×
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 151-160 из 237.
16.06.2018
№218.016.6230

Способ определения угловой скорости собственного вращения космического аппарата вокруг центра масс

Изобретение относится к управлению ориентацией космических аппаратов (КА) по солнечному датчику. Способ заключается в измерении углового положения Солнца (двух углов) в собственных осях КА на последовательных интервалах времени. Оценки угловой скорости вычисляются на основе измеренных углов по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657809
Дата охранного документа: 15.06.2018
25.06.2018
№218.016.665c

Болтовое соединение деталей

Изобретение относится к машиностроению, в частности к болтовым соединениям деталей, воспринимающих поперечные нагрузки. Болтовое соединение деталей содержит болты, которые гладкими участками установлены в отверстия первой детали с зазором, охватываемые отверстиями второй детали. Под головку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658553
Дата охранного документа: 21.06.2018
25.06.2018
№218.016.66dd

Способ измерения дальности до космического аппарата

Изобретение относится к способу измерения дальности до космического аппарата (КА). Для измерения дальности до КА генерируют сигнал, модулируют на его основе цифровой или аналоговый сигнал, переносят на несущую частоту и передают его с наземного комплекса управления КА, принимают сигнал бортовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658396
Дата охранного документа: 21.06.2018
25.06.2018
№218.016.6785

Способ сборки космического аппарата

Изобретение относится к технологии сборки космических аппаратов (КА), главным образом телекоммуникационных спутников. Способ применим к КА, состоящему из модуля полезной нагрузки (МПН) и модуля служебных систем (МСС), изготавливаемых по отдельности и объединяемых по электрическим, механическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658262
Дата охранного документа: 19.06.2018
01.07.2018
№218.016.6984

Способ изготовления модуля полезной нагрузки космического аппарата блочно-модульного исполнения

Изобретение относится к космическим аппаратам (КА). Изготовление модуля полезной нагрузки (МПН) КА блочно-модульного исполнения заключается в сборке МПН на технологической оснастке раздельно от модуля служебных систем (МСС). Сборку силового каркаса МПН, состоящего из сотопанелей и крепежных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659343
Дата охранного документа: 29.06.2018
12.07.2018
№218.016.7059

Способ изготовления изделий из композиционных материалов с отражающим покрытием

Изобретение относится к области производства радиотехнических устройств космической и авиационной техники и касается способа изготовления изделий из композиционных материалов с отражающим покрытием. Способ включает сборку пакета путем укладки слоев, содержащих термореактивное связующее,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660863
Дата охранного документа: 10.07.2018
14.07.2018
№218.016.7170

Узел резьбового соединения

Предлагаемый узел резьбового соединения относится к ответственным узлам, используемым в машиностроении, приборостроении и при изготовлении летательных аппаратов. Узел резьбового соединения содержит две соединяемые детали, в отверстии первой детали размещаются две установленные друг в друга...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661326
Дата охранного документа: 13.07.2018
19.07.2018
№218.016.7281

Устройство разделения элементов конструкции

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство разделения элементов конструкции содержит упругое кольцо с попарно и диаметрально расположенными выступами. Выступы смещены по углу. Отверстия предусмотрены в выступах и обеспечивают крепление устройства по наружному диаметру в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661672
Дата охранного документа: 18.07.2018
19.07.2018
№218.016.72a4

Траверса

Изобретение относится к конструкциям, предназначенным для проведения операций по переносу, обезвешиванию и монтажно-стыковочным работам с изделиями различного назначения. Траверса выполнена с возможностью смещения точки подвеса в поперечном и продольном направлениях, и содержит устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661671
Дата охранного документа: 18.07.2018
26.07.2018
№218.016.7519

Способ проведения модальных испытаний многосегментных нежестких конструкций

Изобретение относится к способам проведения модальных испытаний многосегментных нежестких раскрываемых конструкций космического назначения, рассчитанных на работу в невесомости (например, крупногабаритных рефлекторов и панелей солнечных батарей). Сущность: возбуждают в конструкции стационарные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662255
Дата охранного документа: 25.07.2018
Показаны записи 151-154 из 154.
05.09.2019
№219.017.c75a

Система электропитания космического аппарата

Использование: в области электротехники, для электропитания космических аппаратов (КА). Технический результат - повышение функциональной надежности системы электропитания. Система электропитания космического аппарата состоит из солнечной батареи, подключенной своими плюсовой и минусовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699084
Дата охранного документа: 03.09.2019
01.11.2019
№219.017.dcc6

Система электроснабжения космического аппарата с экстремальным регулированием мощности солнечной батареи

Система электроснабжения космического аппарата содержит солнечную батарею (СБ), датчик тока, цифровую систему управления с экстремальным регулятором мощности СБ, регулятор напряжения, выполненный в виде мостового инвертора с входным С-фильтром, трансформатор с первичной и вторичными обмотками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704656
Дата охранного документа: 30.10.2019
10.11.2019
№219.017.e07d

Способ питания нагрузки постоянным током в автономных системах электропитания космических аппаратов для широкого диапазона мощности нагрузки и автономная система электропитания для его реализации

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано при проектировании космических аппаратов. Преобразователи напряжения, зарядные и разрядные устройства выполняют в виде единичных модулей. Модули рассчитывают исходя из наименьшей потребительской потребности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705537
Дата охранного документа: 08.11.2019
14.03.2020
№220.018.0bc8

Способ изготовления космического аппарата

Изобретение относится к космической технике, а более конкретно созданию космических аппаратов (КА). Способ изготовления КА, содержащего систему электропитания, имеющую в своем составе солнечные батареи, аккумуляторные батареи и стабилизированный преобразователь напряжения, заключающийся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716471
Дата охранного документа: 11.03.2020
+ добавить свой РИД