Система поворота солнечной батареи большой мощности


 


Владельцы патента RU 2570006:

Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" (RU)

Изобретение относится к системам поворота солнечной батареи (СПСБ) космического аппарата (КА). Изобретение предназначено для размещения элементов СПСБ для вращения солнечной батареи большой мощности и передачи электроэнергии с солнечной батареи на КА. Система поворота солнечной батареи большой мощности содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. Силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями. Токосъемные устройства установлены на своих валах, связаны с валом привода и замкнуты на корпус СПСБ через демпфирующий элемент. Вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом. Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенной передаваемой мощности с солнечной батареи на КА, повышение надежности системы электропитания КА и снижение массы конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании системы поворота солнечной батареи (СПСБ) космического аппарата.

Настоящее изобретение предназначено для размещения элементов СПСБ для вращения солнечной батареи большой мощности и передачи электроэнергии с солнечной батареи на космический аппарат.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является система поворота солнечной батареи патент RU 2466069, которая содержит корпус, полый вал с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. Выходной вал установлен в корпусе привода поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом или его поджатием через опорный подшипник к корпусу системы поворота солнечной батареи пружинами. Данное изобретение взято в качестве прототипа.

Недостатком этой системы является наличие одного силового токосъемного устройства, в котором рядом расположены положительные и отрицательные электрические цепи, и, как следствие, снижается надежность СПСБ из-за увеличения вероятности возникновения короткого замыкания между электрическими цепями. Вторым недостатком является массивная конструкция вала, обусловленная увеличением количества транзитных силовых цепей для обеспечения большей передаваемой мощности и выполнения требования по необходимой изгибной жесткости вала.

Задачей изобретения является изменение компоновки СПСБ для обеспечения увеличения передаваемой электрической мощности с солнечной батареи на космический аппарат, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что система поворота солнечной батареи большой мощности содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства. При этом силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями, установленные на своих валах, связанные с валом привода и замкнутые на корпус СПСБ через демпфирующий элемент, при этом вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение повышенной передаваемой мощности с солнечной батареи на космический аппарат, повышение надежности системы электропитания космического аппарата, снижение массы конструкции и необходимого ресурса токосъемных устройств.

Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства в разрезе.

Система поворота солнечной батареи состоит из привода 1, вала привода 2, установленного на опорном подшипнике 3, силовых токосъемных устройств 6 и 7, телеметрического токосъемного устройства 8, расположенных на валу привода 2 и замыкаются на корпус СПСБ через демпфирующий элемент 10. Повышенная жесткость конструкций достигается постоянным поджатием вала привода 2 к корпусу привода 1 за счет предварительного натяга опорного подшипника 3. Повышенная точность положения оси вращения вала привода 2 достигается опорным подшипником 3. Зубчатое колесо 4 установлено на валу 9 привода 1. Зубчатое колесо 5 установлено на валу привода 2.

Работает СПСБ следующим образом. Привод 1 передает вращение на вал привода 2, вращение от привода 1 на вал привода 2 передается зубчатой передачей с зубчатыми колесами 4, 5.

Токосъемные устройства 6, 7 и 8 передают электрическую энергию, команды и сигналы с вращающейся солнечной батареи на космический аппарат как при вращении, так и в остановленном состоянии. Постоянное поджатие вала привода 2 к корпусу привода 1 обеспечивается предварительным натягом в опорном подшипнике 2 как при вращении, так и при остановке выходного вала.

Система поворота солнечной батареи большой мощности, которая содержит вал привода с фланцем для стыковки солнечной батареи, привод для ее вращения, силовое и телеметрическое токосъемные устройства, отличающаяся тем, что силовое токосъемное устройство разделено на силовое токосъемное устройство с положительными электрическими цепями и силовое токосъемное устройство с отрицательными электрическими цепями, установленные на своих валах, связанные с валом привода и замкнутые на корпус системы поворота солнечной батареи через демпфирующий элемент, при этом вал привода установлен в корпус привода системы поворота солнечной батареи на опорном подшипнике с предварительным натягом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к управлению ориентацией навигационных спутников с антеннами и солнечными батареями (СБ). Способ включает ориентацию электрической оси антенны (первой оси спутника) на Землю и ориентацию панелей СБ на Солнце.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА), использующим в качестве первичных источников энергии батареи солнечные (БС), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторные батареи (АБ).

Изобретение относится к космической технике. Способ управления ориентацией космического аппарата (КА) с неподвижными панелями солнечных батарей (СБ) при выполнении экспериментов включает гравитационную ориентацию КА продольной осью вдоль местной вертикали и закрутку вокруг продольной оси, соответствующей минимальному моменту инерции.

