×
20.10.2015
216.013.84ea

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Способ изготовления космического аппарата относится к космической технике. Способ заключается в том, что производят сборку космического аппарата, проводят электрические испытания на функционирование, испытания на воздействие механических нагрузок, термовакуумные испытания определенным образом. Перед проведением испытаний на воздействие механических нагрузок рассчитывают емкость аккумуляторных батарей, необходимую для проведения работ, заряжают штатные аккумуляторные батареи на суммарную емкость, превышающую расчетную величину. При превышении расчетного значения суммарной емкости батарей делят период работ на части, удовлетворяющие условию расчетной емкости. Контролируют и поддерживают исходное состояние системы электропитания. Обеспечивается функциональная надежность способа изготовления космического аппарата. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при изготовлении связных космических аппаратов.

Известен способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, проведение электрических испытаний на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний на функционирование космического аппарата (патент №2305058 RU).

Недостатком известного способа является то, что он не регламентирует вопросы, относящиеся к особенностям конфигурации системы электропитания в процессе изготовления космического аппарата, что снижает надежность проводимых работ.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической информации показал, что наиболее близким по технической сути, прототипом предлагаемого технического решения, является патент Российской Федерации №2459749: Способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, включающего систему электропитания, имеющую солнечные батареи, аккумуляторные батареи и стабилизированный преобразователь напряжения для согласования работы солнечной и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием, стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, отличающийся тем, что испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят со штатными аккумуляторными и солнечными батареями, причем аккумуляторные батареи перед проведением испытаний на воздействие механических нагрузок заряжают режимом, эквивалентным режиму штатного предстартового заряда, а все остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, причем имитаторы солнечных батарей подключают к промышленной сети непосредственно, а имитаторы аккумуляторных батарей к промышленной сети комбинировано: по зарядному интерфейсу - непосредственно, а по разрядному интерфейсу - через систему гарантированного электроснабжения, при этом штатные аккумуляторные батареи хранят электрически разобщенными со стабилизированным преобразователем напряжения, в подзаряженном состоянии.

Недостатком известного способа изготовления космического аппарата является недостаточная функциональная надежность при проведении испытаний на воздействие механических нагрузок. Это обусловлено тем, что при проведении данных испытаний, возможна (например) нештатная работа электромеханических коммутаторов (из-за возникновения нерасчетных резонансных явлений в каких-либо узлах космического аппарата). Испытания на воздействие механических нагрузок проводятся (за редким исключением) в выключенном состоянии космического аппарата, то есть - когда бортовые источники (в основном, аккумуляторные батареи) электрически разобщены с автоматикой системы электропитания. Нештатная работа электромеханических коммутаторов может привести к несанкционированному включению системы электропитания и началу разряда аккумуляторных батарей на некоммутируемые нагрузки и собственное потребление автоматики системы электропитания. Так как аккумуляторные батареи перед проведением испытаний на воздействие механических нагрузок заряжают, это событие еще не аварийное, при условии своевременного принятия мер исключающих возможность полного разряда и последующего переразряда аккумуляторных батарей, чреватого выводом их из строя.

Задачей предложенного авторами технического решения является повышение функциональной надежности способа изготовления космического аппарата при проведении испытаний космического аппарата на воздействие механических нагрузок.

Поставленная задача решается тем, что при изготовлении космического аппарата содержащего систему электропитания в составе солнечных батарей, аккумуляторных батарей и стабилизированного преобразователя напряжения для согласования работы солнечных и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием стабильным напряжением бортовой нагрузки, включающий сборку космического аппарата, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, причем испытания на воздействие механических нагрузок проводят с заряженными штатными аккумуляторными батареями и штатными солнечными батареями, а испытания космического аппарата на функционирование и термовакуумные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, перед проведением испытаний космического аппарата на воздействие механических нагрузок рассчитывают емкость аккумуляторных батарей, необходимую для работы системы электропитания в данной конфигурации в течение периода проведения работ, включающего испытания космического аппарата на воздействие механических нагрузок, и заряжают штатные аккумуляторные батареи на суммарную емкость, превышающую расчетную величину, а в случае превышения расчетной емкостью суммарной емкости аккумуляторных батарей делят указанный период проведения работ на удовлетворяющие условию необходимой расчетной емкости части, кроме того, перед проведением испытаний космического аппарата на воздействие механических нагрузок и после их завершения контролируют исходное состояние системы электропитания и, в случае выявления неисходного состояния, проводят приведение системы электропитания в исходное состояние. При этом рассчитывают емкость аккумуляторных батарей, необходимую для работы системы электропитания в данной конфигурации в течение периода проведения работ, исходя из соотношения:

С>Iн·k·Тпер/η,

где

С - суммарная емкость штатных аккумуляторных батарей, А·ч;

Iн - ток нагрузки системы электропитания в данной конфигурации, А;

k - коэффициент, учитывающий разницу в напряжениях нагрузки и аккумуляторных батарей;

Тпер - период проведения работ, включающий испытания космического аппарата на воздействие механических нагрузок, ч;

η - коэффициент полезного действия системы электропитания в режиме разряда аккумуляторных батарей. Кроме того, исходное состояние системы электропитания контролируют по наличию-отсутствию напряжения на ее выходе, а приведение системы электропитания в исходное состояние проводят автоматически по появлению напряжения на ее выходе путем формирования соответствующей команды с питанием от выходного напряжения системы электропитания.

