Энергообеспечение марсохода

Изобретение относится к средствам энергоснабжения космических аппаратов, а более конкретно - к системе энергообеспечения марсохода. Данная система включает в себя солнечные батареи, аккумуляторы, распределительное устройство, а также элементы с трибоэлектрическими поверхностями. Указанные элементы системы преимущественно смонтированы на основании, прилегающем к корпусу марсохода с возможностью поворота относительно него. В предпочтительном варианте элементы с трибоэлектрическими поверхностями и солнечные батареи открываются и работают поочередно: одни - в условиях пыльной бури, другие - в ее отсутствие. Технический результат изобретения направлен на обеспечение бесперебойного питания марсохода электроэнергией. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к транспортным средствам, а более конкретно - к системе энергообеспечения устройства, предназначенного для передвижения по поверхности планеты Марс.

Известен марсоход, система энергообеспечения которого включает солнечные батареи, аккумуляторы и распределительное устройство [1].

Недостатком известной системы энергообеспечения является ее невозможность работать в условиях пыльной бури, закрывающей доступ солнечного излучения к солнечным батареям. Известно, что пыльные бури нередки на поверхности Марса.

Технический результат, достигаемый в данном изобретении, заключается в бесперебойном обеспечении электроэнергией марсохода как во время пыльных бурь, так и в их отсутствие.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему энергообеспечения марсохода, включающую солнечные батареи, аккумуляторы и распределительное устройство, по изобретению введены элементы с трибоэлектрическими поверхностями, т.е. поверхностями, при трении о которые возникают электрические заряды, а также экран, которому отдают свои заряды наэлектризованные частицы пыльной бури.

Кроме того, элементы системы энергообеспечения смонтированы на основании, прилегающем к корпусу марсохода с возможностью поворачиваться относительно него.

Кроме того, элементы с трибоэлектрическими поверхностями и солнечные батареи открываются и работают поочередно: одни - в условиях пыльной бури, другие - в ее отсутствие.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг.1 - система энергообеспечения марсохода (вид сверху) при работающих трибоэлектрических элементах, на фиг.2 - то же при работающих солнечных батареях, на фиг.3 - то же в вертикальном разрезе по оси симметрии, на фиг.4 - устройство для поднимания приемных пластин 3 в вертикальное положение и опускания их.

На корпусе 1 марсохода, имеющем форму шарового сегмента, помещено основание 2, прилегающее к корпусу 1 с возможностью вращения относительно него. Между корпусом 1 и основанием 2 установлены ролики (на чертежах не показаны) для облегчения движения основания 2 по корпусу 1. На основании 2 параллельно его оси симметрии с возможностью принимать вертикальное и горизонтальное положение шарнирно закреплены приемные пластины 3, а в конце основания 2 с некоторым зазором от него установлен экран 4. Приемные пластины 3 с одной стороны имеют солнечные батареи 5 и на стороне, противоположной шарниру, - магнитики 6. На другой стороне пластины 3 нанесено трибоэлектрическое покрытие 7, т.е. такое покрытие, при трении о которое песчинок в результате трибоэлектрического эффекта возникают электрические заряды. Пластины 3 размещены на основании 2 попарно таким образом, что при принятии ими вертикального положения взаимно перекрываются солнечные батареи, а магнитики 6 притягиваются друг к другу, образуя плотно сцепленные разделители 10 в каждой паре. Поверхности основания 2, открываемые при принятии пластинами 3 вертикального положения, также имеют трибоэлектрическое покрытие. К вершине корпуса изнутри прикреплен электропривод 8, вал 9 которого связан с основанием 2. Приемные пластины 3 и экран 4 снабжены токосъемниками (на чертежах не показаны) и электрически соединены с аккумулятором и распределительным устройством (на чертежах не показаны). Устройство для поднимания приемных пластин 3 в вертикальное положение и опускания их включает (фиг.3) соленоид 11 с ферромагнитным сердечником 12, соединенным шарнирно тягами 13 с приемными пластинами 3.

Система энергообеспечения марсохода работает таким образом.

В отсутствии пыльной бури работают солнечные батареи. Для этого приемные пластины 3 переводят в горизонтальное положение, а основание 2 поворачивают относительно корпуса 1 так, чтобы большая часть солнечных батарей была максимально обращена к солнцу.

Во время пыльной бури солнечные батареи закрыты и работают элементы с трибоэлектрическим покрытием. Для этого поворачивают основание 2 так, чтобы его ось симметрии совпала с направлением ветра, а приемные пластины 3 устанавливают вертикально подачей напряжения на спираль соленоида 11. При этом вокруг соленоида 11 возникает магнитное поле, которое втягивает сердечник 12 внутрь соленоида 11. Тяги 13 поворачивают приемные пластины 3 в вертикальное положение. Их магнитики 6 притягиваются друг к другу и замыкаются по парам, образуя разделители 10 воздушного потока. При этом магнитики 6 на пластинах 3 подобраны таким образом, что их сила притяжения друг к другу на 1-2 порядка слабее раскрывающей силы устройства поднимания и опускания приемных пластин, благодаря чему магнитики 6 не препятствуют работе этой системы. Воздух, наполненный песчинками, скользит между разделителями 10. Частицы песка касаются трибоэлектрических поверхностей и за счет их взаимного трения электризуются. С поверхностей, покрытых трибоэлектрическими покрытиями, заряды поступают на токосъемники и направляются на аккумуляторы и распределительное устройство. Частицы песка, достигнув экрана 4, отдают ему электрический заряд, который поступает на аккумуляторы и распределительное устройство.

Таким образом, при любой погоде обеспечивается непрерывное энергоснабжение марсохода.

Предложенная система энергоснабжения может быть использована и в земных условиях на транспортных средствах, предназначенных для работы в песчаных пустынях и полупустынях.

Источники информации:

1. Пат. US 7434355 A (HONEYWELL INTERNATIONAL Inc.), 14.10.2008.

1. Система энергообеспечения устройства, предназначенного для передвижения по поверхности планеты Марс, включающая солнечные батареи, аккумуляторы и распределительное устройство, отличающаяся тем, что содержит элементы с трибоэлектрическими поверхностями.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что элементы системы энергообеспечения смонтированы на основании, прилегающем к корпусу марсохода с возможностью поворота относительно него.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что элементы с трибоэлектрическими поверхностями и солнечные батареи открываются и работают поочередно: одни в условиях пыльной бури, другие - в ее отсутствие.