σύμφωνα με την εντολή που προέρχεται από την πρώτη έξοδο του BOSA στην είσοδο του BOMVHF, στο υποδεικνυόμενο τελευταίο μπλοκ προσδιορίζεται η χρονική στιγμή της πιθανής έναρξης της πρόσκρουσης σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο. Από τη δεύτερη έξοδο του BOSA μέσω της εισόδου του BIPPCHVE, εκδίδεται μια εντολή για να ξεκινήσει η μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας. Πληροφορίες σχετικά με τη χρονική στιγμή της πιθανής έναρξης της πρόσκρουσης των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο μεταδίδονται από την έξοδο του BOMVVCH στο BOMVUSBTNZ μέσω της πρώτης του εισόδου. Η μετρούμενη τιμή της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας από το BIPPCHVE μεταδίδεται στη δεύτερη είσοδο του BOMVUSBTNZ.
Στο BOMVUSBTNZ, η πραγματική αξιολόγηση της αρνητικής επίδρασης του FVS πραγματοποιείται συγκρίνοντας την τρέχουσα μετρούμενη τιμή του χαρακτηριστικού κρούσης με τιμές κατωφλίου, ξεκινώντας από το χρονικό σημείο που καθορίζεται από το BOMVUSBTNZ. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη λήψη εντολής στην έξοδο BOMVUSBTNZ είναι η παρουσία δύο σημάτων - από τις εξόδους BOMVVCH και BIPPCHVE. Στην έξοδο του BOMVUSBTNZ, παράγεται η εντολή «έναρξη ελέγχου της τροφοδοσίας με βάση τα ρεύματα φορτίου», η οποία αποστέλλεται στα BUSES.
Όταν το BOMVUSBTNZ εκδίδει μια εντολή στο BUSES, η εντολή που λαμβάνεται από το BOMVUSBTNZ έχει μεγαλύτερη προτεραιότητα από τις εντολές για την ενεργοποίηση των BUOSBS και BRSBZP. Επομένως, έχοντας λάβει την καθορισμένη εντολή, το BUSES αποσυνδέει μπλοκ χαμηλότερης προτεραιότητας από τον έλεγχο UPSB και συνδέει το BUSBTNZ.
Αφού η εντολή από το BOMVUSBTNZ μηδενιστεί στην είσοδο BUSES, το τελευταίο αναδομεί τη λογική της λειτουργίας του. Ανάλογα με το πρόγραμμα πτήσης του διαστημικού σκάφους που εκτελείται, προτεραιότητα για τον έλεγχο SB δίνεται σε ένα από τα μπλοκ BUOSBS ή BRSBZP.
Το BUSBTNZ καθορίζει τη γωνία α s_min χρησιμοποιώντας την έκφραση (2). Για τον υπολογισμό της καθορισμένης γωνίας, χρησιμοποιούνται οι μετρούμενες τιμές του I n που λαμβάνονται από το DTN. Επιπλέον, από το τηλεχειριστήριο UPSB, το καθορισμένο μπλοκ λαμβάνει πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα τιμή της γωνίας περιστροφής SB α. Έχοντας καθορίσει την τιμή της γωνίας α s_min, ο αλγόριθμος που είναι ενσωματωμένος στο BUSBTNZ τη συγκρίνει με την τρέχουσα τιμή της γωνίας α, υπολογίζει τη γωνία αναντιστοιχίας μεταξύ α και α s_min και τον απαιτούμενο αριθμό παλμών ελέγχου για την ενεργοποίηση της μονάδας ελέγχου SB. Οι παλμοί ελέγχου μεταδίδονται στη μονάδα ελέγχου. Μετά τη μετατροπή και την ενίσχυση των υποδεικνυόμενων παλμών στο UPU, εισέρχονται στην είσοδο του UPS και θέτουν τη μονάδα σε κίνηση.
Η μέθοδος και το σύστημα εφαρμογής του, που υιοθετήθηκε ως πρωτότυπο, έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα - δεν παρέχουν πλήρη προστασία της επιφάνειας του ηλιακού πάνελ από τις αρνητικές επιπτώσεις των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας και, ταυτόχρονα, δεν επιτρέπουν την χρήση πρόσθετων ευκαιριών για τη μείωση αυτού του αρνητικού αντίκτυπου με την εκτέλεση ειδικών εργασιών για την προετοιμασία ηλιακών πλαισίων Τα διαστημόπλοια να λειτουργούν υπό συνθήκες αρνητικών επιπτώσεων από ροές σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο.
Η πρόκληση που αντιμετωπίζει η προτεινόμενη μέθοδος και σύστημα για την εφαρμογή της είναι η μείωση των αρνητικών επιπτώσεων των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια του SB. Για να γίνει αυτό, με την εκτέλεση ειδικών προπαρασκευαστικών εργασιών στο διαστημόπλοιο SES και τον έλεγχο του SB, προορίζεται να μειωθεί η περιοχή του SB, η οποία επηρεάζεται αρνητικά από τη ροή αυτών των σωματιδίων.
Το τεχνικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι στη μέθοδο ελέγχου της θέσης των ηλιακών συλλεκτών ενός διαστημικού σκάφους, συμπεριλαμβανομένης της μετατροπής των ηλιακών συλλεκτών σε θέση εργασίας, διασφαλίζοντας την τροφοδοσία του διαστημικού σκάφους με ηλεκτρική ενέργεια που αντιστοιχεί στην ευθυγράμμιση του κανονικού η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας του με το επίπεδο που σχηματίζεται από τον άξονα περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών και την κατεύθυνση προς τον ήλιο, μετρώντας την πυκνότητα της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, προσδιορίζοντας τη χρονική στιγμή που αρχίζει η ηλιακή δραστηριότητα, προσδιορίζοντας τη στιγμή σε χρόνος όταν τα σωματίδια υψηλής ενέργειας φτάνουν στην επιφάνεια του διαστημικού σκάφους, μετρώντας την πυκνότητα ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας, συγκρίνοντας τις μετρούμενες τιμές της πυκνότητας ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας με τιμές κατωφλίου, στρέφοντας τις μπαταρίες των ηλιακών συλλεκτών κατά τη γωνία μεταξύ την κάθετη προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και την κατεύθυνση προς τον Ήλιο, που αντιστοιχεί στην ελάχιστη περιοχή επιρροής των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών ενώ ταυτόχρονα παρέχουν στο διαστημόπλοιο ηλεκτρική ενέργεια, τη στιγμή που οι μετρούμενες τιμές της πυκνότητας ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας υπερβαίνει τις τιμές κατωφλίου και η επιστροφή των ηλιακών συλλεκτών των πάνελ στη θέση λειτουργίας τη στιγμή που η πυκνότητα των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας γίνεται κάτω από τις τιμές κατωφλίου, επιπλέον καθορίζει τους χρόνους εμφάνιση των προδρόμων της αρνητικής επίδρασης των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο, τη στιγμή της εμφάνισης των προδρόμων της αρνητικής επίδρασης των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο Η συσκευή φορτίζει τις μπαταρίες του τροφοδοτικού του διαστημικού σκάφους σύστημα στο μέγιστο επίπεδο φόρτισης· εάν οι μετρούμενες τιμές της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας υπερβαίνουν τις τιμές κατωφλίου σε σύγκριση με αυτές, οι ηλιακοί συλλέκτες περιστρέφονται μέχρι τη γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και της η κατεύθυνση προς τον Ήλιο επιτυγχάνεται α s_min_AB, που αντιστοιχεί στην ελάχιστη περιοχή επιρροής των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών ενώ ταυτόχρονα παρέχει στο διαστημόπλοιο ηλεκτρική ενέργεια από ηλιακές και επαναφορτιζόμενες μπαταρίες του συστήματος τροφοδοσίας, που καθορίζεται από η σχέση:
α s_min_AB =arccos(max(0,I n -I AB )/I m),
όπου I n είναι το ρεύμα φορτίου από τους καταναλωτές του διαστημικού σκάφους,
I m - μέγιστο ρεύμα που παράγεται όταν η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών είναι προσανατολισμένη κάθετα στις ακτίνες του ήλιου,
I AB - ρεύμα επιτρεπόμενο ρεύμα εκφόρτισης των μπαταριών,
και η προκύπτουσα έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο αντισταθμίζεται με την αποφόρτιση των μπαταριών, παρακολουθώντας παράλληλα το επίπεδο φόρτισης των μπαταριών και, όταν επιτευχθεί η ελάχιστη επιτρεπόμενη τιμή του επιπέδου φόρτισης των μπαταριών, η τρέχουσα τιμή του επιτρεπόμενου ρεύματος εκφόρτισης του οι μπαταρίες επαναφέρονται και οι μπαταρίες έχουν αποσυνδεθεί από το εξωτερικό φορτίο.
Επιπλέον, το πρόβλημα επιλύεται από το γεγονός ότι στο σύστημα ελέγχου της θέσης των ηλιακών συλλεκτών του διαστημικού σκάφους, το οποίο περιλαμβάνει μια ηλιακή μπαταρία με τέσσερις φωτοβολταϊκές μπαταρίες εγκατεστημένες σε αυτήν, μια συσκευή για την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών, μια ενισχυτική συσκευή μετατροπής, μονάδα ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο, μπλοκ που στρέφει τους ηλιακούς συλλέκτες σε μια δεδομένη θέση, δύο ρυθμιστές ρεύματος, μια μπαταρία, ένας φορτιστής μπαταρίας, μια μονάδα παραγωγής εντολών για τη φόρτιση μπαταριών, ένα ρεύμα φορτίου αισθητήρας, μονάδα ελέγχου συστήματος τροφοδοσίας, δίαυλος παροχής ρεύματος, μονάδα μέτρησης της πυκνότητας της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, μπλοκ για τον προσδιορισμό της ηλιακής δραστηριότητας, μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής της πρόσκρουσης των σωματιδίων στο ένα διαστημόπλοιο, ένα μπλοκ για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής έναρξης ελέγχου των ηλιακών μπαταριών με ρεύματα φορτίου, ένα μπλοκ ελέγχου των ηλιακών μπαταριών με ρεύματα φορτίου, ενώ το ηλιακό μπαταρία μέσω της πρώτης, η έξοδος που συνδυάζει τις εξόδους δύο φωτοβολταϊκών μπαταριών συνδέεται στην πρώτη είσοδο της συσκευής περιστροφής ηλιακού πάνελ και μέσω της δεύτερης εξόδου που συνδυάζει τις εξόδους δύο άλλων φωτοβολταϊκών μπαταριών, συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του η διάταξη περιστροφής του ηλιακού πάνελ και οι έξοδοι των μονάδων ελέγχου προσανατολισμού ηλιακού πάνελ προς τον Ήλιο και στροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση συνδέονται, αντίστοιχα, στην πρώτη και δεύτερη είσοδο της συσκευής μετατροπής ενίσχυσης, η έξοδος της οποίας , με τη σειρά του, συνδέεται στην τρίτη είσοδο της συσκευής περιστροφής ηλιακού πάνελ, η πρώτη και η δεύτερη έξοδος της συσκευής περιστροφής του ηλιακού πάνελ συνδέονται, αντίστοιχα, στις εισόδους του πρώτου και του δεύτερου ρυθμιστή ρεύματος και στις εξόδους του ρεύματος οι ρυθμιστές συνδέονται με το δίαυλο τροφοδοσίας του διαστημικού σκάφους, η μονάδα μπαταρίας, με την είσοδό της, μέσω του φορτιστή μπαταρίας, συνδέεται με το δίαυλο παροχής ρεύματος, ενώ ο φορτιστής μπαταρίας συνδέεται με την πρώτη του είσοδο στον καθορισμένο δίαυλο και η δεύτερη είσοδος της συσκευής φορτιστή για μπαταρίες, συνδέεται ένας αισθητήρας ρεύματος φορτίου, ο οποίος συνδέεται, με τη σειρά του, στο δίαυλο τροφοδοσίας, η μονάδα μπαταρίας συνδέεται με την έξοδό της στην πρώτη είσοδο της μονάδας για τη δημιουργία εντολών για φόρτιση μπαταρίες και η πρώτη έξοδος της μονάδας ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας συνδέεται στη δεύτερη είσοδο της καθορισμένης μονάδας, η έξοδος της μονάδας για τη δημιουργία εντολών για τη φόρτιση μπαταριών συνδέεται στην τρίτη είσοδο του φορτιστή μπαταρίας, τη δεύτερη και την τρίτη Οι έξοδοι της μονάδας ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας συνδέονται με τις πρώτες εισόδους των μονάδων ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση, συνδέεται η τρίτη έξοδος της περιστροφής της συσκευής των ηλιακών συλλεκτών στις δεύτερες εισόδους των μονάδων ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση, η έξοδος του μπλοκ για τη μέτρηση της πυκνότητας της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συνδέεται με την είσοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της ηλιακής δραστηριότητας, η πρώτη έξοδος του οποίου, με τη σειρά του, συνδέεται με την είσοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής της πρόσκρουσης των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο, τις εξόδους του μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής η πρόσκρουση των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο και το μπλοκ για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας συνδέονται με την πρώτη και τη δεύτερη είσοδο του μπλοκ, αντίστοιχα, για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής έναρξης ελέγχου των ηλιακών συλλεκτών ανά φορτίο ρεύματα και η είσοδος του μπλοκ για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας συνδέεται με τη δεύτερη έξοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της ηλιακής δραστηριότητας, την έξοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής που αρχίζουν να ελέγχονται τα ηλιακά πάνελ με ρεύματα φορτίου συνδέεται στην είσοδο του μπλοκ ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας, η τέταρτη έξοδος του οποίου, με τη σειρά του, συνδέεται με την πρώτη είσοδο του μπλοκ ελέγχου των ηλιακών συλλεκτών με ρεύματα φορτίου, η τρίτη είσοδος και έξοδος του οποίου είναι συνδεδεμένο με την τρίτη έξοδο της διάταξης περιστροφής του ηλιακού πάνελ και την τρίτη είσοδο της συσκευής ενίσχυσης-μετατροπής, αντίστοιχα, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου ρεύματος από τα ηλιακά πάνελ, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό των στιγμών των χρονικών προδρόμων της αρνητικής επίδρασης του υψηλού - σωματίδια ενέργειας σε διαστημόπλοιο και μονάδα για τη ρύθμιση των επιτρεπόμενων τιμών του επιπέδου φόρτισης της μπαταρίας, ενώ η πρώτη και η δεύτερη είσοδος και έξοδος της μονάδας για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου ρεύματος από τα ηλιακά πάνελ συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη έξοδο του ο αισθητήρας ρεύματος φορτίου, η δεύτερη έξοδος του φορτιστή μπαταρίας και η δεύτερη είσοδος της μονάδας ελέγχου ηλιακής μπαταρίας με ρεύματα φορτίου, οι έξοδοι της μονάδας για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας και η μονάδα μέτρησης της πυκνότητας του ροή ρεύματος ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συνδέονται επίσης με την αντίστοιχη
Η ουσία της προτεινόμενης μεθόδου είναι η εξής.
Η άμεση προστατευτική στροφή του Συμβουλίου Ασφαλείας από την κατεύθυνση της αρνητικής επίδρασης των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας πραγματοποιείται όταν η πυκνότητα των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας υπερβαίνει ορισμένες καθορισμένες οριακές τιμές. Ταυτόχρονα, ως αρχικά βήματα πριν από την άμεση εφαρμογή των μέτρων προστασίας, πραγματοποιείται συνεχής παρακολούθηση της τρέχουσας κατάστασης του διαστήματος κοντά στη Γη και της τρέχουσας ηλιακής δραστηριότητας και η εκπλήρωση και μη εκπλήρωση των κριτηρίων για επικίνδυνη ακτινοβολία. αναλύονται ιδίως τα κριτήρια παρακολούθησης της ηλιακής δραστηριότητας που αναπτύχθηκαν από την Εθνική Υπηρεσία Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (NOAA), ) (εκ. ). Στην περίπτωση αυτή, καταστάσεις όπου τα κριτήρια για άνευ όρων κινδύνου δεν έχουν ακόμη εκπληρωθεί, αλλά το όριο του προηγούμενου επιπέδου κινδύνου έχει ήδη επιτευχθεί, θα πρέπει να θεωρούνται ως «πρόδρομες» καταστάσεις της υπό εξέταση αρνητικής επίπτωσης.