Действительно, ситуацией критичной (требующей оперативного вмешательства) может стать нештатное включение системы электропитания и появление разряда аккумуляторных батарей. Нежелательные отрицательные последствия этого могут быть парированы тем, что перед проведением испытаний космического аппарата на воздействие механических нагрузок (после штатной стыковки аккумуляторных батарей) и после их завершения контролируют исходное состояние системы электропитания и в случае выявления неисходного состояния проводят приведение системы электропитания в исходное состояние. При этом исходное состояние системы электропитания контролируют по наличию-отсутствию напряжения на ее выходе, а приведение системы электропитания в исходное состояние проводят от наземной аппаратуры или автоматически по появлению напряжения на ее выходе путем формирования соответствующей команды с питанием от выходного напряжения системы электропитания.

Штатно команда на отключение системы электропитания КА формируется только наземным технологическим питанием, так как при эксплуатации КА эта команда не используется. В отличие от нее команда на включение системы электропитания формируется еще и бортовым питанием: по радиокоманде и по контакту отделения «КО» поступающему от разгонного блока на участке выведения КА на орбиту. Однако если вместо наземного технологического питания к цепям прохождения команды на отключение системы электропитания искусственно подключить бортовое питание, существующая схема отключения системы электропитания КА сохранит свою функциональную работоспособность.

Перед проведением испытаний КА на воздействие механических нагрузок рассчитывают емкость аккумуляторных батарей, необходимую для работы системы электропитания в данной конфигурации в течение периода проведения работ, включающего испытания космического аппарата на воздействие механических нагрузок, и заряжают штатные аккумуляторные батареи на суммарную емкость, превышающую расчетную величину, а в случае превышения расчетной емкостью суммарной емкости аккумуляторных батарей делят указанный период проведения работ на удовлетворяющие условию необходимой расчетной емкости части, кроме того, перед проведением испытаний космического аппарата на воздействие механических нагрузок и после их завершения контролируют исходное состояние системы электропитания и, в случае выявления неисходного состояния, проводят приведение системы электропитания в исходное состояние. При этом рассчитывают емкость аккумуляторных батарей, необходимую для работы системы электропитания в данной конфигурации в течение периода проведения работ, исходя из соотношения:

С>Iн·k·Тпер/η,

где

С - суммарная емкость штатных аккумуляторных батарей, А·ч;

Iн - ток нагрузки системы электропитания в данной конфигурации, А;

k - коэффициент, учитывающий разницу в напряжениях нагрузки и аккумуляторных батарей;

Тпер - период проведения работ, включающий испытания космического аппарата на воздействие механических нагрузок, ч;

η - коэффициент полезного действия системы электропитания в режиме разряда аккумуляторных батарей.

На фиг.1 приведена функциональная схема автономной системы электроснабжения КА в связке с наземным устройством защиты от несанкционированного включения системы электропитания КА для реализации заявляемого способа.

Автономная система электроснабжения КА содержит солнечную батарею 1, подключенную к нагрузке 2 через стабилизатор напряжения 3, аккумуляторные батареи 41-4n, подключенные через коммутаторы 41/1-4n/1 (на схеме они изображены в замкнутом состоянии, система электропитания включена - неисходное состояние для этапа испытаний КА на воздействие механических нагрузок), и зарядные устройства 51-5n - к солнечной батарее 1, а через разрядные устройства 61-6n - к входу выходного фильтра стабилизатора напряжения 3.

Параллельно аккумуляторным батареям 41-4n подключены устройства контроля аккумуляторных батарей 71-7n, связанные входом с аккумуляторными батареями 41-4n для контроля напряжения аккумуляторов, а выходом - с нагрузкой 2. В цепи заряда-разряда аккумуляторных батарей установлены измерительные шунты 81-8n.

Зарядные устройства 51-5n состоят из регулирующего ключа 9, управляемого схемой управления 10, вольтодобавочного узла, выполненного на трансформаторе 5-3, транзисторах 5-1 и 5-2 и выпрямителя на диодах 5-4 и 5-5.

Разрядные устройства 61-6n состоят из регулирующего ключа 11, управляемого схемой управления 12.