Изобретение относится к космической технике. Способ управления ориентацией космического аппарата (КА) с неподвижными панелями солнечных батарей (СБ) при выполнении экспериментов на орбитах с максимальной длительностью теневого участка включает гравитационную ориентацию КА продольной осью вдоль местной вертикали и закрутку вокруг его продольной оси, соответствующей минимальному моменту инерции.

Изобретение относится к системам контроля работы механических узлов солнечной батареи (СБ) космического аппарата (КА) в условиях эксплуатации. Устройство содержит цепочку из N (напр., N=5) последовательно соединенных контактных датчиков (КД) (21, …, 25), к которым параллельно подключены резисторы (61, …, 65) номинальным сопротивлением 1∗R0, 2∗R0, …, 2N-1∗R0.

Изобретение относится к энергоснабжению космического аппарата (КА) с помощью солнечных батарей (СБ). КА содержит корпус с множеством поверхностей (11), на которых расположены устройства (20) для собирания света внутрь корпуса, где установлена СБ (30).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в раскрывающихся солнечных батареях космических аппаратов. Устройство отделения и раскрытия створок солнечной батареи (УОРССБ) космического аппарата содержит раму, два пакета створок, прижимные замки с крюками, качалки, подпружиненную тягу с коромыслами, взаимодействующими с верхними створками, подпружиненные штоки со сквозными отверстиями под шпильку с торцами, взаимодействующими с профильными пазами, упорные кольца с упорами.

Изобретение относится к механизмам ориентации (поворота) солнечных батарей (СБ). Система поворота СБ содержит корпус (1) с крышками (2), выходной вал, выполненный в виде двух частей (3) и (4) с фланцами (5) и (6) для стыковки с крыльями СБ, и центральный привод (7).

Изобретение относится к управлению ориентацией искусственных спутников Земли (ИСЗ) с солнечными батареями (СБ). В составе ИСЗ (3) дополнительно предусматривают автономный контур (АК) управления ориентацией ИСЗ относительно направления на Солнце (2).

Изобретение относится к средствам крепления на космическом аппарате (КА) элементов оборудования, в частности солнечных батарей (СБ). КА содержит корпус (1) и панель (6) СБ, закрепленную на раме (2) в виде стержневой ферменной конструкции, имеющей форму скошенной пирамиды.

Группа изобретений относится к развертываемым солнечным батареям (СБ) космического аппарата. СБ снабжена штангой в виде шарнирно соединенных корневого (1) и телескопического (2) звеньев и выполнена в форме складываемых гармошкой створок (17). В транспортном положении звенья (1, 2) сложены вместе, а створки уложены в контейнеры с основаниями (19) и крышками (20). Крышки (20) и основания (19) закреплены соответственно на звеньях (2) и (1) и развернуты длинными сторонами вдоль оси сложенной штанги. Поворотная панель (24) служит для поджатия створок (17) к крышке (20) и их поворота на 45° для равномерного схода. При переводе СБ в рабочее положение сначала разворачивают контейнеры длинными сторонами перпендикулярно оси штанги и фиксируют крышки и основания на звеньях (2) и (1). Затем взаимным разворотом звеньев (1, 2) на угол 180° производят начальное раскрытие створок (17). Процесс развертывания СБ завершают выдвижением промежуточных труб телескопического звена (2). Технический результат группы изобретений состоит в повышении надежности раскрытия СБ, улучшении её массогабаритных и эксплуатационно-технологических характеристик. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения космических аппаратов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей, а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей. Технический результат - повышение надежности эксплуатации аккумуляторной батареи. Способ электропитания заключается в том, что в случае пониженной температуры аккумуляторной батареи зарядный ток первоначально направляют на обогрев аккумуляторной батареи и только после того как температура аккумуляторной батареи достигнет значения выше минимального будет осуществляться заряд аккумуляторной батареи номинальным током заряда. В процессе заряда аккумуляторных батарей, уровень заряженности контролируют по их напряжению, либо напряжению аккумуляторов каждой аккумуляторной батареи, причем зарядный ток перенаправляют или на обогреватели, или на заряд аккумуляторов в зависимости от температуры аккумуляторной батареи. Термисторы, входящие в состав автономной системы электроснабжения космического аппарата, определяют температуру аккумуляторной батареи и сравнивают полученное значение с заданными значениями. 1 ил.