Όταν εμφανίζονται πρόδρομοι της αρνητικής επίδρασης των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο, πραγματοποιείται η μέγιστη φόρτιση του διαστημικού σκάφους SES AB. Αυτό καθιστά δυνατό στο μέλλον, όταν οι μετρούμενες τιμές της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας υπερβαίνουν τις τιμές κατωφλίου σε σύγκριση με αυτές, να στρέφονται οι επιφάνειες εργασίας των πάνελ SB μακριά από την κατεύθυνση των ροών αυτά τα σωματίδια στη μέγιστη δυνατή γωνία, υπό την προϋπόθεση ότι η προκύπτουσα έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο αντισταθμίζεται από την εκφόρτιση της μπαταρίας. Σε αυτήν την περίπτωση, αυτή η τιμή α s_min_AB της γωνίας του προστατευτικού πτερυγίου SB καθορίζεται από τη σχέση:
όπου I m είναι το μέγιστο ρεύμα που παράγεται όταν η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών είναι προσανατολισμένη κάθετα στις ακτίνες του ήλιου,
I SB - απαιτούμενο ρεύμα από SB.
Σε αυτήν την περίπτωση, το απαιτούμενο ρεύμα από το SB I SB ορίζεται ως το ελάχιστο απαιτούμενο ρεύμα που πρέπει να παραχθεί από το SB για να παρέχει στους καταναλωτές του διαστημικού σκάφους, λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητες χρήσης της ενέργειας του BAB SES του διαστημικού σκάφους ( δηλ. κατά την αντιστάθμιση της αναδυόμενης έλλειψης ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο λόγω της εκφόρτισης του AB SES), με βάση τις αναλογίες:
όπου I n είναι το ρεύμα φορτίου από τους καταναλωτές διαστημικών σκαφών,
I μπαταρία - το τρέχον μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα εκφόρτισης της μπαταρίας του διαστημικού σκάφους SES.
Για την υλοποίηση της μεθόδου, προτείνεται ένα σύστημα, που φαίνεται στο σχέδιο και περιέχει τα ακόλουθα μπλοκ:
1 - SB, στο άκαμπτο υπόστρωμα του σώματος του οποίου βρίσκονται τέσσερις φωτοβολταϊκές μπαταρίες.
2, 3, 4, 5 - BF 1, BF 2, BF 3, BF 4;
8 - BUOSBS;
9 - BRSBZP;
10, 11 - RT 1 και RT 2;
13 - ZRU AB;
14 - BFKZ AB;
16 - ΛΕΩΦΟΡΕΙΑ;
18 - ΜΙΠΕΜΙ;
20 - BOMVHF;
21 - BIPPCHVE;
22 - BOMVUSBTNZ;
23 - BUSBTNZ;
24 - μπλοκ για τον προσδιορισμό των χρονικών στιγμών των προάγγελων της αρνητικής επίδρασης των σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο (BOMVPNVCH),
25 - μπλοκ για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου ρεύματος από ηλιακούς συλλέκτες (BOPTSB),
26 - μπλοκ για τη ρύθμιση των επιτρεπόμενων τιμών του επιπέδου φόρτισης της μπαταρίας (BZDZUZSB).
Στην περίπτωση αυτή, το SB (1) συνδέεται μέσω της πρώτης του εξόδου, συνδυάζοντας τις εξόδους BF 1 (2) και BF 4 (5), στην πρώτη είσοδο του UPSB (6) και μέσω της δεύτερης εξόδου, συνδυάζοντας οι έξοδοι BF 2 (3) και BF 3 ( 5), συνδεδεμένες στη δεύτερη είσοδο του UPSB (6). Οι έξοδοι του BUOSBS (8) και του BRSBZP (9) συνδέονται, αντίστοιχα, στην πρώτη και δεύτερη είσοδο του UPU (7), η έξοδος του οποίου, με τη σειρά του, συνδέεται με την τρίτη είσοδο του UPSB (6). . Η πρώτη και η δεύτερη έξοδος του UPSB (6) συνδέονται, αντίστοιχα, στις εισόδους PT 1 (10) και PT 2 (11) και οι έξοδοι PT 1 (10) και PT 2 (11) συνδέονται στο SE (17). Το BAB (12) συνδέεται με το SE (17) μέσω της εισόδου του μέσω του κλειστού διακόπτη AB (13). Στην περίπτωση αυτή, ο διακόπτης ΑΒ (13) συνδέεται με την πρώτη του είσοδο στον καθορισμένο δίαυλο και η έξοδος ατυχήματος (15) συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του διακόπτη ΑΒ (13), η είσοδος του οποίου είναι συνδεδεμένη, στο στρίψτε, στο SheE (17). Το BAB (12) με την έξοδό του συνδέεται στην πρώτη είσοδο του BFKZ AB (14) και η πρώτη έξοδος των BUSES (16) συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του καθορισμένου μπλοκ. Η έξοδος του BFKZ AB (14) συνδέεται με την τρίτη είσοδο του ZRU AB (13). Η δεύτερη και η τρίτη έξοδος των BUSES (16) συνδέονται, αντίστοιχα, στις πρώτες εισόδους των BUSBS (8) και BRSBZP (9). Η τρίτη έξοδος του UPSB (6) συνδέεται με τις δεύτερες εισόδους του BUOSBS (8) και του BRSBZP (9). Η έξοδος BIPEMI (18) είναι συνδεδεμένη στην είσοδο BOSA (19). Η πρώτη έξοδος του BOSA (19) συνδέεται στην είσοδο του BOMVVCH (20). Οι έξοδοι BOMVVCH (20) και BIPPChVE (21) συνδέονται με την πρώτη και τη δεύτερη είσοδο του μπλοκ BOMVUSBTNZ (22), αντίστοιχα. Η είσοδος του BIPPCHVE (21) συνδέεται στη δεύτερη έξοδο του BOSA (19). Η έξοδος του BOMVUSBTNZ (22) συνδέεται στην πρώτη είσοδο του BUSES (16). Το BUSES (16) με την τέταρτη έξοδο συνδέεται στην πρώτη είσοδο του BUSBTNZ (23). Η τρίτη έξοδος του UPSB (6) συνδέεται με την τρίτη είσοδο του BUSBTNZ (23). Η έξοδος του BUSBTNZ (23) συνδέεται στην τρίτη είσοδο της UPU (7). Η πρώτη είσοδος του BOPTSB (25) συνδέεται με τη δεύτερη έξοδο του DVT (15). Η δεύτερη είσοδος του BOPTSB (25) συνδέεται με τη δεύτερη έξοδο του AB (13). Η έξοδος του BOPTSB (25) συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του BUSBTNZ (23). Η έξοδος του BIPPCHVE (21) συνδέεται με την πρώτη είσοδο του BOMVPNVCH (24). Η έξοδος του BIPEMI (18) συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του BOMVPNVCH (24). Η έξοδος του BOMVPNVCH (24) συνδέεται στη δεύτερη είσοδο των BUSES (16). Η πρώτη και η δεύτερη έξοδος του BZDZUZSB (26) συνδέονται με την τρίτη είσοδο του BFKZ AB (14) και την τέταρτη είσοδο του ZRU AB (13), αντίστοιχα.
Το σχέδιο δείχνει επίσης με μια διακεκομμένη γραμμή τη μηχανική σύνδεση του UPSB (6) με το περίβλημα SB (1) μέσω του άξονα εξόδου της μονάδας κίνησης της μπαταρίας.
Στη λειτουργία τροφοδοσίας διαστημικού σκάφους, το σύστημα λειτουργεί ως εξής. Το UPSB (6) χρησιμεύει για διαμετακόμιση μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας από το SB (1) στο PT 1 (10) και το RT 2 (11). Η σταθεροποίηση τάσης στο δίαυλο τροφοδοσίας SES πραγματοποιείται από ένα από τα RT. Ταυτόχρονα, το άλλο RT βρίσκεται σε κατάσταση με κλειστά τρανζίστορ ισχύος. Οι γεννήτριες SB (1) (BF 1 - BF 4) λειτουργούν σε αυτή την περίπτωση σε λειτουργία βραχυκυκλώματος. Όταν η ισχύς φορτίου γίνει μεγαλύτερη από την ισχύ σύνδεσης των ηλιακών γεννητριών (1), μια άλλη RT μεταβαίνει στη λειτουργία σταθεροποίησης τάσης και η ενέργεια των αχρησιμοποίητων γεννητριών παρέχεται στο δίαυλο τροφοδοσίας του ηλιακού σταθμού. Σε ορισμένες περιόδους, όταν η ισχύς του φορτίου μπορεί να υπερβαίνει την ισχύ του SB (1), ο διακόπτης ελέγχου μπαταρίας (13), λόγω της εκφόρτισης της μονάδας μπαταρίας (12), αντισταθμίζει την έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο. Για τους σκοπούς αυτούς, ο ρυθμιστής εκφόρτισης μπαταρίας (13) χρησιμεύει ως ρυθμιστής εκφόρτισης μπαταρίας, ο οποίος, ειδικότερα, παρακολουθεί το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας και, όταν φτάσει στην ελάχιστη επιτρεπόμενη τιμή του επιπέδου φόρτισης της μπαταρίας, η τιμή της οποίας παρέχεται στον διακόπτη μπαταρίας (13) από το BZDZUZSB (26), απενεργοποιεί το BAB (12) από εξωτερικό φορτίο. Σε αυτήν την περίπτωση, ο διακόπτης ελέγχου μπαταρίας (13), με βάση το τρέχον επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας, καθορίζει και παρέχει στη δεύτερη έξοδό της την τρέχουσα τιμή του επιτρεπόμενου ρεύματος εκφόρτισης μπαταρίας (στη λειτουργία αποσύνδεσης της μπαταρίας (12) από το εξωτερικό φορτίο, αυτή η τιμή είναι μηδέν).
Εκτός από τον καθορισμένο ρυθμιστή, ο φορτιστής μπαταρίας (13) περιέχει επίσης έναν ρυθμιστή φόρτισης μπαταρίας. Για την εκτέλεση κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης στο AB (13), χρησιμοποιούνται πληροφορίες από το DTN (15). Η φόρτιση του BAB (12) πραγματοποιείται από το ZRU AB (13) μέσω του BFKZ AB (14). Για την περίπτωση μπαταριών μετάλλου-υδρογόνου, περιγράφεται στο. Η ουσία είναι ότι η πυκνότητα του υδρογόνου στο περίβλημα της μπαταρίας προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας αισθητήρες πίεσης που είναι εγκατεστημένοι μέσα στις μπαταρίες και τις θερμοκρασίες στις θήκες των μπαταριών. Με τη σειρά του, η πυκνότητα του υδρογόνου καθορίζει το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας. Όταν η πυκνότητα υδρογόνου στην μπαταρία πέσει κάτω από ένα καθορισμένο επίπεδο, εκδίδεται μια εντολή για τη φόρτισή της και όταν επιτευχθεί το μέγιστο επίπεδο πυκνότητας, εκδίδεται μια εντολή διακοπής της φόρτισης. Τα υποδεικνυόμενα επίπεδα φόρτισης της μπαταρίας ρυθμίζονται με εντολές από το BFKZ AB (14), ενώ οι τιμές του μέγιστου επιτρεπόμενου επιπέδου φόρτισης της μπαταρίας παρέχονται στο BFKZ AB (14) με το BZDZUZSB (26). Η διατήρηση των μπαταριών σε κατάσταση μέγιστης φόρτισης επηρεάζει αρνητικά την κατάστασή τους και οι μπαταρίες διατηρούνται στην τρέχουσα λειτουργία αυτοεκφόρτισης, στην οποία η λειτουργία φόρτισης των μπαταριών εκτελείται μόνο περιοδικά (για παράδειγμα, κατά τον έλεγχο του SES του Yamal- 100 διαστημόπλοια - μία φορά κάθε λίγες μέρες, όταν το επίπεδο φόρτισης μειώνεται στο BAB στο 30% του μέγιστου επιπέδου).
Ταυτόχρονα με τη λειτουργία στη λειτουργία τροφοδοσίας του διαστημικού σκάφους, το σύστημα λύνει το πρόβλημα του ελέγχου της θέσης των επιπέδων των ηλιακών πλαισίων (1).
Κατόπιν εντολής από τα BUSES (16), το μπλοκ BUSBS (8) ελέγχει τον προσανατολισμό του SB (1) προς τον Ήλιο. Το BUOSBS (8) μπορεί να υλοποιηθεί με βάση ένα διαστημόπλοιο VESSEL (βλ.). Στην περίπτωση αυτή, οι πληροφορίες εισόδου για τον αλγόριθμο ελέγχου δορυφόρου είναι: η θέση του διανύσματος διεύθυνσης μονάδας προς τον Ήλιο σε σχέση με τους άξονες συντεταγμένων που σχετίζονται με το διαστημόπλοιο, που προσδιορίζεται από τους αλγόριθμους του κινηματικού περιγράμματος του σκάφους. τη θέση του SB σε σχέση με το σώμα του διαστημικού σκάφους, που λαμβάνεται με τη μορφή των τρέχουσες μετρούμενες τιμές της γωνίας α με το τηλεχειριστήριο UPSB (6). Οι πληροφορίες εξόδου του αλγορίθμου ελέγχου είναι εντολές για περιστροφή του SB σε σχέση με τον άξονα του άξονα εξόδου του UPSB (6), εντολές για διακοπή της περιστροφής. Το τηλεχειριστήριο UPSB (6) παράγει διακριτά σήματα σχετικά με τη θέση του SB (1).
Το BIPEMI (18) μετρά τις τρέχουσες ροές του ηλιακού EMR και τις μεταδίδει στο BOSA (19). Στο BOSA (19), συγκρίνοντας τις τρέχουσες τιμές με τις δεδομένες τιμές κατωφλίου, προσδιορίζεται η έναρξη της ηλιακής δραστηριότητας. Σύμφωνα με την εντολή που προέρχεται από την πρώτη έξοδο του BOSA (19) στην είσοδο του BOMVVCH (20), στο υποδεικνυόμενο τελευταίο μπλοκ η χρονική στιγμή της πιθανής έναρξης της πρόσκρουσης σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο είναι προσδιορίζεται. Από τη δεύτερη έξοδο του BOSA (19) μέσω της εισόδου του BIPPCHVE (21), εκδίδεται μια εντολή για να ξεκινήσει η μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας.
Από την έξοδο του BIPPChVE (21), η μετρούμενη τιμή της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας μεταδίδεται στην πρώτη είσοδο του BOMVPNVP (24) και στη δεύτερη είσοδο του BOMVUSBTNZ (22). Οι μετρούμενες τιμές των σημερινών ηλιακών ροών EMR παρέχονται στη δεύτερη είσοδο του BOMVPNVCH (24) από την έξοδο του BIPEMI (18).
Το BOMVPNVCh (24) αξιολογεί τη δυναμική των αλλαγών στην πυκνότητα ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας και εντοπίζει καταστάσεις που μπορούν να θεωρηθούν ως προάγγελοι της αρνητικής επίδρασης των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο. Τέτοιες καταστάσεις είναι όταν η μετρούμενη πυκνότητα ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας υπερβαίνει τις καθορισμένες κρίσιμες τιμές και υπάρχει τάση για περαιτέρω αύξησή της. Κατά τον εντοπισμό και τον εντοπισμό τέτοιων καταστάσεων, χρησιμοποιούνται επίσης δεδομένα ηλιακής ροής EMR που λαμβάνονται από το BIPEMI (18). Κατά την καταχώρηση τέτοιων καταστάσεων πρόδρομων στο BOMVPNVCh (24), ένα σήμα παράγεται στην έξοδο αυτού του μπλοκ και αποστέλλεται στη δεύτερη είσοδο των BUSES (16).