Стабилизатор напряжения 3 состоит из регулирующего ключа 13, управляемого схемой управления 14, входного фильтра - конденсатор 15 и выходного фильтра на диоде 17, дросселе 18 и конденсаторе 16.

Схемы управления: 10 зарядных устройств 51-5n, 12 разрядных устройств 61-6n, 14 стабилизаторов напряжения 3 выполнены в виде широтно-импульсных модуляторов, входом подключенных к шинам стабилизируемого напряжения. Схемы управления 10 зарядных устройств 51-5n дополнительно связаны с измерительными шунтами 81-8n и нагрузкой 2.

Обобщенная шина «СБ-АБ» 19, используемая для питания наиболее ответственных силовых коммутаторов системы электропитания (в частности, коммутаторов аккумуляторных батарей 41/1-4n/1), связана с солнечной батареей 1 и аккумуляторными батареями 41-4n через диоды 21 и 20, 22 соответственно.

К шине «СБ-АБ» 19 подключен блок команд 23, связанный входом с наземным испытательным комплексом 28 (на этапе проведения электроиспытаний КА), а выходом - с коммутаторами 41/1-4n/1. При проведении испытаний КА на воздействие механических нагрузок связь блока команд 23 с наземным испытательным комплексом 28 отсутствует. Блок команд 23 представляет собой набор силовых исполнительных коммутаторов, запитываемых контактами маломощных реле по соответствующим командам (на схеме не показано). В частности, одно из маломощных реле (на отключение системы электропитания) связано с наземным испытательным комплексом 28.

К выходу системы электропитания подключают наземное устройство защиты 24 от несанкционированного включения системы электропитания КА. В простейшем виде устройство 24 состоит из реле 25, подключенного к нагрузке (выходным шинам) системы электропитания через конденсатор 26 (для ограничения времени протекания тока через реле 25). Замыкающиеся контакты 27 (две пары) указанного реле 25 обеспечат подачу питания на ограниченное время на маломощное реле отключения системы электропитания бортовым напряжением (вместо технологического).

В случае несанкционированного включения системы электропитания (замыкания коммутаторов 41/1-4n/1) появится напряжение на входе устройства защиты 24 с выхода системы электропитания, сработает реле 25 на время заряда конденсатора 26 и произойдет автоматическая выдача команды через контакты 27 на выключение системы электропитания, приводящая систему электропитания в исходное (выключенное) состояние.

Таким образом, заявляемый способ изготовления космического аппарата повышает функциональную надежность способа изготовления космического аппарата при проведении испытаний космического аппарата на воздействие механических нагрузок.


СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 237.
10.05.2018
№218.016.3cfb

Способ пайки волноводных трактов

Изобретение может быть использовано при изготовлении волноводных трактов. В процессе индукционного нагрева проводят дистанционное измерение температуры, по меньшей мере, в одной из точек поверхности трубы волновода и, по меньшей мере, в одной из точек фланца волновода с использованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647964
Дата охранного документа: 21.03.2018
10.05.2018
№218.016.3ea4

Космическая платформа

Изобретение относится к конструкции и компоновке космических аппаратов (КА), преимущественно космических платформ (КП), объединяющих служебные подсистемы и обеспечивающих работу модуля полезной нагрузки (МПН). КП содержит приборный отсек (ПО) в форме прямоугольного параллелепипеда с приборами и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648520
Дата охранного документа: 26.03.2018
10.05.2018
№218.016.3f1c

Устройство отделения полезной нагрузки

Изобретение относится к системам отделения полезной нагрузки (ПН) от несущих конструкций при выводе на расчетную орбиту. Устройство отделения состоит из цилиндрического корпуса, силовых элементов - стержней, шарнирно установленных в цилиндрическом корпусе, устройства их фиксации, толкателя,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648522
Дата охранного документа: 26.03.2018
10.05.2018
№218.016.414e

Устройство измерения диаграммы направленности антенны

Изобретение относится к технике антенных измерений и может быть использовано при измерении диаграммы направленности антенны в условиях, когда облучающее поле значительно отличается от плоской волны, например, из-за ограниченных габаритов измерительной камеры. Сначала по окружности радиуса R...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649084
Дата охранного документа: 29.03.2018
10.05.2018
№218.016.48f8

Способ передачи данных

Изобретение относится к передаче данных, а именно к протоколам, используемым при передаче и приеме информационных данных. Технический результат – повышение надежности передачи информации. Способ передачи данных, заключающийся в использовании сетевого транспортного протокола (СТП); в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651242
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b00

Блок подачи рабочего тела в реактивный двигатель космического аппарата

Изобретение относится к космической технике, а точнее к блоку подачи рабочего тела (РТ), например ксенона, в реактивный двигатель космического аппарата (КА). Блок подачи рабочего тела в реактивный двигатель космического аппарата, содержащий баллон высокого давления, заполненный РТ, например...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651703
Дата охранного документа: 23.04.2018
29.05.2018
№218.016.532b

