RU2496690C1 - Способ изготовления космического аппарата - Google Patents

Способ изготовления космического аппарата Download PDF

Info

Publication number
RU2496690C1
RU2496690C1 RU2012111329/11A RU2012111329A RU2496690C1 RU 2496690 C1 RU2496690 C1 RU 2496690C1 RU 2012111329/11 A RU2012111329/11 A RU 2012111329/11A RU 2012111329 A RU2012111329 A RU 2012111329A RU 2496690 C1 RU2496690 C1 RU 2496690C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tests
spacecraft
batteries
solar
storage batteries
Prior art date
Application number
RU2012111329/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012111329A (ru
Inventor
Виктор Владимирович Коротких
Андрей Гавриилович Лесковский
Михаил Владленович Нестеришин
Сергей Иванович Опенько
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2012111329/11A priority Critical patent/RU2496690C1/ru
Publication of RU2012111329A publication Critical patent/RU2012111329A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2496690C1 publication Critical patent/RU2496690C1/ru

Links

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к космической технике. Способ изготовления космического аппарата включает сборку космического аппарата, содержащего систему электропитания с солнечными батареями, аккумуляторными батареями и стабилизированным преобразователем напряжения, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, электротермовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей. Испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят с бортовыми аккумуляторными и солнечными батареями. Аккумуляторные батареи перед проведением испытаний на воздействие механических нагрузок заряжают режимом, эквивалентным режиму штатного предстартового заряда. Остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей. В процессе проведения электротермовакуумных испытаний космического аппарата на этапе оценки его термобаланса бортовые аккумуляторные батареи выводят из состояния хранения, для чего их заряжают и циклируют от наземного зарядно-разрядного комплекса в режимах, эквивалентных текущей работе космического аппарата. По окончании оценки термобаланса космического аппарата аккумуляторные батареи вновь приводят в состояние оптимального хранения для продолжения электротермовакуумных испытаний. Достигается повышение надежности космического аппарата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании космических аппаратов (КА).
Известен способ изготовления космического аппарата согласно патенту Российской Федерации №2156211, RU.
Способ изготовления космического аппарата, согласно вышеуказанному патенту, включает следующие основные этапы:
- изготавливают комплектующие (в том числе солнечные батареи, комплекс автоматики и стабилизации напряжения, а также аккумуляторные батареи) и производят сборку космического аппарата;
- проводят электрические испытания космического аппарата на функционирование, при этом, питание бортовой аппаратуры проводят от бортовых аккумуляторных батарей либо от наземных источников для сохранения ресурса бортовой аппаратуры.
Недостатком известного способа изготовления космического аппарата являются низкие функциональные возможности и надежность при проведении наземных испытаний (в том числе, электроиспытаний) космического аппарата. А именно, переход на наземное питание бортовой аппаратуры КА сокращает объем наработки комплекса автоматики и стабилизации напряжения, что может способствовать недостаточной его отработке. Кроме того, при пропадании напряжения промышленной сети, космический аппарат может оказаться (не прогнозируемо) обесточенным, что чревато для него отрицательными последствиями. Состояние заряженности бортовых аккумуляторных батарей в процессе изготовления космического аппарата и условия их хранения не определены, что не обеспечивает сохранение их ресурсных характеристик.
Анализ источников информации по патентной и научно-технической информации показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является «Способ изготовления космического аппарата по заявке №2010151540 от 15.12.2010 г. (положительное решение от 30.01.2012 г.): «Способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, включающего систему электропитания с солнечными батареями, аккумуляторными батареями и стабилизированным преобразователем 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, электротермовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, при этом, 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 являются то, что электротермовакуумные испытания проводят без использования штатных (бортовых) аккумуляторных батарей, в то время как электротермовакуумные испытания включают в себя термобалансные испытания и, при отсутствии тепловыделения штатных аккумуляторных батарей, полученные результаты будут частично отличаться от реальных, что снижает их достоверность (надежность способа изготовления КА). Однако, переход на работу от бортовых аккумуляторных батарей и обратно, в процессе проведения электротермовакуумных испытаний, связан с большим объемом работ по разгерметизации и последующей герметизации термобарокамеры, набором необходимого уровня вакуума и температуры, выключением и последующим включением космического аппарата, что крайне нетехнологично и занимает много времени и расходных материалов (жидкий азот).
Задачей предложенного авторами технического решения является повышение надежности и технологичности процесса изготовления космического аппарата, при сохранении ресурсных характеристик бортовых аккумуляторных батарей.