Με εντολή στη δεύτερη είσοδο των BUSES (16), αυτή η μονάδα στέλνει μια εντολή στο BFKZ AB (14), σύμφωνα με την οποία αυτή η μονάδα, μέσω του κλειστού διακόπτη AB (13), φορτίζει το BAB (12) στο μέγιστο. επίπεδο φόρτισης. Ταυτόχρονα, για τις μπαταρίες μετάλλου-υδρογόνου (βλ.), χρησιμοποιώντας αισθητήρες πίεσης τοποθετημένους μέσα στις μπαταρίες και τις θερμοκρασίες στις θήκες των μπαταριών, προσδιορίζεται η πυκνότητα του υδρογόνου στη θήκη της μπαταρίας, από την οποία το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας καθορίζεται. Όταν επιτευχθεί το μέγιστο επίπεδο πυκνότητας, εκδίδεται εντολή διακοπής της φόρτισης.
Οι είσοδοι του BOPTSB (25) από τις δεύτερες εξόδους του DTN (15) και η κλειστή μπαταρία του διακόπτη (13) λαμβάνουν τις τρέχουσες τιμές του ρεύματος φορτίου από τους καταναλωτές του διαστημικού σκάφους I n και το επιτρεπόμενο ρεύμα εκφόρτισης του η μπαταρία I AB. Χρησιμοποιώντας αυτές τις τιμές του BOPTSB (25), από τις σχέσεις (4), (5) καθορίζεται η τιμή του I SB - η τρέχουσα ελάχιστη επιτρεπόμενη τιμή του απαιτούμενου ρεύματος από το SB (λαμβάνοντας υπόψη τη δυνατότητα των καταναλωτών να χρησιμοποιούν ενέργεια από το BAB (12)) και το βγάζει στη δεύτερη είσοδο BUSBTNZ (23).
Οι πληροφορίες σχετικά με τον χρόνο πιθανής έναρξης της πρόσκρουσης σωματιδίων στο διαστημόπλοιο μεταδίδονται από την έξοδο του BOMVVCH (20) στο BOMVUSBTNZ (22) μέσω της πρώτης εισόδου του. Στο BOMVUSBTNZ (22), η πραγματική αξιολόγηση του αρνητικού αντίκτυπου του FVS πραγματοποιείται συγκρίνοντας την τρέχουσα μετρούμενη τιμή του χαρακτηριστικού κρούσης με τιμές κατωφλίου, ξεκινώντας από το χρονικό σημείο που καθορίζεται από το BOMVUSBTNZ (20). Απαραίτητη προϋπόθεση για τη λήψη εντολής στην έξοδο του BOMVUSBTNZ (22) είναι η παρουσία δύο σημάτων - από τις εξόδους του BOMVVCH (20) και του BIPPCHVE (21).
Όταν το BOMVUSBTNZ (22) εκδίδει μια εντολή στην πρώτη είσοδο του BUSES (16), αυτό το μπλοκ δημιουργεί μια εντολή στην τέταρτη έξοδο του, η οποία συνδέεται με τον έλεγχο του SB BUSBTNZ (23).
Το BUSBTNZ (23) καθορίζει τη γωνία α s_min_AB με την έκφραση (3). Για τον υπολογισμό της καθορισμένης γωνίας, χρησιμοποιείται η τρέχουσα τιμή του απαιτούμενου ρεύματος από το SB, που λαμβάνεται από το BOPTSB (25). Επιπλέον, από το τηλεχειριστήριο UPSB (6) το καθορισμένο μπλοκ λαμβάνει πληροφορίες σχετικά με την τρέχουσα τιμή της γωνίας περιστροφής SB α. Έχοντας καθορίσει την τιμή της γωνίας α s_min_AB, ο αλγόριθμος που είναι ενσωματωμένος στο BUSBTNZ (23) τη συγκρίνει με την τρέχουσα τιμή της γωνίας α και υπολογίζει τη γωνία αναντιστοιχίας μεταξύ α και α s_min_AB και τον απαιτούμενο αριθμό παλμών ελέγχου για την ενεργοποίηση της μονάδας ελέγχου SB (1). Οι παλμοί ελέγχου μεταδίδονται στη μονάδα ελέγχου (7). Μετά τη μετατροπή και την ενίσχυση των υποδεικνυόμενων παλμών στο UPU (7), φτάνουν στην είσοδο του UPS (6) και θέτουν σε κίνηση τη μονάδα.
Όταν το BOMVUSBTNZ (22) δεν εκδίδει εντολή στην πρώτη είσοδο του BUSES (16), αυτό το μπλοκ, ανάλογα με το πρόγραμμα πτήσης του διαστημικού σκάφους που εκτελείται, μεταφέρει τον έλεγχο του SB (1) σε ένα από τα μπλοκ BUOSBS (8) και BRSBZP (9).
Η λειτουργία του BUSBS (8) περιγράφεται παραπάνω.
Το BRSBZP (9) ελέγχει το SB (1) σύμφωνα με τις ρυθμίσεις του προγράμματος. Ο αλγόριθμος ελέγχου SB (1) σύμφωνα με τις ρυθμίσεις λογισμικού σάς επιτρέπει να εγκαταστήσετε την μπαταρία σε οποιαδήποτε καθορισμένη θέση α=α z . Σε αυτήν την περίπτωση, για τον έλεγχο της γωνίας περιστροφής στο BRSBZP (9), χρησιμοποιούνται πληροφορίες από το τηλεχειριστήριο UPSB (6).
Η υλοποίηση των BOMVUSBTNZ (22) και BOMVPNVCh (24) είναι δυνατή τόσο με βάση το υλικό και το λογισμικό του κέντρου ελέγχου διαστημικού σκάφους όσο και επί του διαστημικού σκάφους. Στις εξόδους του BOMVUSBTNZ (22) και του BOMVPNVCH (24), οι εντολές «έναρξη ελέγχου της παροχής ρεύματος με βάση τα ρεύματα φορτίου» και «έναρξη ελέγχου του ηλιακού συστήματος σε κατάσταση προετοιμασίας για την αρνητική επίδραση των σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο τα διαστημόπλοια» σχηματίζονται, αντίστοιχα, τα οποία αποστέλλονται στα BUSES (16), όταν στην περίπτωση αυτή, η τελευταία εντολή γίνεται αντιληπτή λειτουργικά από το BUSES (16) ως εντολή φόρτισης της μπαταρίας στο μέγιστο επίπεδο φόρτισης.
Ένα παράδειγμα εφαρμογής των BUSES (16) μπορεί να είναι τα ραδιοφωνικά μέσα του καναλιού ελέγχου υπηρεσίας (SCU) επί των συστημάτων του διαστημικού σκάφους Yamal-100, που αποτελούνται από έναν επίγειο σταθμό (ES) και τον ενσωματωμένο εξοπλισμό (BA) (βλ. περιγραφή στο). Ειδικότερα, το BA SKU μαζί με το GS SKU επιλύουν το πρόβλημα της έκδοσης ψηφιακών πληροφοριών (DI) στο ενσωματωμένο ψηφιακό σύστημα υπολογιστή (OBDS) του διαστημικού σκάφους και την επακόλουθη επιβεβαίωσή του. Το BTsVS, με τη σειρά του, ελέγχει τα μπλοκ BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23), BFKZ AB (14).
Σε αυτήν την υλοποίηση του BUSES (16), η αλληλεπίδραση του SKU BA όσον αφορά την ανταλλαγή δεδομένων πραγματοποιείται μέσω του κύριου καναλιού ανταλλαγής (MEC) σύμφωνα με τη διεπαφή MIL-STD-1553. Ως συνδρομητής του BCWS, χρησιμοποιείται μια συσκευή - μια μονάδα διασύνδεσης (UB) από το BA SKU. Ο επεξεργαστής BCWS ελέγχει περιοδικά την κατάσταση BS για να καθορίσει τη διαθεσιμότητα ενός πακέτου δεδομένων. Εάν το πακέτο είναι διαθέσιμο, ο επεξεργαστής ξεκινά την ανταλλαγή δεδομένων.
Η UPU (7) παίζει το ρόλο της διεπαφής μεταξύ BUOSBS (8), BRSBZP (9), BUSBTNZ (23) και UPSB (6) και χρησιμεύει για τη μετατροπή ψηφιακών σημάτων σε αναλογικά και την ενίσχυση των τελευταίων.
Το BUSBTNZ (23) είναι η εποχούμενη μονάδα του διαστημικού σκάφους, οι εντολές προς την οποία προέρχονται από τα BUSES (16). Η υλοποίηση των BUSBTNZ (23), BOPTSB (25), BZDZUZSB (26) μπορεί να πραγματοποιηθεί με βάση το διαστημόπλοιο BTsVS (βλ.,).
Έτσι, εξετάζεται ένα παράδειγμα υλοποίησης των θεμελιωδών μπλοκ του συστήματος.
Ας περιγράψουμε το τεχνικό αποτέλεσμα των προτεινόμενων εφευρέσεων.
Οι προτεινόμενες τεχνικές λύσεις παρέχουν μείωση της αρνητικής επίδρασης των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια εργασίας του ηλιακού συστήματος τις στιγμές που το «προστατευτικό» πέτο του ηλιακού πάνελ εκτελείται από την κατεύθυνση προς τον Ήλιο. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μείωση του εμβαδού της επιφάνειας εργασίας του SB, το οποίο επηρεάζεται αρνητικά από τις ροές αυτών των σωματιδίων, μεγιστοποιώντας τη γωνία της κανονικής προς την επιφάνεια εργασίας του SB από την κατεύθυνση προς τον Ήλιο, ενώ διασφαλίζοντας ότι πληρούται η απαίτηση παροχής ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο. Η μεγιστοποίηση της γωνίας στροφής επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι το ηλιακό σύστημα ενέργειας του διαστημικού σκάφους έχει προηγουμένως τεθεί σε κατάσταση μέγιστης φόρτισης της μπαταρίας, γεγονός που καθιστά δυνατή την εφαρμογή της μέγιστης δυνατής γωνίας της «προστατευτικής» περιστροφής του ηλιακού κελί από την κατεύθυνση προς τον Ήλιο. Λαμβάνοντας υπόψη, για παράδειγμα, ότι κατά τον έλεγχο του SES του διαστημικού σκάφους Yamal-100 μετά τη λειτουργία φόρτισης της μπαταρίας στο μέγιστο επίπεδο, η αύξηση του πιθανού ρεύματος εκφόρτισης της μπαταρίας είναι περίπου 30%, τότε μια αντίστοιχη αύξηση στη γωνία του «προστατευτικού» πτερυγίου της μπαταρίας και, κατά συνέπεια, η μείωση της αρνητικής επίδρασης των ροών σωματιδίων υψηλών ενεργειών στην επιφάνεια εργασίας του SB είναι μια σημαντική τιμή.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
1. Eliseev A.S. Τεχνολογία διαστημικών πτήσεων. Μόσχα, "Μηχανολογία", 1983.
2. Rauschenbach G. Εγχειρίδιο για το σχεδιασμό ηλιακών συλλεκτών. Μόσχα, Energoatomizdat, 1983.
3. Κανόνες πτήσης κατά τις κοινές επιχειρήσεις του SHUTTLE και του ISS. Tom S. Διεύθυνση Επιχειρήσεων Πτήσεων. Διαστημικό Κέντρο που πήρε το όνομά του Λίντον Μπ. Τζόνσον. Χιούστον, Τέξας, κύρια έκδοση, 11/8/2001.
4. Σύστημα τροφοδοσίας διαστημικού σκάφους. Τεχνική περιγραφή. 300 GK.20 Yu. 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
5. Center B.I., Lyzlov N.Yu., Metal-hydrogen electrochemical systems. Λένινγκραντ. "Χημεία", κλάδος Λένινγκραντ, 1989.
6. Σύστημα ελέγχου κίνησης και πλοήγησης διαστημικού σκάφους. Τεχνική περιγραφή. 300GK.12Yu. 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
7. Galperin Yu.I., Dmitriev A.V., Zeleny L.M., Panasyuk L.M. Η επίδραση του διαστημικού καιρού στην ασφάλεια της αεροπορίας και των διαστημικών πτήσεων. «Flight 2001», σσ. 27-87.
8. Βιβλίο αναφοράς μηχανικής για τη διαστημική τεχνολογία. Εκδοτικός οίκος του Υπουργείου Άμυνας της ΣΣΔ, Μ., 1969.
9. Grilikhes V.A., Orlov P.P., Popov L.B. Ηλιακή ενέργεια και διαστημικές πτήσεις. Μόσχα, "Επιστήμη", 1984.
10. Επίγειος σταθμός του καναλιού ελέγχου υπηρεσίας του διαστημικού σκάφους Yamal. Εγχειρίδιο. ZSKUGK.0000-ΟΡΕ. RSC Energia, 2001.
11. Εποχούμενος εξοπλισμός του καναλιού ελέγχου υπηρεσίας του διαστημικού σκάφους Yamal. Τεχνική περιγραφή. 300GK.15Yu. 0000A201-OTO. RSC Energia, 2002.
12. Kovtun V.S., Solovyov S.V., Zaikin S.V., Gorodetsky A.A. Μια μέθοδος για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών συλλεκτών ενός διαστημικού σκάφους και ένα σύστημα για την εφαρμογή του. RF δίπλωμα ευρεσιτεχνίας 2242408 σύμφωνα με την αίτηση 2003108114/11 με ημερομηνία 24 Μαρτίου 2003
1. Μια μέθοδος για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών συλλεκτών ενός διαστημικού σκάφους, συμπεριλαμβανομένης της μετατροπής των ηλιακών συλλεκτών σε θέση εργασίας που διασφαλίζει την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο και αντιστοιχεί στην ευθυγράμμιση της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους με το επίπεδο που σχηματίζεται από τον άξονα περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών και την κατεύθυνση προς τον Ήλιο, μετρώντας την πυκνότητα της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, προσδιορίζοντας τη χρονική στιγμή που αρχίζει η ηλιακή δραστηριότητα, προσδιορίζοντας τη χρονική στιγμή που φθάνουν τα σωματίδια υψηλής ενέργειας την επιφάνεια του διαστημικού σκάφους, μέτρηση της πυκνότητας ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας, σύγκριση των μετρούμενων τιμών της πυκνότητας ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας με τιμές κατωφλίου, στροφή των ηλιακών συλλεκτών σε γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και κατεύθυνση προς τον Ήλιο, που αντιστοιχεί στην ελάχιστη περιοχή επιρροής των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών ενώ ταυτόχρονα παρέχει στο διαστημόπλοιο ηλεκτρική ενέργεια, τη στιγμή που οι μετρούμενες τιμές της ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας η πυκνότητα υπερβαίνει τις τιμές κατωφλίου και οι ηλιακοί συλλέκτες επιστρέφουν στη θέση λειτουργίας τους τη χρονική στιγμή κατά την οποία η πυκνότητα των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας πέφτει κάτω από τις τιμές κατωφλίου, που χαρακτηρίζεται από το ότι προσδιορίζουν επιπλέον τις χρονικές στιγμές που οι πρόδρομοι εμφανίζεται αρνητικός αντίκτυπος των ροών σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο και στους καθορισμένους χρόνους οι μπαταρίες του συστήματος τροφοδοσίας του διαστημικού σκάφους φορτίζονται στο μέγιστο επίπεδο φόρτισης, εάν οι μετρούμενες τιμές της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας υπερβαίνουν το τιμές κατωφλίου σε σύγκριση με αυτές, οι ηλιακοί συλλέκτες περιστρέφονται έως ότου επιτευχθεί η γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο α s_min_AB, που αντιστοιχεί στην ελάχιστη περιοχή επιρροής των ροών υψηλής ενεργειακά σωματίδια στην επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, ενώ ταυτόχρονα παρέχει στο διαστημόπλοιο ηλεκτρική ενέργεια από ηλιακές και επαναφορτιζόμενες μπαταρίες του συστήματος τροφοδοσίας και καθορίζεται από την αναλογία
α s_min_AB =arccos (max(0, I n -I AB )/I m),
όπου I n είναι το ρεύμα φορτίου των καταναλωτών του διαστημικού σκάφους.
