Сибирский федеральный университет

Перевод названия: IMPROVING ENERGY EFFICIENCY OF POWER SYSTEM SUPPLY OF THE PERSPECTIVE SPACE VEHICLES

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: литий-ионный аккумулятор, накопитель энергии, перспективный космический аппарат, система электропитания, маховик, энерговооруженность, Rechargeable lithium-ion battery, Energy Storage Device, perspective space vehicle, power supply system, flywheel, power

Аннотация: Актуальность проблем выработки и накопления энергии на борту космических аппаратов повышается очень быстро. При этом постоянно повышаются требования к космическим аппаратам: увеличение информационной пропускной способности и сроков активного существования, снижение времени разработки и изготовления, уменьшение стоимости спутников. Имеющиеся публикации по данной тематике носят обзорный характер или посвящены отдельным частным вопросам, таким как повышение эффективности солнечных батарей. Система генерирования электроэнергии - одна из важнейших бортовых систем космических аппаратов. Конструкция и характеристики системы во многом определяют конструктивный облик, срок активного существования спутника на орбите, его функциональные возможности, надежность, массогабаритные и экономические показатели. Масса бортовой системы электропитания отечественных спутников составляет до 25 % от массы, объема и стоимости космического аппарата. Выход из строя данной системы влечет за собой выход из строя всего аппарата. Представлен краткий обзор состояния современных систем электропитания космических аппаратов с позиции энергообеспечения и надежности. Рассмотрены факторы, влияющие на бесперебойное снабжение электроэнергией потребителей на борту аппарата. Анализируется состояние разработок по литий-ионным аккумуляторам в части улучшения их удельных характеристик, а также увеличения циклов заряда-разряда. Для повышения энерговооружённости космических аппаратов предложено устройство, включающее в себя химический и кинетический накопители энергии. Данный комбинированный накопитель совместно с системой электропитания спутника позволит поддержать необходимое электропитание бортовой аппаратуры и компенсировать пиковое потребление энергии на борту спутника. Описан принцип работы данной установки в режиме накопления энергии и в режиме отдачи ее в систему потребителям. Кинетическая энергия вращающихся масс с помощью вентильного электродвигателя, работающего в режиме генератора, и блоков электроники преобразуется в электрическую энергию. The importance of the problems of generation and energy storage on Board of space vehicles increases very quickly. In such a case, demands on spacecraft are constantly increasing: increasing information bandwidth and active lifetime, reducing development time and manufacturing, reducing the cost of satellites. Available publications on the subject are of a survey nature, or dedicated to individual issues such as, improving the efficiency of solar panels. The system of power generation is one of the most important on Board systems of the space vehicles. Design and characteristics of the system largely determine the appearance constructive, active lifetime in orbit, functionality, reliability, weight and size and economic performance. The mass of the onboard power supply system of domestic satellites is up to 25 % by weight, volume and cost of the space vehicle. The failure of the system entails failure of the space vehicle. This article presents a brief review of modern power supply systems of the space vehicles from a position of power and reliability. The factors affecting the availability of energy consumers on Board of the spacecraft are considered. Also the state of development of lithium-ion batteries which can improve their specific characteristics, as well as the increase of cycles of charge-discharge is examined. To increase the supply of space vehicles, the proposed device, including chemical and kinetic energy storage is offered. The combined storage together with the power supply system of the satellite allows maintaining the necessary supply of onboard equipment and compensating peak consumption on Board of the satellite. The principle of operation of this storage in the mode of accumulation of energy in the mode of bestowal it into the system to consumers is described. The kinetic energy of the rotating masses with brushless motor operating in generator mode and oscillators is converted into electrical energy.

Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева

Выпуск журнала: Т. 17, № 4

Номера страниц: 983-988

ISSN журнала: 18169724

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева

• Надараиа Ц.Г. (ООО «Конструирование, внедрение образцов новой техники»)
• Шестаков И.Я. (Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева)
• Фадеев А.А. (Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева)
• Виноградов К.Н. (Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева)
• Михалев Д.Н. (Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)