Поставленная задача решается тем, что, при изготовлении космического аппарата, включающем сборку космического аппарата, содержащего систему электропитания с солнечными батареями, аккумуляторными батареями и стабилизированным преобразователем напряжения, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, электротермовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки, солнечных и аккумуляторных батарей, при этом, испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят с бортовыми 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, в процессе проведения электротермовакуумных испытаний космического аппарата на этапе оценки его термобаланса бортовые аккумуляторные батареи выводят из состояния хранения, для чего их заряжают и циклируют от наземного зарядно-разрядного комплекса, в режимах эквивалентных текущей работе космического аппарата, а по окончании оценки термобаланса космического аппарата аккумуляторные батареи вновь приводят в состояние оптимального хранения для продолжения электротермовакуумных испытаний. При этом, режимы циклирования бортовых аккумуляторных батарей, эквивалентные текущей работе космического аппарата, определяют исходя из текущих режимов работы технологических функциональных имитаторов аккумуляторных батарей.
Действительно, большую часть в электротермовакуумных испытаниях составляет работа космического аппарата при крайних (максимальной и минимальной) температурах (циклично). Это позволяет выявить возможные дефекты в радиоэлектронной аппаратуре. Однако, для аккумуляторных батарей с высокими удельными энергетическими характеристиками такой режим работы неприемлем. В то же время, аккумуляторные батареи, находящиеся в определенном состоянии заряженности (в основном - разряженное состояние), допускают цикличное изменение температуры в широком диапазоне.
При проверке термобаланса космического аппарата создаются штатные (вполне комфортные) условия для аккумуляторных батарей и их для этой проверки можно и нужно использовать.
Режимы работы аккумуляторных батарей в процессе работы космического аппарата известны. Более того, они могут быть оперативно уточнены по текущей работе их электронных имитаторов. Поэтому проведение зарядов и разрядов аккумуляторных батарей от наземного зарядно-разрядного комплекса синхронно с работой функциональных имитаторов аккумуляторных батарей не представляет технических трудностей и при необходимости может быть полностью или частично автоматизировано.
На фиг.1 приведена функциональная схема (с наземными связями) автономной системы электропитания КА, помещенного в термобарокамеру, поясняющая работу по предлагаемому способу изготовления космического аппарата.
Солнечная батарея 1, содержащая в своем составе блокирующие диоды 1-1, как правило, находится в процессе изготовления КА в электрически разобщенном с ним состоянии или вообще вне КА (соединители 2 и 2-1, 3 и 3-1 расстыкованы). На КА солнечные батареи 1 устанавливаются (и электрически стыкуются) на время проведения испытания КА на воздействие механических нагрузок, а так же для контроля стыковки солнечных батарей с КА. Окончательная установка солнечных батарей на КА и их электрическая стыковка проводится на этапе подготовки КА к штатной эксплуатации. В отдельных случаях, например, при неориентированных солнечных батареях, солнечные батареи находятся постоянно в составе КА и электрически с ним состыкованы, а наземные имитаторы солнечных батарей стыкуют к специально предусмотренным технологическим соединителям (отводам) параллельно солнечным батареям. При этом блокирующие диоды 1-1 защищают солнечные батареи от протекания так называемого «темнового» тока.
В представленном примере солнечные батареи 1 находятся в отстыкованном от КА состоянии. Система электропитания выполнена с общей минусовой шиной. Стабилизированный преобразователь напряжения для согласования работы солнечных 1 и аккумуляторных 5 батарей и обеспечения стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки (вправо от выходных шин «+» и «-» - на чертеже не показано) состоит из зарядного преобразователя 6, разрядного преобразователя 7 и стабилизатора выходного напряжения 4. Аккумуляторная батарея (в рассматриваемом примере используется одна аккумуляторная батарея) 5 минусом связана с общей минусовой шиной, а плюсом через соединители 5-2 и 5-1 (на чертеже указанные соединители расстыкованы) с зарядным 6 и разрядным 7 преобразователями (информационные связи аккумуляторной батареи 5 не показаны). Вместо солнечных батарей на вход стабилизированного преобразователя напряжения через соединители 2-1 и 3-1 подключен имитатор солнечных батарей (ИБС) 8, а вместо аккумуляторной батареи 5 к зарядному 6 и разрядному 7 преобразователям подключен функциональный имитатор аккумуляторной батареи (ИАБ) 9 (информационные связи имитатора аккумуляторной батареи 9 не показаны). К аккумуляторной батарее 5 подключен зарядно-разрядный комплекс (ЗРК) 10. Питание имитатора солнечной батареи 8, имитатора аккумуляторной батареи 9 и зарядно-разрядного комплекса осуществляется от промышленной сети 220/380 В через кабели 8-1, 9-1 и 10-1 соответственно. При этом космический аппарат помещен в термобарокамеру 11.
В процессе проведения электротермовакуумных испытаний питание КА обеспечивается от имитаторов 8 (ИБС) и 9 (ИАБ) солнечной батареи и аккумуляторной батареи соответственно через зарядный преобразователь 6, разрядный преобразовател7 7 и стабилизатор выходного напряжения 4. Перед началом испытаний КА на термобаланс аккумуляторную батарею 5 заряжают и далее синхронно с работой имитатора аккумуляторной батареи 9 циклируют (разряжают и заряжают) с помощью зарядно-разрядного комплекса (ЗРК) 10. По окончании испытаний КА на термобаланс аккумуляторную батарею 5 приводят в нужное для оптимального (безопасного для сохранения работоспособности) хранения состояние (по степени заряженности) и продолжают электротермовакуумные испытания.
Таким образом, заявляемый способ изготовления космического аппарата повышает надежность и технологичность процесса изготовления космического аппарата, при сохранении ресурсных характеристик бортовых аккумуляторных батарей.