I m - μέγιστο ρεύμα που παράγεται όταν η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών είναι προσανατολισμένη κάθετα στις ακτίνες του ήλιου.
I AB - το τρέχον επιτρεπόμενο ρεύμα εκφόρτισης των επαναφορτιζόμενων μπαταριών και η προκύπτουσα έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο αντισταθμίζεται με την εκφόρτιση των επαναφορτιζόμενων μπαταριών, παρακολουθώντας παράλληλα το επίπεδο φόρτισης των επαναφορτιζόμενων μπαταριών και, όταν επιτευχθεί η ελάχιστη επιτρεπόμενη τιμή αυτού επίπεδο, η τρέχουσα τιμή του επιτρεπόμενου ρεύματος εκφόρτισης των επαναφορτιζόμενων μπαταριών επαναφέρεται και αποσυνδέει τις μπαταρίες από εξωτερικό φορτίο.
2. Σύστημα ελέγχου της θέσης των ηλιακών συλλεκτών του διαστημικού σκάφους, που είναι τέσσερα φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ τοποθετημένα σε πάνελ, συμπεριλαμβανομένης μιας συσκευής περιστροφής των εν λόγω ηλιακών συλλεκτών, μιας συσκευής ενίσχυσης-μετατροπής, μιας μονάδας ελέγχου για τον προσανατολισμό του ηλιακοί συλλέκτες προς τον Ήλιο, μια μονάδα για τη στροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση, δύο ρυθμιστές ρεύματος, μια μπαταρία, ένας φορτιστής μπαταριών, μια μονάδα παραγωγής εντολών για τη φόρτιση μπαταριών, ένας αισθητήρας ρεύματος φορτίου, μια μονάδα ελέγχου συστήματος τροφοδοσίας, ένα λεωφορείο τροφοδοσίας ρεύματος, μια μονάδα μέτρησης της πυκνότητας της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, μια μονάδα ανίχνευσης ηλιακής δραστηριότητας, μια μονάδα προσδιορισμού της στιγμής του χρόνου πρόσκρουσης σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο, μια μονάδα μέτρησης της πυκνότητας ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας, μονάδα προσδιορισμού της χρονικής στιγμής έναρξης ελέγχου των ηλιακών μπαταριών με ρεύματα φορτίου, μονάδα ελέγχου ηλιακών μπαταριών με ρεύματα φορτίου, ενώ η ηλιακή μπαταρία μέσω της πρώτης εξόδου της, συνδυάζει τις εξόδους του δύο φωτοβολταϊκές μπαταρίες, συνδέεται στην πρώτη είσοδο της συσκευής περιστροφής ηλιακού πάνελ και μέσω της δεύτερης εξόδου, που συνδυάζει τις εξόδους δύο άλλων φωτοβολταϊκών μπαταριών, συνδέεται στη δεύτερη είσοδο της συσκευής περιστροφής ηλιακού πάνελ και οι έξοδοι του οι μονάδες ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση συνδέονται, αντίστοιχα, στην πρώτη και δεύτερη είσοδο της συσκευής μετατροπής ενίσχυσης, η έξοδος της οποίας, με τη σειρά της, συνδέεται στην τρίτη είσοδο της συσκευής περιστροφής ηλιακού πάνελ, η πρώτη και η δεύτερη έξοδος της συσκευής περιστροφής ηλιακού πάνελ συνδέονται, αντίστοιχα, στις εισόδους του πρώτου και του δεύτερου ρυθμιστή ρεύματος και οι έξοδοι των ρυθμιστών ρεύματος συνδέονται στην ισχύ δίαυλος τροφοδοσίας του διαστημικού σκάφους, η μονάδα μπαταρίας συνδέεται με την είσοδό της, μέσω του φορτιστή μπαταρίας, στο δίαυλο παροχής ρεύματος, ενώ ο φορτιστής μπαταρίας συνδέεται με την πρώτη του είσοδο στον καθορισμένο δίαυλο και στη δεύτερη είσοδο του φορτιστή μπαταρίας μπαταρίες, συνδέεται ένας αισθητήρας ρεύματος φορτίου, ο οποίος συνδέεται, με τη σειρά του, στο δίαυλο παροχής ρεύματος, το μπλοκ μπαταρίας συνδέεται με την έξοδό του στην πρώτη είσοδο του μπλοκ για τη δημιουργία εντολών για τη φόρτιση των μπαταριών και την πρώτη έξοδο του Η μονάδα ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του καθορισμένου μπλοκ, η έξοδος των εντολών παραγωγής μπλοκ για τη φόρτιση των μπαταριών συνδέεται στην τρίτη είσοδο του φορτιστή μπαταρίας, τη δεύτερη και τρίτη έξοδο της μονάδας ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας συνδέονται με τις πρώτες εισόδους των μονάδων ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση, η τρίτη έξοδος της συσκευής περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών συνδέεται με τις δεύτερες εισόδους των μπλοκ για ελέγχοντας τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και στρέφοντας τους ηλιακούς συλλέκτες σε μια δεδομένη θέση, η έξοδος του μπλοκ για τη μέτρηση της πυκνότητας της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συνδέεται με την είσοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της ηλιακής δραστηριότητας. η πρώτη έξοδος της οποίας, με τη σειρά της, συνδέεται με την είσοδο του μπλοκ που καθορίζει τη χρονική στιγμή της πρόσκρουσης των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο, τις εξόδους του μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής της πρόσκρουσης των σωματιδίων στο διαστημόπλοιο και το μπλοκ για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας συνδέεται, αντίστοιχα, με την πρώτη και τη δεύτερη είσοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής έναρξης ελέγχου των ηλιακών συλλεκτών με ρεύματα φορτίου και την είσοδο του μπλοκ για τη μέτρηση η πυκνότητα ροής των σωματιδίων υψηλής ενέργειας συνδέεται με τη δεύτερη έξοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της ηλιακής δραστηριότητας, η έξοδος του μπλοκ για τον προσδιορισμό της χρονικής στιγμής που τα ηλιακά πάνελ αρχίζουν να ελέγχονται από ρεύματα φορτίου συνδέεται στην είσοδο του Μπλοκ ελέγχου συστήματος τροφοδοσίας, η τέταρτη έξοδος του οποίου, με τη σειρά του, συνδέεται με την πρώτη είσοδο των ηλιακών συλλεκτών του μπλοκ ελέγχου σύμφωνα με ρεύματα φορτίου, η τρίτη είσοδος και έξοδος του οποίου συνδέονται αντίστοιχα με την τρίτη έξοδο του συσκευή περιστροφής ηλιακού πάνελ και η τρίτη είσοδος της συσκευής ενίσχυσης-μετατροπής, που χαρακτηρίζεται από το ότι περιλαμβάνει επιπλέον ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου ρεύματος από τα ηλιακά πάνελ, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό των στιγμών εμφάνισης προάγγελοι της αρνητικής επίδρασης των σωματιδίων υψηλής ενέργειας στο διαστημόπλοιο και στη μονάδα για τη ρύθμιση των επιτρεπόμενων τιμών της στάθμης φόρτισης της μπαταρίας, ενώ η πρώτη και η δεύτερη είσοδος και έξοδος της μονάδας για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου ρεύματος από τα ηλιακά πάνελ συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη έξοδο του ρεύματος φορτίου αισθητήρας, η δεύτερη έξοδος των μπαταριών του φορτιστή μπαταρίας και η δεύτερη είσοδος της μονάδας ελέγχου ηλιακού πάνελ για ρεύματα φορτίου, οι έξοδοι της μονάδας για τη μέτρηση της πυκνότητας ροής σωματιδίων υψηλής ενέργειας και η μονάδα μέτρησης της πυκνότητας της ροής ρεύματος της ηλιακής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συνδέονται
Η εφεύρεση σχετίζεται με την αστροναυτική και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαστημικές δραστηριότητες - έρευνα του διαστήματος, πλανητών του ηλιακού συστήματος, παρατηρήσεις της Γης από το διάστημα κ.λπ., στις οποίες είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός των χωρικών συντεταγμένων του διαστημικού σκάφους (SV) και τα συστατικά του διανύσματος ταχύτητάς του.
Η εφεύρεση σχετίζεται με πυραύλους και διαστημική τεχνολογία και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη δημιουργία οχημάτων εκτόξευσης (LV), συμπεριλαμβανομένων οχημάτων μετατροπής, για την εκτόξευση διαστημικών σκαφών σε τροχιές χαμηλής Γης.
Η εφεύρεση σχετίζεται με τον τομέα της διαστημικής τεχνολογίας, συγκεκριμένα με συστήματα τροφοδοσίας για διαστημόπλοια, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών πάνελ τους
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.
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.
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 την τροφοδοσία διαστημικού σκάφους (SC) μέσω ηλιακών συλλεκτών (SB), παρέχοντας χρήσιμη ισχύ τόσο από την επιφάνεια εργασίας όσο και από την πίσω επιφάνεια. Το προτεινόμενο σύστημα περιέχει μια συσκευή για την περιστροφή του ηλιακού πάνελ, μια συσκευή ενίσχυσης-μετατροπής, μια μονάδα ελέγχου για τον προσανατολισμό του ηλιακού πάνελ προς τον Ήλιο, ένα μπλοκ για τη στροφή του ηλιακού πάνελ σε μια δεδομένη θέση, ένα μπλοκ ρυθμιστών ρεύματος, έναν αισθητήρα ρεύματος και μια μονάδα ελέγχου για το σύστημα τροφοδοσίας. Το σύστημα περιλαμβάνει επιπλέον μπλοκ μέτρησης: το ύψος της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, τον προσανατολισμό του διαστημικού σκάφους και τη γωνία ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης ορατή από το διαστημόπλοιο. Υπάρχει ένα μπλοκ για τη ρύθμιση της μέγιστης τιμής ρεύματος που παράγεται από το ηλιακό σύστημα υπό την επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας. Έχουν επίσης εισαχθεί μπλοκ για τον προσδιορισμό: τις στιγμές που η ακτινοβολία που αντανακλάται από τη Γη προσπίπτει στην επιφάνεια εργασίας του ηλιακού πάνελ, τις στιγμές που η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη προσπίπτει στην πίσω επιφάνεια του ηλιακού πάνελ, τις στιγμές που παράγεται επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια από το ηλιακό πάνελ υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, η γωνία περιστροφής του ηλιακού πάνελ και η περιοχή του τμήματος της επιφάνειας εργασίας που φωτίζεται από την ηλιακή ακτινοβολία SB. Το κύκλωμα περιλαμβάνει επίσης δύο κλειδιά και στοιχεία NOT και OR. Το τεχνικό αποτέλεσμα της εφεύρεσης είναι να αυξήσει την παραγωγή ηλιακής ενέργειας αξιοποιώντας πληρέστερα την ηλιακή ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη και φθάνοντας στις λειτουργικές και πίσω επιφάνειες της ηλιακής ενέργειας, λαμβάνοντας υπόψη πιθανή σκίαση της επιφάνειας ηλιακής ενέργειας από στοιχεία σχεδιασμού διαστημικού σκάφους . 8 άρρωστος.
Σχέδια για το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RF 2341421
Η εφεύρεση σχετίζεται με το πεδίο της διαστημικής τεχνολογίας, συγκεκριμένα με συστήματα τροφοδοσίας ισχύος (SES) διαστημοπλοίων (SC), και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών πλαισίων τους (SB).
Για να εξασφαλιστεί η υψηλή απόδοση του ηλιακού συστήματος, τα περισσότερα διαστημόπλοια είναι εξοπλισμένα με σύστημα για τον αυτόματο προσανατολισμό τους στον Ήλιο (βλ., σελ. 190-194; , σ. 57). Η σύνθεση ενός τέτοιου συστήματος, που λαμβάνεται ως ανάλογο, περιλαμβάνει ηλιακούς αισθητήρες, συσκευές μετατροπής λογικής και ηλεκτρικούς κινητήρες που ελέγχουν τη θέση του ηλιακού συστήματος. Όταν το σύστημα λειτουργεί, τα ηλιακά πάνελ είναι προσανατολισμένα με τέτοιο τρόπο ώστε η γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο να είναι μια ελάχιστη τιμή, η οποία εξασφαλίζει τη μέγιστη ροή ηλεκτρικής ενέργειας από το ηλιακό πάνελ.
Το μειονέκτημα αυτού του συστήματος για τον έλεγχο της θέσης του διαστημικού σκάφους SB είναι ότι δεν προβλέπει τις λειτουργίες τοποθέτησης του SB σε σταθερές θέσεις σχεδιασμού, για παράδειγμα, για προστασία από τις αρνητικές επιπτώσεις περιβαλλοντικών παραγόντων (EFF). Το FWS μπορεί να είναι ρεύματα σωματιδίων υψηλής ενέργειας ηλιακής ακτινοβολίας ή ρεύματα αερίων που αναδύονται από κινητήρες προσανατολισμού διαστημόπλοιων που λειτουργούν.
Το πλησιέστερο από τα ανάλογα, που υιοθετήθηκε ως πρωτότυπο, είναι το σύστημα ελέγχου θέσης του διαστημικού σκάφους SB, που περιγράφεται στη σελίδα 6.
Το μπλοκ διάγραμμα του συστήματος περιέχει ένα ηλιακό πάνελ, στο άκαμπτο υπόστρωμα του περιβλήματος του οποίου υπάρχει μια μονάδα φωτοβολταϊκών μπαταριών (PVB), μια περιστρεφόμενη συσκευή ηλιακού πάνελ (UPSB). συσκευή μετατροπής ενίσχυσης (ACD). μονάδα ελέγχου για τον προσανατολισμό SB προς τον Ήλιο (BUOSBS). μπλοκ για τη μετατροπή του SB σε μια δεδομένη θέση (BRSBZP). μπλοκ ρυθμιστή ρεύματος (BRT), μπλοκ AB (BAB). φορτιστής για μπαταρία (ZRU AB); μονάδα παραγωγής εντολών για φόρτιση μπαταρίας (BFKZ AB). αισθητήρας ρεύματος φορτίου (LCS); μονάδα ελέγχου συστήματος τροφοδοσίας (BUSES)· λεωφορείο τροφοδοσίας (SE). Στην περίπτωση αυτή, η έξοδος του BSE συνδέεται με την είσοδο του BRT. Η έξοδος του BRT συνδέεται στο SE. Το BAB συνδέεται με το SheE μέσω της εισόδου του μέσω του κλειστού διακόπτη AB. Ο πίνακας διακοπτών AB συνδέεται με την πρώτη του είσοδο στο SheE και η έξοδος DTN συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του διακόπτη AB, η είσοδος του οποίου συνδέεται, με τη σειρά του, στο SheE. Το BAB με την έξοδό του συνδέεται στην πρώτη είσοδο του BFKZ AB και η πρώτη έξοδος των BUSES συνδέεται στη δεύτερη είσοδο του καθορισμένου μπλοκ. Η έξοδος του BFKZ AB συνδέεται με την τρίτη είσοδο του ZRU AB. Η δεύτερη και η τρίτη έξοδος των BUSES συνδέονται, αντίστοιχα, στις πρώτες εισόδους των BUSBS και BRSBZP. Η έξοδος UPSB συνδέεται με τις δεύτερες εισόδους BUOSBS και BRSBZP. Οι έξοδοι των BUOSBS και BRSBZP συνδέονται, αντίστοιχα, στην πρώτη και δεύτερη είσοδο του UPU, η έξοδος του οποίου, με τη σειρά του, συνδέεται με την είσοδο του UPSB. Επιπλέον, το UPSB συνδέεται μηχανικά με το SB.