Изобретение относится к конструкции космических аппаратов (КА), преимущественно для исследований на близких (порядка радиуса орбиты Меркурия) расстояниях от Солнца. КА содержит корпус с теплозащитным экраном, научную и служебную аппаратуру, средства терморегулирования и две пары солнечных батарей (СБ). Панели одной из пар СБ закреплены с возможностью отделения на панелях другой пары СБ и имеют с ними общую ось вращения. Неотделяемые от КА панели СБ имеют две противоположные рабочие поверхности. На одной из них установлены только фотопреобразователи, а на другой - также и чередующиеся с последними теплоотражающие элементы. Выбор действующей рабочей поверхности панели, а также угол её установки определяются плотностью падающих солнечных потоков. Техническим результатом изобретения является снижение массы КА, повышение его надежности и упрощение алгоритма ориентации панелей СБ благодаря эффективной структуре СБ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к бортовым системам электропитания (СЭП), преимущественно низкоорбитальных космических аппаратов (КА) с трехосной ориентацией. СЭП содержит панели солнечной батареи с устройством изменения их ориентации, размещенные с внешней стороны боковых сотопанелей приборного контейнера. В боковые, верхнюю и нижнюю сотопанели контейнера встроены тепловые трубы. СЭП также содержит четыре одинаковых подсистемы электропитания: две рабочих и две резервных. Каждая подсистема установлена на одной из внутренних поверхностей боковых сотопанелей и включает в себя аккумуляторную батарею с зарядным и разрядным устройством. Единый модуль двух таких устройств соседних подсистем установлен на одну боковую сотопанель. Часть внешней поверхности боковых сотопанелей имеет терморегулирующее покрытие с и , а на остальную часть нанесена теплоизоляция. Все сотопанели соединены коллекторными тепловыми трубами с электронагревателями. Технический результат изобретения заключается в оптимизации компоновки СЭП на КА, снижении массы и улучшении термостабилизации основных узлов СЭП. 3 ил.

Изобретение относится к межорбитальному маневрированию космического аппарата (КА). Способ включает выведение КА на переходную орбиту с нулевым наклонением двигателями большой тяги. Перигей этой орбиты лежит ниже геостационарной орбиты (ГСО), а апогей - выше ГСО. Довыведение КА на ГСО производится двигателями малой тяги, работающими непрерывно, за исключением двух симметричных малоэффективных участков переходной орбиты. При этом ориентация КА в инерциальном пространстве неизменна, а панели солнечных батарей зафиксированы под углом до 30° к направлению на Солнце. Одновременно с изменением эксцентриситета переходной орбиты изменяют скорость дрейфа КА в требуемом направлении и совмещают довыведение по эксцентриситету с приведением по долготе. В качестве двигателя малой тяги используют штатный электрореактивный двигатель коррекции долготы КА. Техническим результатом изобретения являются сокращение срока ввода КА в эксплуатацию на ГСО и минимизация затрат топлива на довыведение КА. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области сбора, преобразования и передачи солнечной энергии потребителям. Система содержит, в качестве основных, такие элементы как первичное (2), промежуточные (4, 5) и передающее (10) зеркала, а также энергетический модуль (8). Зеркало (2) собирает солнечный свет (1), передаваемый через зеркала (4, 5) на модуль (8). Последний преобразует световой поток в иную (микроволновыую) форму энергию, передаваемую зеркалом (10) потребителю (14), например, на Земле (15). Все основные элементы системы свободно плавают в космическом (околоземном) пространстве и управляются посредством ракетных двигателей малой тяги (2d-2е, 4d-4е, 5d-5е, 8d-8e, 10d-10е) и датчиков (2а-2b, 4а-4b и т.д.). Управление верхнего уровня обеспечивается дистанционной распределенной системой управления (13). Техническим результатом группы изобретений является повышение энергоотдачи системы (по массе) и гибкости (адаптируемости) ее структуры для различных вариантов применения. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 25 ил.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Способ включает измерение острого угла между направлением на Солнце и плоскостью орбиты КА. При достижении этим углом максимального значения выставляют строительную ось КА, отвечающую максимальному моменту инерции, перпендикулярно плоскости орбиты. Панели неподвижных относительно КА солнечных батарей направляют активной стороной к Солнцу. Далее выполняют закрутку КА вокруг указанной оси с угловой скоростью не менее 2°/с. Измеряют угловую скорость КА и ток солнечных батарей в течение оборота КА вокруг Земли. По измеренным значениям определяют тензор инерции КА. Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.

Изобретение относится к определению массово-инерционных характеристик космических аппаратов (КА). Согласно способу при совпадении направления на Солнце с плоскостью орбиты КА совмещают строительную ось КА, отвечающую его максимальному моменту инерции, с этим направлением. Выставляют неподвижные относительно КА солнечные батареи перпендикулярно указанной оси, активной стороной к Солнцу. Выполняют закрутку КА вокруг данной оси с угловой скоростью не менее 2°/c. Измеряют угловую скорость КА, ток солнечных батарей и угол между осью закрутки и направлением на Солнце. При достижении этим углом значения не менее 10° определяют тензор инерции КА по измеренным значениям угловой скорости КА и тока солнечных батарей. Технический результат изобретения заключается в повышении надёжности определении тензора инерции КА, в т.ч. при отсутствии на его борту инерционных исполнительных органов.
Наверх