Примеры расчетов элементов фотоэлектрической батареи, страница 2

	(8.1.27)
	(8.1.28)
.	(8.1.29)

Отсюда

.

(8.1.30)

Находим угловое ускорение звена 2:

(8.1.31)

Зная w₂(t) и e₂(t) второго звена, находим ускорение точки D:

	(8.1.32)
	(8.1.33)
	(8.1.34)
	(8.1.35)
	(8.1.36)
.	(8.1.37)

По известному ускорению точки D и массе панели находим необходимую для раскрытия панелей силу

.

(8.1.38)

8.2  Проектировочные расчеты силовых элементов БФ

8.2.1  Расчет массы БФ с металлической рамой

Масса БФ определяется на основании предыдущих электроэнергетических расчетов. К примеру, для электрической мощности панели N=125 Вт были получены такие геометрические размеры: L=1654 мм и В=686 мм (рис. 8.5). По предварительной проработке конструкции рамы и выбору профилей определяют погонные массы профилей и БФ в целом.

Рис. 8.5 Панель БФ

Погонная масса стержня

Мпог=Sc×r,

(8.2.1)

где S_c - площадь сечения стержня; r=2800  - плотность сплава АМг-6,

.

В результате

.

Для трубы

;

а погонная масса

.

Масса рамы панели

,

(8.2.2)

где  м.

Тогда

М_р=0,48(1,654×L+0,686×L)+0,167×1,79»2,55 кг.

Итак, масса рамы, изготовленной из алюминия с данными геометрическими размерами без учета сетеполотна, составляет примерно 2,55 кг.

8.2.2  Расчет массы БФ с композиционной рамой

Масса БФ с композиционной рамой находится аналогично массе БФ с металлической рамой. Воспользуемся теми же данными по БФ: N=125 Вт  L=1654 мм, В=686 мм. Предварительная конструкция рамы показана на рис. 8.6.

Рис. 8.6  Панель фотоэлектрической батареи

Погонная масса рамы

,

(8.2.3)

где r - плотность КМУ-1В,

S^A-A=(20²-18²)×10^-6 =76×10^-6 м².

Тогда

М_пог.р=1440×76×10^-6=0,109 кг/м,

М_р=М_пог.р×L=0,109×4,68»0,51 кг.

Итак, масса рамы из КМУ-1В с данными геометрическими размерами без учета массы сетеполотна составляет примерно 0,51 кг, что в 5 раз легче подобной рамы из алюминия.

8.2.3  Расчет массы БФ трехслойной сотовой конструкции

Для панели с электрической мощностью N=125 Вт на основании предыдущих расчетов были получены такие геометрические размеры панели: L=1751 мм и В=626 мм.

Значит,  S_п=L×B=1,751×0,626=1,096 м².

В качестве сотового наполнителя используем алюминиевую фольгу с шестигранными ячейками.

Тогда

М_с.н=r_с.н×V, где r_с.н - плотность сотового наполнителя:

V=Sп×d.

(8.2.4)

Здесь S_п - площадь панели, d - толщина наполнителя.

Таким образом, масса панели

М_с.н=69,44×1,096×0,9×10^-2»0,685 (кг);

Мп= Мс.н+ Мн.с,

(8.2.5)

где М_н.с - масса несущего слоя.

Несущий слой выполняется из стеклопластика П-5-5. Композиция П-5-5 на основе термореактивного связующего, модифицированного элементоорганическим соединением, стеклонитом и другими добавками, применяется для изготовления горячим прессованием деталей и изделий, работающих в условиях высоких температур.

Основные характеристики П-5-5:

Таким образом,

М_н.с=2r×S_п×d=2×1800×1,096×25×10^-6=0,099 кг.

Тогда М_п= М_с.н+ М_н.с=0,685+0,099=0,784 кг.

Итак, масса панели из сотопласта составляет 0,784 кг, т.е. 784 г.

8.2.4  Расчет работы пиротолкателя

Сгорание пиросостава в пиротолкателях происходит очень быстро, за тысячные доли секунды. Поэтому для простоты расчетов можно принять, что за время сгорания пиросостава поршень не перемещается и сгорание происходит в постоянном объеме. Тогда для порохового заряда максимальное давление перед поршнем можно определить по формуле

,

(8.2.6)

где     f - сила пороха (работа, которую может произвести 1 кг пороха);

a - ковалюм газа (объем, занимаемый 1 кг газа при полном его сжатии);

 - плотность заряжания.

Здесь w - вес навески пороха;

W₀ - начальный объем камеры перед поршнем.