Η ουσία των ενεργειών που υλοποιεί αυτό το σύστημα είναι η εξής. Για να μεγιστοποιηθεί η ροή ηλεκτρικής ενέργειας από το SB, τα πάνελ SB περιστρέφονται σε θέση εργασίας που αντιστοιχεί στην ευθυγράμμιση της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους με το επίπεδο που σχηματίζεται από τον άξονα περιστροφής των πάνελ SB και την κατεύθυνση προς τον Ήλιο . Στη συνέχεια, προσδιορίζεται η χρονική στιγμή της έναρξης της αρνητικής επίδρασης του FVS στην επιφάνεια εργασίας του SB και τα πάνελ SB περιστρέφονται σε μια καθορισμένη γωνία μεταξύ της κανονικής προς τη φωτισμένη επιφάνεια εργασίας τους και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο μέχρι ο χρόνος έναρξης της πρόσκρουσης των καθορισμένων παραγόντων και τα πάνελ SB επιστρέφουν στη θέση εργασίας τους μετά το τέλος της καθορισμένης πρόσκρουσης.
Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τον ΣΕΒ μεταφέρεται από το SB στο BRT. Στη συνέχεια, η ηλεκτρική ενέργεια από το BRT παρέχεται στο SheE SES. Στο σκιερό μέρος της τροχιάς (ελλείψει ρεύματος από το ηλιακό σύστημα), ο διακόπτης μπαταρίας, λόγω της εκφόρτισης της μονάδας μπαταρίας, αντισταθμίζει την έλλειψη ηλεκτρικής ενέργειας στο διαστημόπλοιο. Μαζί με αυτό, το AB ZRU χρεώνει το BAB μέσω του BFKZ AB. Ταυτόχρονα, οι πληροφορίες από το DTN χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης στον πίνακα διανομής μπαταρίας.
Ταυτόχρονα με τη λειτουργία στη λειτουργία τροφοδοσίας του διαστημικού σκάφους, το σύστημα λύνει το πρόβλημα του ελέγχου της θέσης των επιπέδων των ηλιακών πλαισίων. Ανάλογα με το πρόγραμμα πτήσης του διαστημικού σκάφους που εκτελείται, προτεραιότητα για τον έλεγχο SB δίνεται σε ένα από τα μπλοκ BUOSBS ή BRSBZP.
Κατόπιν εντολής από τα BUSES, το μπλοκ BUSBS ελέγχει τον προσανατολισμό του ηλιακού συστήματος προς τον Ήλιο. Οι πληροφορίες εισόδου για τον αλγόριθμο ηλιακού ελέγχου είναι: η θέση του διανύσματος διεύθυνσης μονάδας στον Ήλιο σε σχέση με τους άξονες συντεταγμένων που σχετίζονται με το διαστημόπλοιο. η θέση του SB σε σχέση με το σώμα του διαστημικού σκάφους, που λαμβάνεται με τη μορφή μετρούμενων τιμών ρεύματος της γωνίας μεταξύ της τρέχουσας θέσης της κανονικής προς την επιφάνεια εργασίας του SB και της κατεύθυνσης προς τον Ήλιο από αισθητήρες γωνίας (AS) εγκατεστημένο στο UPSB. Όταν το SB είναι προσανατολισμένο προς τον Ήλιο, 0. Οι πληροφορίες εξόδου του αλγόριθμου ελέγχου είναι εντολές για περιστροφή του SB σε σχέση με τον άξονα του άξονα εξόδου UPSB και εντολές για διακοπή της περιστροφής. Τα τηλεχειριστήρια UPSB παρέχουν διακριτά σήματα σχετικά με τη θέση του συστήματος ασφαλείας. Το διακριτό μέγεθος καθορίζει την ακρίβεια του προσανατολισμού του δορυφόρου.
Το BRSBZP ελέγχει το SB με τη βοήθεια BUSES σύμφωνα με τις ρυθμίσεις του προγράμματος. Ο αλγόριθμος ελέγχου SB που βασίζεται στις ρυθμίσεις λογισμικού σάς επιτρέπει να εγκαταστήσετε την μπαταρία σε οποιαδήποτε επιθυμητή θέση, που καθορίζεται από την απαιτούμενη τιμή γωνίας = 2. Ταυτόχρονα, για τον έλεγχο της γωνίας περιστροφής στο BRSBZP, χρησιμοποιούνται και πληροφορίες από το τηλεχειριστήριο UPSB.
Το UPU παίζει το ρόλο της διεπαφής μεταξύ BUOSBS, BRSBZP και UPSB.
Είναι γνωστό (βλ., σελ. 272) ότι η ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στη Γη αντανακλάται από την επιφάνειά της, από τα σύννεφα και διασκορπίζεται από την ατμόσφαιρα. Η ενέργεια της ανακλώμενης ακτινοβολίας, συγκεντρωμένη στο φασματικό εύρος της περιοχής ευαισθησίας των ηλιακών κυψελών, γίνεται αντιληπτή από το ηλιακό στοιχείο και αυξάνει την ισχύ εξόδου του.
Έτσι, στο φωτισμένο τμήμα της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, το SB, εκτός από την άμεση ηλιακή ακτινοβολία, δέχεται ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη. Η μέθοδος και το σύστημα που υιοθετήθηκε ως πρωτότυπο έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα - δεν επιτρέπουν την αύξηση της ροής ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της πρόσθετης χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη.
Το έργο που αντιμετωπίζει το προτεινόμενο σύστημα είναι να αυξήσει τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας από το ηλιακό πάνελ μέσω της πρόσθετης χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, που φθάνει στην επιφάνεια εργασίας και στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανή σκίαση της επιφάνειας. του ηλιακού πάνελ από τα στοιχεία σχεδιασμού του διαστημικού σκάφους.
Το τεχνικό αποτέλεσμα επιτυγχάνεται στο ότι το σύστημα για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών πλαισίων του διαστημικού σκάφους, συμπεριλαμβανομένης μιας ηλιακής μπαταρίας με θετική ισχύ εξόδου της πίσω επιφάνειας, με ένα μπλοκ φωτοβολταϊκών μπαταριών εγκατεστημένες σε αυτό, μια συσκευή για την περιστροφή του ηλιακοί συλλέκτες, μια συσκευή ενίσχυσης-μετατροπής, μια μονάδα ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών σύμφωνα με την κατεύθυνση προς τον Ήλιο, ένα μπλοκ για τη μετατροπή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση, ένα μπλοκ ρυθμιστών ρεύματος, ένας αισθητήρας ρεύματος, μια μονάδα ελέγχου για το σύστημα τροφοδοσίας, ενώ η έξοδος του μπλοκ της φωτοβολταϊκής μπαταρίας συνδέεται με την είσοδο του μπλοκ ρυθμιστή ρεύματος, η έξοδος του οποίου συνδέεται με την είσοδο του αισθητήρα ρεύματος και οι έξοδοι του μπλοκ ελέγχου προσανατολισμού μπλοκ ηλιακών συλλεκτών σε η κατεύθυνση του Ήλιου και η στροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση συνδέονται, αντίστοιχα, με την πρώτη και τη δεύτερη είσοδο της συσκευής μετατροπής ενίσχυσης, η έξοδος της οποίας συνδέεται με την είσοδο της συσκευής περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών, η έξοδος των οποίων συνδέεται με τις εισόδους των μονάδων ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς την κατεύθυνση του ήλιου και τη μετατροπή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση και η συσκευή για την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών συνδέεται μηχανικά με τον ηλιακό μπαταρία· ένα πρόσθετο μπλοκ για τη μέτρηση του ύψους της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, ένα μπλοκ για τη μέτρηση του προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους, ένα μπλοκ για τη μέτρηση της γωνίας ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης ορατός από το διαστημόπλοιο, ένα μπλοκ εργασίας της μέγιστης τιμής του ρεύματος που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ υπό την επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά στην πλάτη επιφάνεια ηλιακών συλλεκτών, μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών παραγωγής πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακές μπαταρίες υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό της περιοχής του μέρος της επιφάνειας εργασίας των ηλιακών συλλεκτών φωτίζεται από την ηλιακή ακτινοβολία, δύο διακόπτες και στοιχεία NOT και OR, ενώ η έξοδος του αισθητήρα ρεύματος συνδέεται με τις πρώτες εισόδους του μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών και τον προσδιορισμό του μπλοκ τις στιγμές παραγωγής πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακές μπαταρίες υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, η έξοδος και η δεύτερη έως την τέταρτη είσοδοι της οποίας συνδέονται, αντίστοιχα, στην είσοδο του στοιχείου NOT και στις εξόδους του μπλοκ για ρύθμιση τη μέγιστη τιμή του ρεύματος που παράγεται από τις ηλιακές μπαταρίες υπό την επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας, του στοιχείου OR και της περιοχής μπλοκ προσδιορισμού του τμήματος της επιφάνειας εργασίας των ηλιακών συλλεκτών που φωτίζεται από την ηλιακή ακτινοβολία, η πρώτη και η δεύτερη είσοδος και η έξοδος της οποίας συνδέεται επίσης, αντίστοιχα, με τις εξόδους της μονάδας μέτρησης προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους, τη διάταξη περιστροφής ηλιακών συλλεκτών και τη δεύτερη είσοδο της μονάδας προσδιορισμού γωνίας περιστροφής ηλιακών συλλεκτών, της οποίας η έξοδος και η τρίτη έως την όγδοη είσοδοι συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη είσοδο του μπλοκ για τη μετατροπή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση και στις εξόδους της συσκευής περιστροφής ηλιακών συλλεκτών, το μπλοκ για τη ρύθμιση της μέγιστης τιμής του ρεύματος που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ υπό την επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας, το μπλοκ για τη μέτρηση του ύψους της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, τα μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που αντανακλάται από τη Γη που χτυπά και στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών και μια μονάδα για τη μέτρηση της γωνίας ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης ορατή από ένα διαστημόπλοιο, η έξοδος του οποίου συνδέεται επίσης με τις πρώτες εισόδους μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την επιφάνεια εργασίας και την πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, οι δεύτερες είσοδοι των οποίων συνδέονται με την έξοδο του μπλοκ για τη μέτρηση του υψομέτρου της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, ενώ οι έξοδοι των μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την επιφάνεια εργασίας και την πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών συνδέονται επίσης, αντίστοιχα, με διαφορετικές εισόδους του στοιχείου OR, και η έξοδος του μπλοκ ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας συνδέεται με τις εισόδους πληροφοριών του πρώτου και του δεύτερου κλειδιού, οι είσοδοι ελέγχου των οποίων συνδέονται με τις εξόδους του στοιχείου NOT και το μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών παραγωγής πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή ενέργεια πάνελ υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, αντίστοιχα, και οι έξοδοι του πρώτου και του δεύτερου κλειδιού συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη είσοδο του μπλοκ για τον έλεγχο του προσανατολισμού των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και την ένατη είσοδο του μπλοκ που καθορίζει τη γωνία περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών.
Η προτεινόμενη εφεύρεση εφαρμόζεται σε μια κατηγορία διαστημόπλοιων των οποίων τα ηλιακά πάνελ μπορούν να σκιάζονται από δομικά στοιχεία του διαστημόπλοιου, καθώς και τα ηλιακά πάνελ των οποίων έχουν θετική ισχύ εξόδου όταν φωτίζονται από την πίσω επιφάνεια των ηλιακών πλαισίων.
Η προτεινόμενη τεχνική λύση επιτυγχάνει αύξηση του ρεύματος που παράγεται από SB που έχουν θετική ισχύ εξόδου της πίσω επιφάνειας των πάνελ SB, λόγω της πρόσθετης χρήσης της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, που προσπίπτει στην επιφάνεια εργασίας και στην πίσω επιφάνεια του Πάνελ SB. Για να γίνει αυτό, όταν το διαστημόπλοιο βρίσκεται στο φωτισμένο τμήμα της τροχιάς, η κάθετη προς την επιφάνεια εργασίας του ηλιακού πάνελ προσανατολίζεται προς τον Ήλιο και τα χρονικά διαστήματα καθορίζονται όταν η ηλιακή ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει είτε στην επιφάνεια εργασίας. ή στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών. Στη συνέχεια, το ηλιακό πάνελ περιστρέφεται με τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τον συνολικό φωτισμό του ηλιακού πάνελ με την άμεση ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών και την ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη, που φτάνει στο χώρο εργασίας ή πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών.
Η ουσία της προτεινόμενης εφεύρεσης απεικονίζεται στα Σχ. 1-8, τα οποία δείχνουν: στα Σχ. 1 και 2 - διαγράμματα φωτισμού για ηλιακούς συλλέκτες με άμεση και ανακλώμενη ηλιακή ακτινοβολία από τη Γη για περιπτώσεις όπου η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει, αντίστοιχα, στην επιφάνεια εργασίας και στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών. Τα Σχ. 3 και 4 δείχνουν διαγράμματα φωτισμού SB στο προτεινόμενο σύστημα. Το Σχ. 5 είναι ένα διάγραμμα της γεωμετρικής κατασκευής, που εξηγεί τον ορισμό της γωνίας που εισάγεται παρακάτω. Το σχήμα 6 είναι ένα διάγραμμα μιας γεωμετρικής κατασκευής που εξηγεί τον προσδιορισμό της φωτισμένης περιοχής της επιφάνειας εργασίας του SB, λαμβάνοντας υπόψη τη σκίαση του SB. Το Σχ. 7 είναι ένα μπλοκ διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος. Το Σχ. 8 είναι ένα γράφημα της άφιξης ηλεκτρικής ενέργειας από το SB του ρωσικού τμήματος (PC) του διεθνούς διαστημικού σταθμού (ISS).
Ας εξηγήσουμε τις ενέργειες που υλοποιήθηκαν από το προτεινόμενο σύστημα.
Στα Σχήματα 1-4, που εξηγούν τα περιγραφόμενα σχήματα φωτισμού του ηλιακού συστήματος, όλες οι κατασκευές γίνονται στο επίπεδο που σχηματίζεται από το διάνυσμα της ακτίνας του διαστημικού σκάφους και την κατεύθυνση προς τον Ήλιο, και εισάγονται τα ακόλουθα σύμβολα:
N - κάθετο στην επιφάνεια εργασίας των πάνελ SB.
S, PC, BC * - διανύσματα κατεύθυνσης προς τον Ήλιο.
O - κέντρο της Γης.
Ή - διάνυσμα ακτίνας του διαστημικού σκάφους.
OB - ακτίνα της Γης.
B είναι το σημείο από το οποίο η ανακλώμενη ροή ακτινοβολίας εισέρχεται στο διαστημόπλοιο.
Η γωνία μεταξύ των κατευθύνσεων από το διαστημόπλοιο προς τον Ήλιο και προς το σημείο Β.
MM * - γραμμή ορίζοντα στο σημείο Β.
S και είναι η γωνία πρόσπτωσης και η γωνία ανάκλασης από τη Γη της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στο διαστημόπλοιο.
PD - κατεύθυνση από το διαστημόπλοιο προς τον ορίζοντα της Γης.
B * - σημείο επαφής με τη Γη με γραμμή PD.
g είναι η γωνία ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης ορατή από το διαστημόπλοιο.
Q z είναι η μισή γωνία του δίσκου της Γης που είναι ορατή από το διαστημόπλοιο.
