Электрореактивная двигательная установка на базе ПИД для коррекции орбиты космического аппарата, страница 5

Потребная емкость аккумуляторной батареи, т.е. минимально необходимая для соблюдения энергетического баланса может быть определена из условия:

,                                       (1.12)

,

,                                                 (1.13)

где n_ак – число аккумуляторов в батарее;

k=3600 – переводной коэффициент емкости из А с в А ч, величины принятой для измерения емкости аккумуляторов;

U_pmin – минимальное разрядное напряжение на БХ, которое по условиям эксплуатации аккумуляторов, как правило, не должно быть ниже U_amin=1 В на аккумулятор и составляет:

_.

Число аккумуляторов, которое необходимо включить последовательно в аккумуляторную батарею можно определить из условия отношения среднего напряжения СЭС к среднему разрядному напряжению на аккумуляторе, которое составляет для аккумуляторов NiCd системы (которые нашли наиболее широкое применение на борту космических аппаратов)  В. Тогда число аккумуляторов в батарее:

,                                              (1.14)

шт.

С учетом того, что продолжительность и надежность работы аккумулятора во многом зависит от его глубины заряда и значений других параметров (температуры, величины токов заряда - разряда), емкость аккумуляторной батареи, устанавливаемой в СЭС, определяется из условия ограничения глубины разряда:

                                                   (1.15)

где -глубина разряда аккумулятора, которою для наиболее эффективной работы и в режиме заряда, и в режиме разряда выбираем равной 0,45.

Аккумуляторы для комплектации аккумуляторной батареи выбираются из ряда унифицированных типономиналов серии NiCd системы [1].

По результатам расчета выбран аккумулятор НКГ4.

1.3 Описание космического аппарата

Общий вид спутника представлен на чертеже (ХАИ.441.06.БР.12.06)

КА относительно Земли ориентирован таким образом, что его продольная ось постоянно является касательной к орбите. При этом крылья солнечной батареи ориентируются независимой следящей системой коррекции относительно Солнца. Системы коррекции КА и крыльев солнечной батареи включаются по сигналу от инфракрасных датчиков земного горизонта и солнечных датчиков соответственно. Исполнительными органами системы коррекции крыльев солнечной батареи являются электродвигатели средней мощности. Исполнительным органом системы кореекции КА является плазменно-ионный движитель, расположенный на торце КА. Движитель работает 10% от времени функционирования КА на орбите.

В качестве энергоустановки используется солнечная батарея на основе фотоэлектрического преобразователя, скомпонованная в виде двух крыльев по обе стороны корпуса КА. Каждое крыло состоит из двух панелей, соединённых между собой шарнирами с механизмами раскрытия, которые срабатывают после вывода спутника на заданную орбиту.

Космический аппарат имеет цилиндрическую форму. Фотоэлектрическая батарея (2) ориентирована на Солнце и представляет собой 3 панели, в любом положении КА солнечные батареи обеспечивают потребную мощность. В сложенном состоянии фотоэлектрические батареи прилегают к корпусу аппарата. Двигательная установка (3) расположена таким образом, что вектор тяги двигателя проходит через центр масс аппарата. Компоновка КА предусматривает обеспечение минимальных габаритов спутника, однако следует уделять внимание прежде всего надежности и безотказности работы аппарата в течении заданного ресурса. Так, например, размещение бака с рабочим телом в верхней части аппарата было бы хорошим решением с точки зрения максимальной плотности расположения агрегатов КА, однако попадание солнечных лучей и вследствие этого нагрев стенок бака, может привести к увеличению длины соединительных трубопроводов непосредственно сказывается на снижении надежности аппарата.по условиям задания КА должен двигаться по круговой орбите на высоте н=600км, и в любом месте орбиты  продольная ось аппарата должна быть паралельной к Земли. Для выполнения данной задачи достаточно применения одного движителя, расположенного таким образом, чтобы вектор тяги лежал на продольной оси аппарата и был касательной к орбите. На борту КА установлена измерительная аппаратура, позволяющая проводить исследование уровня радиации, зондировать поверхность Земли, измерять давление и температуру на соответствующей высоте. Так же установлены приборы, обеспечивающие связь с Землей (5),(6).