Многоканальное токосъемное устройство

Изобретение относится к области электротехники, к многоканальным токосъемным устройствам миниатюрного исполнения. Многоканальное токосъемное устройство, имеющее несколько электрических цепей, состоит из корпуса и соосно-расположенного внутри него вала, на которых установлен набор чередующихся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653703
Дата охранного документа: 14.05.2018
29.05.2018
№218.016.53be

Система электропитания космического аппарата

Использование: в области электротехники. Технический результат - исключение возможности возникновения электростатических разрядов между цепочками фотодиодов солнечной батареи, уменьшение напряжения на вторичных обмотках трансформаторов и уменьшение габаритной мощности силовых элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653704
Дата охранного документа: 14.05.2018
09.06.2018
№218.016.5fad

Способ определения остатков рабочего тела-газа в емкостях рабочей системы с высоким давлением

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в рабочих системах, имеющих баки, жидкое или газообразное рабочее тело (РТ), рабочие магистрали и исполнительный рабочий орган. Способ определения остатков РТ в емкостях рабочей системы (ЕРС) с высоким давлением включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002656765
Дата охранного документа: 06.06.2018
16.06.2018
№218.016.620a

Устройство фиксации шарнирного узла

Изобретение относится преимущественно к замкам развернутого положения поворотных конструкций спутника, например панелей солнечных батарей или антенн. Устройство представляет собой шарнирный узел с поворотными деталями (1, 2, 3). На одной из них установлен фиксирующий элемент в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657811
Дата охранного документа: 15.06.2018
Показаны записи 141-150 из 154.
21.02.2019
№219.016.c533

Система электропитания космического аппарата

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение энергетической эффективности, расширение функциональных возможностей бортовых систем электропитания (СЭП), улучшение электромагнитной совместимости. Система электропитания космического аппарата состоит из солнечной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680245
Дата охранного документа: 19.02.2019
11.03.2019
№219.016.d884

Автономная система электропитания космического аппарата

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании автономных систем электропитания космических аппаратов. Технический результат состоит в повышении эффективности использования первичного источника ограниченной мощности. Автономная система электропитания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395148
Дата охранного документа: 20.07.2010
20.03.2019
№219.016.e540

Способ проведения ресурсных испытаний аккумуляторов космического назначения и устройство для его реализации

Изобретение относится к системам энергоснабжения космических объектов, в частности ИСЗ. Способ заключается в проведении циклирования с контролем энергетических характеристик последовательно соединенных аккумуляторов (А) в составе их модуля. Испытания проводят в составе действующего ИСЗ. Число А...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002390477
Дата охранного документа: 27.05.2010
09.05.2019
№219.017.4c70

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в составе искусственного спутника земли

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ). Согласно изобретению способ эксплуатации никель-водородной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395871
Дата охранного документа: 27.07.2010
09.05.2019
№219.017.4f5a

Способ выравнивания емкости аккумуляторов никель-водородной аккумуляторной батареи

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания потребителей, установленных на автономных объектах, в частности на космических аппаратах. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и функциональных возможностей способа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002401486
Дата охранного документа: 10.10.2010
09.06.2019
№219.017.79a1

Система электропитания космического аппарата

Изобретение относится к области космической энергетики, в частности к бортовым системам электропитания космических аппаратов (КА). Согласно изобретению система электропитания космического аппарата состоит из солнечной батареи, стабилизатора напряжения, аккумуляторной батареи, экстремального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002396666
Дата охранного документа: 10.08.2010
26.06.2019
№219.017.92b8

Негерметичный приборный отсек космического аппарата

Изобретение относится к бортовым системам космических аппаратов (КА). Негерметичный приборный отсек (НГПО) КА выполнен из сотопанелей с технологическими (ТО) и вентиляционными (ВО) отверстиями. ВО лабиринтного типа служат для отвода из НГПО продуктов газовыделения неметаллических элементов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692286
Дата охранного документа: 24.06.2019
29.06.2019
№219.017.a1c6

Способ управления автономной системой электроснабжения космического аппарата

Изобретение относится к электротехнике, к системам электроснабжения (СЭС) космических аппаратов (КА), с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ). Способ управления автономной системой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460196
Дата охранного документа: 27.08.2012
10.07.2019
№219.017.b008

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи в составе искусственного спутника земли

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации никель-водородных аккумуляторных батарей преимущественно в автономных системах электропитания искусственных спутников Земли (ИСЗ). Согласно изобретению, способ эксплуатации никель-водородной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002401487
Дата охранного документа: 10.10.2010
10.07.2019
№219.017.b029

Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в составе искусственного спутника земли

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей (ЛИАБ). Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования ЛИАБ и увеличение срока службы. Согласно изобретению способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403656
Дата охранного документа: 10.11.2010
+ добавить свой РИД