Claims (2)

1. Способ изготовления космического аппарата, включающий сборку космического аппарата, содержащего систему электропитания с солнечными батареями, аккумуляторными батареями и стабилизированным преобразователем напряжения, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, электротермовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, при этом испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят с бортовыми 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, отличающийся тем, что в процессе проведения электротермовакуумных испытаний космического аппарата на этапе оценки его термобаланса бортовые аккумуляторные батареи выводят из состояния хранения, для чего их заряжают и циклируют от наземного зарядно-разрядного комплекса в режимах, эквивалентных текущей работе космического аппарата, а по окончании оценки термобаланса космического аппарата аккумуляторные батареи вновь приводят в состояние оптимального хранения для продолжения электротермовакуумных испытаний.
2. Способ изготовления космического аппарата по п.1, отличающийся тем, что режимы циклирования бортовых аккумуляторных батарей, эквивалентные текущей работе космического аппарата, определяют исходя из текущих режимов работы технологических функциональных имитаторов аккумуляторных батарей.
RU2012111329/11A 2012-03-23 2012-03-23 Способ изготовления космического аппарата RU2496690C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111329/11A RU2496690C1 (ru) 2012-03-23 2012-03-23 Способ изготовления космического аппарата

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111329/11A RU2496690C1 (ru) 2012-03-23 2012-03-23 Способ изготовления космического аппарата

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012111329A RU2012111329A (ru) 2013-09-27
RU2496690C1 true RU2496690C1 (ru) 2013-10-27

Family

ID=49253769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111329/11A RU2496690C1 (ru) 2012-03-23 2012-03-23 Способ изготовления космического аппарата