Η γωνία μεταξύ των κατευθύνσεων RO και RV.
Το Q sb είναι η μισή γωνία της ζώνης ευαισθησίας της επιφάνειας εργασίας των πάνελ SB, μετρημένη από το κανονικό N (που υποδεικνύεται μόνο στα Σχ. 1 και 3).
Γωνία μεταξύ N και S (υποδεικνύεται μόνο στα Σχ. 3 και 4).
Στα Σχ. 2 και 4 υποδεικνύεται επιπλέον:
N O - κάθετο στην πίσω επιφάνεια των πάνελ SB.
S O - αντιηλιακή κατεύθυνση.
Η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης N o και της κατεύθυνσης από το διαστημόπλοιο στο σημείο Β.
Q O - μισή γωνία της ζώνης ευαισθησίας της πίσω επιφάνειας των πάνελ SB, μετρημένη από το κανονικό N o .
Θεωρούμε τον τρέχοντα προσανατολισμό του SB, στον οποίο η κάθετη προς την επιφάνεια εργασίας του SB N συνδυάζεται με την κατεύθυνση προς τον Ήλιο S (ταυτόχρονα το N o συνδυάζεται με το S o).
Χρησιμοποιούμε την έννοια των ζωνών ευαισθησίας καθεμιάς από τις εξεταζόμενες επιφάνειες των ηλιακών συλλεκτών - περιοχές που καθορίζονται από τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά των στοιχείων ηλιακού πάνελ, όταν φωτίζονται από την πλευρά των οποίων το ηλιακό πάνελ μπορεί να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Ορίζουμε τη ζώνη ευαισθησίας κάθε επιφάνειας των ηλιακών συλλεκτών με την τιμή της μισής γωνίας της ζώνης, μετρούμενη από την κανονική στην εξεταζόμενη επιφάνεια του ηλιακού πάνελ:
Q sb - μισή γωνία της ζώνης ευαισθησίας της επιφάνειας εργασίας των πάνελ SB, Q sb<90°,
Q o - μισή γωνία της ζώνης ευαισθησίας της πίσω επιφάνειας των πάνελ SB, Q o<90°.
Όταν φωτίζεται το ηλιακό σύστημα έξω από αυτές τις περιοχές, το παραγόμενο ρεύμα απουσιάζει ή είναι αμελητέα μικρό.
Η άφιξη της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη στο διαστημόπλοιο είναι δυνατή μόνο στο φωτισμένο τμήμα της τροχιάς, ενώ η θέση του σημείου ανάκλασης (σημείο Β) καθορίζεται από την αναλογία των γωνιών πρόσπτωσης s και την ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας από τη Γη (βλ., σελ. 39-52;).
Αφού το διαστημόπλοιο βγει από τη σκιά της Γης στο φωτισμένο μέρος της τροχιάς και πριν το διαστημόπλοιο εισέλθει στη σκιά της Γης, η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χτυπά την επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών (περίπτωση Α, φαίνεται στο Σχ. 1).
Αυτό το τμήμα της τροχιάς καθορίζεται από τις συνθήκες:
Λαμβάνοντας υπόψη την έννοια της ζώνης ευαισθησίας SB, η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χρησιμοποιείται από την επιφάνεια εργασίας των πάνελ SB για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όταν πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:
τότε η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χτυπά την επιφάνεια εργασίας του ηλιακού συστήματος και η χρήση της για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται επίσης υπό την προϋπόθεση
Όταν το διαστημόπλοιο βρίσκεται στο μεσαίο τμήμα του φωτισμένου τμήματος της τροχιάς, η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη επηρεάζει την πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών (περίπτωση Β, φαίνεται στο Σχ. 2). Αυτό το τμήμα της τροχιάς καθορίζεται από τις συνθήκες:
Λαμβάνοντας υπόψη την έννοια της ζώνης ευαισθησίας SB, η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χρησιμοποιείται από την πίσω επιφάνεια των πάνελ SB για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όταν πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:
Για να προσδιορίσετε τη γωνία, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικές τεχνικές.
Από την ισότητα των αθροισμάτων των γωνιών που απαρτίζουν τη γωνία ORS, προκύπτει:
Στην περίπτωση Α, οι τιμές των γωνιών g και είναι κοντινές και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο τύπος:
Στην περίπτωση Β, η γωνία είναι μικρή και οι τιμές των γωνιών και (Q z +g) είναι κοντινές, οπότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον τύπο:
Η μισή γωνία του δίσκου της Γης που είναι ορατή από το διαστημόπλοιο Q z προσδιορίζεται από το τρίγωνο ORV *:
όπου υποδεικνύεται: R e - ακτίνα της Γης, H o - υψόμετρο της τροχιάς του διαστημικού σκάφους.
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια πιο σύνθετη μέθοδο για τον προσδιορισμό της γωνίας, μια από τις πιθανές επιλογές της οποίας είναι η ακόλουθη υπολογιστική διαδικασία.
Στο Σχ. 5, που εξηγεί τον ορισμό της γωνίας, υποδεικνύεται επιπλέον:
K είναι η κορυφή της ορθής γωνίας του ορθογωνίου τριγώνου ORK.
Η γωνία καθορίζεται από τα ορθογώνια τρίγωνα ORK και OVK:
Αντικαθιστώντας τις παραστάσεις (14), (18) σε (11) και εκφράζοντας το , παίρνουμε τη σχέση για τον ακριβή προσδιορισμό της γωνίας:
Η γωνία σχετίζεται με τις γωνίες s από τη σχέση που προκύπτει από την ισότητα των γωνιών στην τέμνουσα PB των παράλληλων ευθειών PC και BC *:
Στην περίπτωση που η φύση της επιφάνειας ανάκλασης μας επιτρέπει να υποθέσουμε την ισότητα των γωνιών πρόσπτωσης και ανάκλασης:
Η εξίσωση που ικανοποιεί την τιμή (23) βρίσκεται με επανάληψη χρησιμοποιώντας την ακόλουθη διαδικασία.
Σημειώνουμε τη λύση αυτής της εξίσωσης ως o και τη συνάρτηση στη δεξιά πλευρά της (23) ως:
Στην πρώτη επανάληψη, αντικαθιστούμε στη συνάρτηση (24) την τιμή ίση με 1 - κάποια αρχική προσέγγιση της επιθυμητής τιμής o. Στην περίπτωση Α, είναι βολικό να ληφθεί η τιμή της γωνίας g ως αρχική προσέγγιση· στην περίπτωση Β, η τιμή του αθροίσματος (Q z +g).
Πραγματοποιούμε διαδοχικά για τα βήματα i=1, 2, 3,... μια επαναληπτική διαδικασία, σε κάθε i-ο βήμα της οποίας βρίσκουμε i+1 - μια νέα προσέγγιση στην επιθυμητή τιμή o - σύμφωνα με τον τύπο
λαμβάνοντας υπόψη τα εμβαδά ορισμού της γωνίας: (2) - στην περίπτωση Α και (7) - στην περίπτωση Β. Επιπλέον, κάθε νέα προσέγγιση θα είναι πιο κοντά στην επιθυμητή τιμή o από την προηγούμενη.
Σταματάμε την επαναληπτική διαδικασία όταν η διαφορά μεταξύ της λαμβανόμενης νέας προσέγγισης i+1 και της προηγούμενης προσέγγισης i είναι μικρότερη από την απαιτούμενη ακρίβεια των υπολογισμών (απαιτούμενη ακρίβεια υπολογισμού της τιμής o):
επειδή στο μέλλον, κάθε νέα προσέγγιση θα διαφέρει από την προηγούμενη προσέγγιση κατά ένα ποσό μικρότερο από . Σε αυτήν την περίπτωση, η επιθυμητή τιμή o, στην οποία συγκλίνει η ακολουθία διαδοχικών προσεγγίσεων i+1, i=1, 2, 3,..., διαφέρει επίσης από την τελευταία ληφθείσα προσέγγιση κατά όχι περισσότερο από . Έτσι, λαμβάνεται η επιθυμητή τιμή του o, λαμβάνοντας υπόψη την απαιτούμενη ακρίβεια των υπολογισμών:
Αυτή η επαναληπτική διαδικασία συγκλίνει γρήγορα στην επιθυμητή λύση - για παράδειγμα, για την περίπτωση ελέγχου του προσανατολισμού του ISS PC, που περιγράφεται παρακάτω ως παράδειγμα της εφαρμογής αυτής της τεχνικής πρότασης, η επιθυμητή τιμή με ακρίβεια 1° έχει ήδη επιτευχθεί στο 4ο βήμα της επαναληπτικής διαδικασίας.
Σε περίπτωση απουσίας ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά το SB, το ρεύμα I που δημιουργείται από το SB θα καθοριστεί από την έκφραση (βλ., σελ. 109):
όπου I είναι το ρεύμα που παράγεται από το SB.
I s_max είναι το ρεύμα που παράγεται από το ηλιακό πάνελ όταν η φωτισμένη επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών είναι προσανατολισμένη κάθετα στις ακτίνες του ήλιου, απουσία ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών και απουσία σκίασης του επιφάνεια εργασίας του ηλιακού πάνελ από τα στοιχεία σχεδιασμού του διαστημικού σκάφους.
Υποθέτουμε ότι το ρεύμα που παράγεται από το SB είναι ανάλογο με την επιφάνεια των πάνελ SB πάνω στην οποία πέφτει η ακτινοβολία που επηρεάζει τα ηλιακά κύτταρα του SB. Ας υποδηλώσουμε:
p s - πυκνότητα ροής ηλιακής ακτινοβολίας.
S είναι η περιοχή του τμήματος της επιφάνειας εργασίας των ηλιακών συλλεκτών που δέχεται ηλιακή ακτινοβολία.
p o - πυκνότητα ροής της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη.
S o είναι η περιοχή της επιφάνειας των πάνελ SB στην οποία φθάνει η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη.
Ας εξετάσουμε πρώτα την περίπτωση Α, όταν η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει στην επιφάνεια εργασίας του SB (Εικ. 1 και 3).
Στο προτεινόμενο σύστημα, σε αυτό το τμήμα της τροχιάς, αποκλίνουμε την κανονική προς την επιφάνεια εργασίας του SB N από την κατεύθυνση S προς την κατεύθυνση από την οποία η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει στο SB, με την υπολογισμένη τιμή του γωνία μεταξύ N και S (Εικ. 3), διασφαλίζοντας τη μέγιστη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας SB από τη συνολική επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη στην επιφάνεια εργασίας του ηλιακού συστήματος. Αυτός ο προσανατολισμός του SB πραγματοποιείται στρέφοντας το N από το S προς το κέντρο της Γης (προς την πλευρά από την οποία η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει στο SB) με την υπολογισμένη τιμή της γωνίας που καθορίζεται ως εξής.
Όταν το Ν αποκλίνει από το S προς την κατεύθυνση από την οποία η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φθάνει στο ηλιακό πάνελ κατά γωνία, το άθροισμα P των ενεργών τιμών των ροών της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας και της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που φθάνει στο χώρο εργασίας Η επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών υπολογίζεται με τον τύπο (βλ., σελίδα .57):
Ο τύπος για τον υπολογισμό της τιμής της γωνίας που αποδίδει το μέγιστο (29) προκύπτει ορίζοντας την παράγωγο αυτής της έκφρασης ως προς το μηδέν προς το μηδέν:
Ας εκφράσουμε p o S o από τη σχέση (29):
Αντικαθιστώντας το (33) στο (32) παίρνουμε:
Ας υποδηλώσουμε:
S s_max - μέγιστη επιφάνεια εργασίας πάνελ SB.
Υπό την επίδραση της συνολικής ακτινοβολίας R, τα SB παράγουν ρεύμα I· υπό την επίδραση της ροής ακτινοβολίας (p s S s_max), τα SB παράγουν ρεύμα ίσο με I s_max. Εν
Η σχέση (34) λαμβάνοντας υπόψη τη (36) έχει τη μορφή:
Ας εξετάσουμε τώρα την περίπτωση Β, όταν η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει στην πίσω επιφάνεια του SB (Εικ. 2 και 4).
Στο προτεινόμενο σύστημα, σε αυτό το τμήμα της τροχιάς, αποκλίνουμε την κανονική προς την πίσω επιφάνεια του SB N o από την κατεύθυνση S o προς την κατεύθυνση από την οποία η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει στο SB, στην υπολογιζόμενη τιμή της γωνίας μεταξύ N o και S o (Εικ. 4), παρέχοντας μέγιστη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας SB από τη συνολική επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια εργασίας του SB και στην πίσω επιφάνεια του SB - ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη . Αυτός ο προσανατολισμός του SB πραγματοποιείται στρέφοντας το N o από το S o προς το κέντρο της Γης (στην κατεύθυνση από την οποία η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φτάνει στο SB), που ισοδυναμεί με τη στροφή N από το S μακριά από το κέντρο της Γης (ή προς την κατεύθυνση του διανύσματος ακτίνας του διαστημικού σκάφους) , από την υπολογισμένη τιμή της γωνίας, που προσδιορίζεται ως εξής.
Όταν το N o αποκλίνει από το S o προς την κατεύθυνση από την οποία η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη φθάνει στο SB κατά γωνία, η γωνία μεταξύ της κατεύθυνσης N o και της κατεύθυνσης της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που φτάνει στο SB στην πηγή (σημείο Β) καθορίζεται από τη σχέση:
Σε αυτήν την περίπτωση, το άθροισμα P των ενεργών τιμών των ροών ακτινοβολίας που φτάνουν στην επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών (άμεση ηλιακή ακτινοβολία) και στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών (ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη) υπολογίζεται με τον τύπο:
Ο τύπος για τον υπολογισμό της τιμής της γωνίας που αποδίδει το μέγιστο (40) προκύπτει ορίζοντας την παράγωγο αυτής της έκφρασης ως προς το μηδέν προς το μηδέν:
Ας εκφράσουμε το p o S o από τη σχέση (40):
Έτσι, λαμβάνονται οι εξισώσεις (37) και (46) για την εύρεση των βέλτιστων γωνιών περιστροφής του SB για τις περιπτώσεις Α και Β. Η λύση αυτών των εξισώσεων πραγματοποιείται σχετικά με τη μέθοδο της επανάληψης σύμφωνα με την ακόλουθη διαδικασία.
Ας παρουσιάσουμε τις εξισώσεις (37) και (46) με τη μορφή, αντίστοιχα:
Ας υποδηλώσουμε τις συναρτήσεις στη δεξιά πλευρά των (47) και (48) ως:
Ας συμβολίσουμε τη λύση της εξίσωσης που εξετάζουμε ως ο.
Στην πρώτη επανάληψη, στη συνάρτηση (49) αντικαθιστούμε την τιμή ίση με 1 - την αρχική προσέγγιση της επιθυμητής τιμής o, για την οποία παίρνουμε 0° (μπορείτε επίσης να λάβετε την τρέχουσα τιμή της γωνίας μεταξύ N και S):
Για τα βήματα i=1, 2, 3,... πραγματοποιούμε μια επαναληπτική διαδικασία, σε κάθε i-ο βήμα της οποίας βρίσκουμε i+1 - μια νέα προσέγγιση στην επιθυμητή τιμή o - σύμφωνα με τον τύπο:
Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε νέα προσέγγιση θα είναι πιο κοντά στην επιθυμητή τιμή o από την προηγούμενη. Σταματάμε την επαναληπτική διαδικασία όταν η διαφορά μεταξύ της λαμβανόμενης νέας προσέγγισης i+1 και της προηγούμενης προσέγγισης i είναι μικρότερη από την απαιτούμενη ακρίβεια υπολογισμού:
επειδή στο μέλλον, κάθε νέα προσέγγιση θα διαφέρει από την προηγούμενη προσέγγιση κατά ένα ποσό μικρότερο από . Σε αυτήν την περίπτωση, η επιθυμητή τιμή o, στην οποία συγκλίνει η ακολουθία διαδοχικών προσεγγίσεων i+1, i=1, 2, 3,..., διαφέρει επίσης από την τελευταία ληφθείσα προσέγγιση κατά όχι περισσότερο από .
