Оценки основных параметров СЭС КА в начале проектирования: площадь СБ, емкость АК, схемные параметры

Вопрос №29

Оценки основных параметров СЭС КА в начале проектирования: площадь СБ, емкость АК, схемные параметры.

Принципиальная схема системы энергоснабжения (СЭС)

Использованные здесь обозначения:

БФ – батарея фотоэлектрическая; РМГ – регулятор мощности генератора; ЗУ – зарядное устройство; РУ – разрядное устройство; БХ – батарея химическая; Н – нагрузка.

Энергия, потребляемая всеми бортовыми системами КА, задается в виде графика зависимости мощности полезной нагрузки от времени:

Использованные здесь обозначения:

 – мощность, вырабатываемая батареей фотоэлектрической;  – мощность, потребляемая нагрузкой;  – пиковая мощность;  – энергия пикового разряда батареи химической на освещенном участке орбиты;  – энергия, потребляемая нагрузкой на освещенном участке орбиты;  – энергия заряда батареи химической на освещенном участке орбиты;  – энергия разряда батареи химической на затененном участке орбиты;  – время прохождения космическим аппаратом одного витка;  – время нахождения КА на освещенном участке орбиты;  – время нахождения КА на затененном участке орбиты.

Между этими параметрами установлены следующие зависимости:

; ; ; ; ; ; ;

 – коэффициент потерь при передаче энергии от БФ к нагрузке;

 – коэффициент потерь при передаче энергии от БФ к БХ;

 – коэффициент потерь при передачи энергии от БХ к нагрузке;

 – коэффициент потерь энергии в БХ.

;

 – площадь батареи фотоэлектрической;

 – длина крыла БФ, где  – количество крыльев БФ,  – ширина крыла БФ;

 – ток, генерируемый БФ, где  – напряжение на главной шине СЭС;

 – емкость заряда БХ (А*с), где  – напряжение разряда БХ;

 – число аккумуляторов, достаточное для запаса в них энергии, необходимой для работы полезной нагрузки во время полета КА на затененном участке орбиты, где  – напряжение одного аккумулятора.

В целях правильной эксплуатации аккумуляторная батарея не разряжается полностью. Коэффициент, характеризующий степень разряда АК называется глубиной разряда . С учетом этого коэффициента фактическая емкость заряда БХ определяется как:

.

Число параллельно работающих аккумуляторов: .