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2496690C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11396388B2 (en) 2018-12-20 2022-07-26 The Boeing Company Optimized power balanced variable thrust transfer orbits to minimize an electric orbit raising duration
US11401053B2 (en) * 2018-12-20 2022-08-02 The Boeing Company Autonomous control of electric power supplied to a thruster during electric orbit raising
US11753188B2 (en) 2018-12-20 2023-09-12 The Boeing Company Optimized power balanced low thrust transfer orbits utilizing split thruster execution

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112257223B (zh) * 2020-09-08 2024-03-19 航天科工空间工程发展有限公司 用于航天器热平衡实验设备的平衡温度预测方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156211C1 (ru) * 1999-06-15 2000-09-20 Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" Космический аппарат
RU2196079C2 (ru) * 2000-12-15 2003-01-10 Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" Космический аппарат
EP2034804A1 (en) * 2006-06-06 2009-03-11 Kyushu Institute of Technology Discharge prevention device
EP2347958A1 (en) * 2008-11-12 2011-07-27 Kyushu Institute of Technology Device for suppressing sustained discharge on solar battery array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156211C1 (ru) * 1999-06-15 2000-09-20 Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" Космический аппарат
RU2196079C2 (ru) * 2000-12-15 2003-01-10 Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" Космический аппарат
EP2034804A1 (en) * 2006-06-06 2009-03-11 Kyushu Institute of Technology Discharge prevention device
EP2347958A1 (en) * 2008-11-12 2011-07-27 Kyushu Institute of Technology Device for suppressing sustained discharge on solar battery array

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11396388B2 (en) 2018-12-20 2022-07-26 The Boeing Company Optimized power balanced variable thrust transfer orbits to minimize an electric orbit raising duration
US11401053B2 (en) * 2018-12-20 2022-08-02 The Boeing Company Autonomous control of electric power supplied to a thruster during electric orbit raising
US11753188B2 (en) 2018-12-20 2023-09-12 The Boeing Company Optimized power balanced low thrust transfer orbits utilizing split thruster execution

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012111329A (ru) 2013-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2459749C1 (ru) Способ изготовления космического аппарата
Kim et al. Modeling of Battery for EV using EMTP/ATPDraw
RU2496690C1 (ru) Способ изготовления космического аппарата
Edpuganti et al. Comparison of peak power tracking based electric power system architectures for CubeSats
Kompella et al. Parallel operation of battery chargers in small satellite electrical power systems
Chin et al. Li-ion battery and super-capacitor hybrid energy system for low temperature SmallSat applications
Park et al. Design considerations of a lithium ion battery management system (BMS) for the STSAT-3 satellite
US8624556B2 (en) Battery section/module automatic cell balancer repair tool
Chin et al. Flight demonstration of a hybrid battery/supercapacitor energy storage system in an earth orbiting CubeSat
Aburouk et al. Design, fabrication, and testing of an electrical double-layer capacitor-based 1U CubeSat electrical power system
RU2637585C2 (ru) Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в составе космического аппарата негерметичного исполнения
Erdör Türk et al. Integrated Process Control‐Power Management System Design and Flight Performance Tests for Fuel Cell Powered Mini‐Unmanned Aerial Vehicle
RU2571480C1 (ru) Способ изготовления космического аппарата
Aissa et al. Lithium-Ion Battery test bench development for Aerospace Applications
RU2478537C2 (ru) Способ изготовления космического аппарата
Martyanov et al. Modeling of battery charging algorithms
RU2513322C2 (ru) Способ электрических проверок космического аппарата
BONNET et al. Smart Battery Modules for Distributed Electrical Power Systems
UA130785U (uk) Спосіб виготовлення космічного апарата
RU2390477C1 (ru) Способ проведения ресурсных испытаний аккумуляторов космического назначения и устройство для его реализации
RU2716471C1 (ru) Способ изготовления космического аппарата
RU2638825C2 (ru) Способ эксплуатации литий-ионной аккумуляторной батареи в составе автономной системы электропитания искусственного спутника Земли
RU2536003C2 (ru) Способ изготовления космического аппарата
Pham et al. Battery Management System for Unmanned Electric Vehicles with CAN BUS and Internet of Things. Vehicles 2022, 4, 639–662
RU2535824C2 (ru) Способ изготовления космического аппарата

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200324