Έτσι, λαμβάνεται η επιθυμητή τιμή του o, λαμβάνοντας υπόψη την απαιτούμενη ακρίβεια των υπολογισμών:
Η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη πρέπει να λαμβάνεται υπόψη όταν πληρούται η προϋπόθεση
όταν, λόγω της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την επιφάνεια εργασίας ή την πίσω επιφάνεια του ηλιακού πάνελ, η τρέχουσα τιμή του ρεύματος από το ηλιακό πάνελ υπερβαίνει τη μέγιστη δυνατή τιμή ρεύματος που λαμβάνεται απουσία ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που προσκρούει στο ηλιακό πάνελ , πολλαπλασιαζόμενο με έναν συντελεστή λαμβάνοντας υπόψη την τρέχουσα πιθανή σκίαση της επιφάνειας εργασίας των στοιχείων ηλιακού πάνελ του σχεδιασμού του διαστημικού σκάφους.
Η τρέχουσα τιμή της περιοχής S s υπολογίζεται ως εξής. Στο Σχ.6, που εξηγεί τις απαραίτητες γεωμετρικές κατασκευές, υποδεικνύεται:
X sb , Y sb είναι οι άξονες συντεταγμένων του καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων που σχετίζεται με το SB, ο άξονας X sb κατευθύνεται κάθετα προς την επιφάνεια εργασίας του SB.
P 1 P 2 - επιφάνεια εργασίας του SB.
K 1 K 2 - δομικό στοιχείο διαστημικού σκάφους που σκιάζει την επιφάνεια εργασίας του SB.
P 1 P p - μέρος της επιφάνειας εργασίας του SB, που σκιάζεται από το στοιχείο K 1 K 2.
R r R 2 - φωτιζόμενο τμήμα της επιφάνειας εργασίας του SB.
P k είναι το ακραίο σημείο της προβολής του στοιχείου K 1 K 2 στην επιφάνεια εργασίας του SB.
Εξετάστε την επιφάνεια εργασίας ενός ορθογώνιου SB. Οι συντεταγμένες των σημείων P 1 (0; y 1) και P 2 (0; y 2) στο σύστημα συντεταγμένων που σχετίζεται με το SB είναι σταθερές και η τιμή ολόκληρης της επιφάνειας εργασίας του SB S s_max δίνεται από τον τύπο:
όπου L είναι το γραμμικό μέγεθος του SB κατά μήκος του άξονα Z sb του καρτεσιανού συστήματος συντεταγμένων που σχετίζεται με το SB.
Με βάση τις μετρήσεις των παραμέτρων προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους και τη θέση του δορυφόρου σε σχέση με το διαστημόπλοιο, προσδιορίζουμε τις συντεταγμένες των δομικών στοιχείων του διαστημικού σκάφους που σκιάζουν την επιφάνεια εργασίας του δορυφόρου στο σύστημα συντεταγμένων που σχετίζεται με τον δορυφόρο. Ας υποδηλώσουμε τις λαμβανόμενες συντεταγμένες του ακραίου σημείου του στοιχείου σκίασης K 1 K 2 στο σύστημα συντεταγμένων που σχετίζεται με το SB ως K 2 (x k; y k).
Τότε οι συντεταγμένες του σημείου P k είναι ίσες με (0; y k) και προσδιορίζεται η συντεταγμένη y p του σημείου P p (0; y p) - το σημείο που χωρίζει τα φωτισμένα και σκιασμένα μέρη της επιφάνειας εργασίας του SB - από τον τύπο
Η τρέχουσα τιμή της περιοχής S s υπολογίζεται από τον τύπο:
Το μπλοκ διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος, που παρουσιάζεται στο Σχ. 7, περιέχει τα ακόλουθα μπλοκ:
1 - SB; 2 - ΣΕΒ; 3 - UPSB; 4 - UPU; 5 - BUOSBS; 6 - BRSBZP; 7 - BRT;
8 - DT; 9 - ΛΕΩΦΟΡΕΙΑ;
10 - μονάδα μέτρησης του ύψους της τροχιάς του διαστημικού σκάφους (BIVOKA).
11 - Μονάδα μέτρησης προσανατολισμού διαστημικού σκάφους (BIOKA).
12 - μονάδα για τη μέτρηση της γωνίας ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης ορατή από ένα διαστημόπλοιο (BIUVSVGZ).
13 - μπλοκ για τη ρύθμιση της μέγιστης τιμής ρεύματος που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες υπό την επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας (BZMTVSBVPSI).
14 - μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών (BOMPOSIRPSB).
15 - μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που χτυπά την πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών (BOMPOSITPSB).
16 - μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών παραγωγής πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακές μπαταρίες υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη (BOMGSBDEVOZI).
17 - μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών (BOUPSB).
18 - μπλοκ για τον προσδιορισμό της περιοχής του τμήματος της επιφάνειας εργασίας των ηλιακών συλλεκτών που φωτίζεται από την ηλιακή ακτινοβολία (BOPOSIRPSB).
19, 20 - πρώτο και δεύτερο κλειδιά.
21 - στοιχείο NOT;
22 - στοιχείο Ή,
Στην περίπτωση αυτή, η έξοδος του BSE (2) συνδέεται με την είσοδο του BRT (7). Η έξοδος BRT (7) είναι συνδεδεμένη στην είσοδο DT (8). Οι έξοδοι του BUOSBS (5) και του BRSBZP (6) συνδέονται, αντίστοιχα, στην πρώτη και δεύτερη είσοδο της UPU (4). Η έξοδος του UPU (4) συνδέεται με την είσοδο του UPS (3). Η έξοδος του UPSB (3) συνδέεται με τις πρώτες εισόδους του BUOSBS (5) και του BRSBZP (6). Η έξοδος DT (8) συνδέεται με τις πρώτες εισόδους BOUPSB (17) και BOMGSBDEVOSI (16). Η έξοδος και η δεύτερη έως την τέταρτη είσοδος BOMGSBDEVOSI (16) συνδέονται, αντίστοιχα, στην είσοδο του στοιχείου NOT (21) και στις εξόδους του BZMTVSBVPSI (13), του στοιχείου OR (22) και του BOPOSIRPSB (18). Η πρώτη και η δεύτερη είσοδος και έξοδος του BOPOSIRPSB (18) συνδέονται επίσης, αντίστοιχα, με τις εξόδους του BIOKA (11), UPSB (3) και τη δεύτερη είσοδο του BOUPSB (17). Η έξοδος και η τρίτη έως όγδοη είσοδος του BOUPSB (17) συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη είσοδο του BRSBZP (6) και οι έξοδοι των UPSB (3), BZMTVSBVPSI (13), BIVOKA (10), BOMPOSIRPSB (14) , BOMPOSITPSB (15), BIUVSVGZ (12 ). Η έξοδος του BIUVSVGZ (12) συνδέεται επίσης με τις πρώτες εισόδους του BOMPOSIRPSB (14) και του BOMPOSITPSB (15). Οι δεύτερες είσοδοι BOMPOSIRPSB (14) και BOMPOSITPSB (15) συνδέονται στην έξοδο του BIVOKA (10). Οι έξοδοι BOMPOSIRPSB (14) και BOMPOSITPSB (15) συνδέονται επίσης, αντίστοιχα, σε διαφορετικές εισόδους του στοιχείου OR (22). Η έξοδος των BUSES (9) συνδέεται με τις εισόδους πληροφοριών του πρώτου και του δεύτερου πλήκτρου (19) και (20). Οι είσοδοι ελέγχου του πρώτου και του δεύτερου πλήκτρου (19) και (20) συνδέονται με τις εξόδους του στοιχείου NOT (21) και BOMGSBDEVOSI (16), αντίστοιχα. Οι έξοδοι του πρώτου και του δεύτερου κλειδιού (19) και (20) συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη είσοδο του BUOSBS (5) και στην ένατη είσοδο του BUOSSB (17).
Το σχήμα 7 δείχνει επίσης με μια διακεκομμένη γραμμή τη μηχανική σύνδεση του UPSB (3) με το περίβλημα SB (1) μέσω του άξονα εξόδου του κινητήρα SB.
Το σύστημα λειτουργεί ως εξής.
Ηλεκτρική ενέργεια από το BSE (2) παρέχεται στο BRT (7), στη συνέχεια από το οποίο παρέχεται στο SE SES του διαστημικού σκάφους. Σε αυτήν την περίπτωση, το BRT (7) συνδέεται με το DT (8), το οποίο μετρά την τρέχουσα τιμή του ρεύματος που παράγεται από το SB.
Στο BIVOKA (10) μετράται η τιμή του υψομέτρου τροχιάς του διαστημικού σκάφους.
Στο BIOKA (11) μετρώνται οι παράμετροι προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους.
Το BIUVSVGZ (12) καθορίζει την τιμή της γωνίας ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης που είναι ορατή από το διαστημόπλοιο.
Το BOMPOSIRPSB (14) καθορίζει τις χρονικές στιγμές κατά τις οποίες η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη μπορεί να χτυπήσει την επιφάνεια εργασίας των πάνελ SB. Για να γίνει αυτό, ελέγχεται η εκπλήρωση της συνθήκης (5). Αυτό το μπλοκ μπορεί επίσης να εφαρμόσει ένα πιο περίπλοκο υπολογιστικό σχήμα, συμπεριλαμβανομένου του υπολογισμού της γωνίας χρησιμοποιώντας τον τύπο (12) ή τη χρήση της υπολογιστικής διαδικασίας (23)-(27) και τον έλεγχο της συνθήκης (3). Όταν πληρούνται οι συνθήκες (5), (3), το μπλοκ BOMPOSIRPSB (14) δημιουργεί μια εντολή που φτάνει στην πρώτη είσοδο του στοιχείου OR (22).
Το BOMPOSITPSB (15) καθορίζει τις χρονικές στιγμές κατά τις οποίες η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη μπορεί να χτυπήσει την πίσω επιφάνεια των πάνελ SB. Για να γίνει αυτό, ελέγχεται η εκπλήρωση της συνθήκης (6). Αυτό το μπλοκ μπορεί επίσης να εφαρμόσει ένα πιο περίπλοκο υπολογιστικό σχήμα, συμπεριλαμβανομένου του υπολογισμού της γωνίας χρησιμοποιώντας τον τύπο (13) ή τη χρήση της υπολογιστικής διαδικασίας (23)-(27) και τον έλεγχο της συνθήκης (10). Όταν πληρούνται οι συνθήκες (6), (10), το μπλοκ BOMPOSITPSB (15) δημιουργεί μια εντολή που φτάνει στη δεύτερη είσοδο του στοιχείου OR (22).
Όταν λαμβάνεται μια εντολή σε οποιαδήποτε από τις δύο εισόδους του στοιχείου OR (22), δημιουργείται μια εντολή στην έξοδο του στοιχείου OR (22) και αποστέλλεται στην αντίστοιχη είσοδο του BOMGSBDEVOSI (16). Σημειώστε ότι τα μπλοκ BOMPOSIRPSB (14) και BOMPOSITPSB (15) δεν μπορούν να δημιουργήσουν ταυτόχρονα εντολές, επειδή ελέγχουν την εκπλήρωση αλληλοαποκλειόμενων γεωμετρικών προϋποθέσεων.
Στο BOPOSIRPSB (18), προσδιορίζεται το εμβαδόν εκείνου του τμήματος της επιφάνειας εργασίας του ηλιακού συστήματος που επί του παρόντος φωτίζεται από την άμεση ηλιακή ακτινοβολία. Με βάση τις πληροφορίες εισόδου σχετικά με τις παραμέτρους προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους που προέρχονται από το BIOKA (11) και τη γωνία θέσης του SB σε σχέση με το διαστημόπλοιο που προέρχεται από το UPSB (3), το μπλοκ BOPOSIRPSB (18) εφαρμόζει την υπολογιστική διαδικασία (56)- (57).
Στο BOMGSBDEVOSI (16) προσδιορίζονται οι στιγμές χρήσης της ακτινοβολίας SB που ανακλάται από τη Γη - οι στιγμές παραγωγής πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από το SB υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη. Αυτές οι ροπές αντιστοιχούν στην ταυτόχρονη εκπλήρωση της συνθήκης (54) και των συνθηκών για την ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη να χτυπήσει στην επιφάνεια εργασίας ή στην πίσω επιφάνεια των πλαισίων SB (οι τελευταίες προϋποθέσεις πληρούνται στο BOMPOSIRPSB (14) και στο BOMPOSITPSB (15) μπλοκ). Όταν η συνθήκη (54) πληρούται ταυτόχρονα και λαμβάνεται σήμα από το στοιχείο OR (22), το μπλοκ BOMGSBDEVOSI (16) δημιουργεί μια εντολή που φτάνει στην είσοδο του στοιχείου NOT (21) και στην είσοδο ελέγχου του κλειδιού ( 20).
Εάν η συνθήκη (54) δεν πληρούται ή δεν ληφθεί σήμα από το στοιχείο OR (22) στην έξοδο του BOMGSBDEVOSI (16), η εντολή δεν δημιουργείται. Στη συνέχεια, το στοιχείο NOT (21) δημιουργεί μια εντολή που αποστέλλεται στην είσοδο ελέγχου του κλειδιού (19). Σε αυτήν την περίπτωση, το κλειδί (20) είναι κλειστό και το κλειδί (19) είναι ανοιχτό.
Σε αυτήν την κατάσταση των πλήκτρων (19) και (20), η εντολή ελέγχου από τα BUSES (9) μέσω του ανοιχτού κλειδιού (19) εισέρχεται στη μονάδα BUSBS (5), η οποία ελέγχει τον προσανατολισμό του SB (1) προς το Ήλιος. Το BUOSBS (5) μπορεί να υλοποιηθεί με βάση το σύστημα ελέγχου κίνησης και πλοήγησης (VCS) του διαστημικού σκάφους (βλ.). Οι πληροφορίες εισόδου για τον αλγόριθμο ελέγχου δορυφόρου είναι: η θέση του διανύσματος διεύθυνσης μονάδας προς τον Ήλιο σε σχέση με τους άξονες συντεταγμένων που σχετίζονται με το διαστημόπλοιο, που προσδιορίζεται από τους αλγόριθμους του κινηματικού περιγράμματος του σκάφους. η θέση του SB σε σχέση με το σώμα του διαστημικού σκάφους, που λαμβάνεται με τη μορφή των τρεχουσών μετρούμενων τιμών της γωνίας με το τηλεχειριστήριο UPSB (3). Οι πληροφορίες εξόδου του αλγορίθμου ελέγχου είναι εντολές για περιστροφή του SB σε σχέση με τον άξονα του άξονα εξόδου του UPSB (3), εντολές για διακοπή της περιστροφής. Το τηλεχειριστήριο UPSB (3) παρέχει σήματα σχετικά με τη θέση του SB (1).
Όταν το BOMGSBDEVOSI (16) εκδίδει μια εντολή που φτάνει στην είσοδο ελέγχου του κλειδιού (20) και του στοιχείου NOT (21), τότε το στοιχείο NOT (21) δεν δημιουργεί εντολή στην είσοδο ελέγχου του κλειδιού (19). Σε αυτήν την περίπτωση, το κλειδί (20) είναι ανοιχτό και το κλειδί (19) είναι κλειστό.
Σε αυτήν την κατάσταση των πλήκτρων (19) και (20), η εντολή ελέγχου από τα BUSES (9) μέσω του δημόσιου κλειδιού (20) αποστέλλεται στο BUPSB (17).
Όταν λαμβάνεται μια εντολή από το BUSES (9) στην είσοδο BOUPSB (17), το μπλοκ BOUPSB (17), ανάλογα με τις εντολές που λαμβάνονται από τα μπλοκ BOMPOSIRPSB (14) και BOMPOSITPSB (15), υπολογίζει τη γωνία περιστροφής SB = o χρησιμοποιώντας υπολογιστικές διαδικασίες (47)- (53). Σε αυτή την περίπτωση, η γωνία υπολογίζεται επίσης χρησιμοποιώντας τους τύπους (12), (13) ή (19), (23)-(27). Για τους υπολογισμούς, χρησιμοποιούνται οι τιμές I, I s_max, S s, g, H o που προέρχονται από UPSB (3), DT (8), BZMTVSBVPSI (13), BOPOSIRPSB (18), BIUVSVGZ (12 ), ΜΠΙΒΟΚΑ (10). =
Η υλοποίηση των μπλοκ BOMPOSIRPSB (14), BOMPOSITPSB (15), BOMGSBDEVOSI (16), BOUPSB (17), BOPOSIRPSB (18) είναι δυνατή τόσο με βάση το υλικό και το λογισμικό του κέντρου ελέγχου πτήσης διαστημικού σκάφους (MCC) όσο και επιβιβαστείτε στο διαστημόπλοιο. Ένα παράδειγμα εφαρμογής του BUSES (9) μπορεί να είναι τα ραδιοφωνικά μέσα του καναλιού ελέγχου υπηρεσίας (SCU) επί των συστημάτων του διαστημικού σκάφους Yamal-100, που αποτελούνται από έναν επίγειο σταθμό (ES) και τον ενσωματωμένο εξοπλισμό (BA) (βλ. περιγραφή στο). Ειδικότερα, το BA SKU μαζί με το 3D SKU λύνει το πρόβλημα της έκδοσης ψηφιακών πληροφοριών (DI) στο ενσωματωμένο ψηφιακό σύστημα υπολογιστή (OBDS) του διαστημικού σκάφους και την επακόλουθη επιβεβαίωσή του. Το BCWS, με τη σειρά του, ελέγχει τα μπλοκ BUOSBS (5), BOUPSB (17), BRSBZP (6).
Η UPU (4) παίζει το ρόλο της διεπαφής μεταξύ BUOSBS (5), BRSBZP (6) και UPSB (3) και χρησιμεύει για τη μετατροπή ψηφιακών σημάτων σε αναλογικά και την ενίσχυση των τελευταίων.
Τα BIVOKA (10), BIOKA (11), BIUVSVGZ (12) μπορούν να κατασκευαστούν με βάση τους αισθητήρες και τον εξοπλισμό του διαστημικού σκάφους (βλ.,). Η υλοποίηση των BZMTVSBVPSI (13), BOMPOSIRPSB (14), BOMPOSITPSB (15), BOMGSBDEVOSI (16), BOUPSB (17), BOPOSIRPSB (18) μπορεί να πραγματοποιηθεί με βάση το BTsVS. Τα πλήκτρα (19), (20), ΟΧΙ το στοιχείο (21), το στοιχείο Ή (22) μπορούν να κατασκευαστούν με τη μορφή στοιχειωδών αναλογικών κυκλωμάτων. Τα SB (1), BFB (2), UPSB (3), UPU (4), BUOSBS (5), BRSBZP (6), BRT (7), DT (8) μπορούν να κατασκευαστούν με βάση στοιχεία SES (βλ. ) .
Έτσι, εξετάζεται ένα παράδειγμα υλοποίησης των θεμελιωδών μπλοκ του συστήματος, βάσει των αποτελεσμάτων του οποίου λαμβάνεται μια απόφαση και υλοποιούνται οι προτεινόμενες λειτουργίες.
Ας περιγράψουμε το τεχνικό αποτέλεσμα των προτεινόμενων εφευρέσεων.
Οι προτεινόμενες τεχνικές λύσεις διασφαλίζουν τη μέγιστη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τη συνολική επίδραση στο ηλιακό πάνελ της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια εργασίας των ηλιακών συλλεκτών και της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη που φτάνει στην επιφάνεια εργασίας ή στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, λαμβάνοντας λαμβάνοντας υπόψη την πιθανή σκίαση της επιφάνειας εργασίας του ηλιακού πάνελ από τα στοιχεία σχεδιασμού του διαστημικού σκάφους. Σε αυτή την περίπτωση, μια αύξηση της λήψης ηλεκτρικής ενέργειας από το ηλιακό πάνελ επιτυγχάνεται με την αύξηση της χρήσης των λειτουργικών και πίσω πλευρών των επιφανειών των ηλιακών πλαισίων της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη εκτελώντας, στα προτεινόμενα χρονικά διαστήματα, την προτεινόμενη στροφές του ηλιακού πάνελ από την κατεύθυνση του Ήλιου σε μια δεδομένη κατεύθυνση, που καθορίζεται από την κατεύθυνση άφιξης της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη στο διαστημόπλοιο, στην υπολογισμένη γωνία που καθορίζεται από την προτεινόμενη μέθοδο.
Για απεικόνιση, το Σχ. 8 δείχνει ένα γράφημα της άφιξης ηλεκτρικής ενέργειας από το SB PC MKC I(A) σε σχέση με το χρόνο t (s) κατά τη διάρκεια μιας τροχιακής περιστροφής διατηρώντας τον προσανατολισμό του SB προς τον Ήλιο: 02.02.2004, τροχιά 1704 , ώρα 17.35-19.06 DVM, προσανατολισμός του ISK (βλ.). Το γράφημα δείχνει το τρέχον επίπεδο I s_max και σημειώνει τα χρονικά διαστήματα T 1, T 2 που βρίσκονται στην αρχή και στο τέλος του φωτισμένου τμήματος της τροχιακής περιστροφής και αντιστοιχούν στις στιγμές που πληρούται η συνθήκη (3) και το χρονικό διάστημα T o βρίσκεται στο μεσαίο τμήμα του φωτισμένου τμήματος της τροχιάς και αντιστοιχεί στις στιγμές εκπλήρωσης της συνθήκης (10). Το γράφημα δείχνει ότι η συνθήκη (54) ικανοποιείται σε αυτά τα διαστήματα, δηλ. Στην επιφάνεια των πάνελ SB, λαμβάνεται επιπλέον ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη και η περιστροφή του SB κατά την υπολογισμένη γωνία = o επιτρέπει την αύξηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας SB υπό την επίδραση της συνολικής ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια των πάνελ SB.
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
1. Eliseev A.S. Τεχνολογία διαστημικών πτήσεων. Μ.: Μηχανολόγος Μηχανικός, 1983.
2. Rauschenbach G. Εγχειρίδιο για το σχεδιασμό ηλιακών συλλεκτών. Μ.: Energoatomizdat, 1983.
3. Kovtun V.S., Solovyov S.V., Zaikin S.V., Gorodetsky A.A. Μια μέθοδος για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών συλλεκτών ενός διαστημικού σκάφους και ένα σύστημα για την εφαρμογή του. Περιγραφή της εφεύρεσης για το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας RF Νο. 2242408 σύμφωνα με την αίτηση 2003108114/11 με ημερομηνία 24 Μαρτίου 2003.
4. Kroshkin M.G. Φυσικά και τεχνικά θεμέλια της διαστημικής έρευνας. - Μ.: Μηχανολόγος Μηχανικός. 1969.
5. Kondratyev K.Ya. Ακτινομετρία. - Μ.: Gidrometeoizdat. 1965.
6. Grilikhes V.A., Orlov P.P., Popov L.B. Ηλιακή ενέργεια και διαστημικές πτήσεις. Μ.: Nauka, 1984.
7. Σύστημα ελέγχου κίνησης και πλοήγησης διαστημικού σκάφους. Τεχνική περιγραφή. 300GK.12Yu. 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
8. Επίγειος σταθμός του καναλιού ελέγχου υπηρεσίας του διαστημοπλοίου Yamal. Εγχειρίδιο. ZSKUGK.0000-0RE. RSC Energia, 2001.
9. Εποχούμενος εξοπλισμός του καναλιού ελέγχου υπηρεσίας του διαστημικού σκάφους Yamal. Τεχνική περιγραφή. 300GK.15Yu. 0000A201-OTO. RSC Energia, 2002.
10. Βιβλίο αναφοράς μηχανικής για τη διαστημική τεχνολογία. Εκδοτικός οίκος του Υπουργείου Άμυνας της ΣΣΔ, Μ., 1969.
11. Σύστημα τροφοδοσίας διαστημικού σκάφους. Τεχνική περιγραφή. 300 GK.20 Yu. 0000-ATO. RSC Energia, 1998.
12. Rulev D.N., Stazhkov V.M., Korneev A.P., Panteleimonov V.N., Melnik I.V. Αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των ηλιακών συλλεκτών του ρωσικού τμήματος του διεθνούς διαστημικού σταθμού με βάση τηλεμετρικές πληροφορίες // Πρακτικά των XXXIX Readings αφιερωμένες στην ανάπτυξη της επιστημονικής κληρονομιάς και την ανάπτυξη ιδεών του K.E. Tsiolkovsky (Kaluga, 14-16 Σεπτεμβρίου , 2004). Ενότητα «Προβλήματα πυραύλων και διαστημικής τεχνολογίας». - Καζάν: Κρατικό Πανεπιστήμιο του Καζάν που πήρε το όνομά του. V.I.Ulyanov-Lenin. 2005.
ΑΠΑΙΤΗΣΗ
Ένα σύστημα για τον έλεγχο της θέσης των ηλιακών πλαισίων ενός διαστημικού σκάφους που έχει εγκατεστημένα μπλοκ φωτοβολταϊκών μπαταριών με θετική ισχύ εξόδου της πίσω επιφάνειας, που περιέχει μια συσκευή για περιστρεφόμενους ηλιακούς συλλέκτες, μια συσκευή ενίσχυσης-μετατροπής, μια μονάδα ελέγχου για τον προσανατολισμό ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο, μονάδα μετατροπής ηλιακών συλλεκτών σε δεδομένη θέση, μπλοκ ρυθμιστή ρεύματος, αισθητήρας ρεύματος, μονάδα ελέγχου συστήματος τροφοδοσίας, όπου η έξοδος της μονάδας φωτοβολταϊκών μπαταριών συνδέεται με την είσοδο του ρεύματος μονάδα ρυθμιστή, η έξοδος της οποίας συνδέεται με την είσοδο του αισθητήρα ρεύματος και οι έξοδοι των μονάδων ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών στην καθορισμένη θέση συνδέονται, αντίστοιχα, στο πρώτη και δεύτερη είσοδος της συσκευής μετατροπής ενίσχυσης, η έξοδος της οποίας συνδέεται με την είσοδο της διάταξης περιστροφής ηλιακού πάνελ, η έξοδος της οποίας συνδέεται με τις εισόδους των μονάδων ελέγχου για τον προσανατολισμό των ηλιακών συλλεκτών προς τον Ήλιο και η περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση, και οι μπαταρίες της συσκευής περιστροφής του ηλιακού πάνελ συνδέονται μηχανικά με την καθορισμένη ηλιακή μπαταρία, που χαρακτηρίζεται από το ότι περιλαμβάνει επιπλέον μια μονάδα μέτρησης του υψομέτρου της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, μια μονάδα μέτρησης της προσανατολισμός του διαστημικού σκάφους, μονάδα μέτρησης της γωνίας ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον γήινο ορίζοντα ορατή από το διαστημόπλοιο, μονάδα ρύθμισης της μέγιστης τιμής του ρεύματος που παράγεται από τις ηλιακές μπαταρίες υπό την επίδραση της άμεσης ηλιακής ακτινοβολίας, μονάδα για τον προσδιορισμό των στιγμών που η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χτυπά την επιφάνεια εργασίας των ηλιακών μπαταριών, μια μονάδα για τον προσδιορισμό πότε η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χτυπά στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών μπαταριών, μια μονάδα για τον προσδιορισμό πότε οι ηλιακές μπαταρίες παράγουν πρόσθετο ηλεκτρισμό υπό την επίδραση ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών, ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό της επιφάνειας εργασίας των ηλιακών συλλεκτών που φωτίζεται από την ηλιακή ακτινοβολία, δύο πλήκτρα και στοιχεία "NOT" και "OR", ενώ η έξοδος του αισθητήρα ρεύματος συνδέεται με τις πρώτες εισόδους του μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών και το μπλοκ για τον προσδιορισμό των ροπών παραγωγής ηλιακών μπαταριών πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη, η έξοδος και οι είσοδοι - από τη δεύτερη έως την τέταρτη - από τις οποίες συνδέονται, αντίστοιχα, στην είσοδο του στοιχείου "NOT" και στις εξόδους του μπλοκ για τη ρύθμιση της μέγιστης τιμής του ρεύματος που παράγεται από τις ηλιακές μπαταρίες υπό την επίδραση άμεση ηλιακή ακτινοβολία, το στοιχείο "OR" και ένα μπλοκ για τον προσδιορισμό της περιοχής του τμήματος της επιφάνειας εργασίας των ηλιακών συλλεκτών που φωτίζεται από την ηλιακή ακτινοβολία, η πρώτη και η δεύτερη είσοδος και έξοδος των οποίων συνδέονται επίσης, αντίστοιχα, με το έξοδοι της μονάδας για τη μέτρηση του προσανατολισμού του διαστημικού σκάφους, η συσκευή για την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών και η δεύτερη είσοδος του μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών συλλεκτών, η έξοδος και οι είσοδοι - με τρίτο έως όγδοο - που συνδέονται , αντίστοιχα, στη δεύτερη είσοδο του μπλοκ για τη μετατροπή των ηλιακών συλλεκτών σε μια δεδομένη θέση και τις εξόδους της συσκευής για την περιστροφή των ηλιακών συλλεκτών, το μπλοκ για τη ρύθμιση της μέγιστης τιμής του ρεύματος που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ υπό την επίδραση άμεση ηλιακή ακτινοβολία, το μπλοκ για τη μέτρηση του υψομέτρου της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, τα μπλοκ για τον προσδιορισμό της στιγμής της ακτινοβολίας κρούσης που ανακλάται από τη Γη στην επιφάνεια εργασίας και στην πίσω πλευρά των ηλιακών συλλεκτών και μια μονάδα μέτρησης της γωνίας ανύψωσης του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα της Γης ορατός από το διαστημόπλοιο, η έξοδος του οποίου συνδέεται επίσης με τις πρώτες εισόδους των μπλοκ για τον προσδιορισμό των στιγμών κατά τις οποίες η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη χτυπά την επιφάνεια εργασίας και την πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, οι δεύτερες είσοδοι των οποίων είναι συνδέεται με την έξοδο της μονάδας για τη μέτρηση του ύψους της τροχιάς του διαστημικού σκάφους, ενώ συνδέονται και οι έξοδοι των μονάδων για τον προσδιορισμό των στιγμών που η ακτινοβολία που ανακλάται από τη Γη προσπίπτει στην επιφάνεια εργασίας και στην πίσω επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών, αντίστοιχα, σε διαφορετικές εισόδους του στοιχείου "OR" και η έξοδος της μονάδας ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας συνδέεται με τις εισόδους πληροφοριών του πρώτου και του δεύτερου κλειδιού, οι είσοδοι ελέγχου των οποίων συνδέονται με τις εξόδους του στοιχείου "NOT" και το μονάδα για τον προσδιορισμό των ροπών παραγωγής πρόσθετης ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακούς συλλέκτες υπό την επίδραση της ακτινοβολίας που ανακλάται από τη Γη και οι έξοδοι του πρώτου και του δεύτερου κλειδιού συνδέονται, αντίστοιχα, στη δεύτερη είσοδο των μπαταριών της μονάδας ελέγχου ηλιακού προσανατολισμού στο κατεύθυνση του Ήλιου και την ένατη είσοδο του μπλοκ για τον προσδιορισμό της γωνίας περιστροφής των ηλιακών μπαταριών.
- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
