Космический аппарат

Космический аппарат

Реферат

 

Изобретение применяется в космонавтике и касается конструктивно-компоновочного облика космического аппарата. Целью изобретения является повышение надежности функционирования и улучшение объемно- массовых характеристик космического аппарата. Сущность изобретения заключается в том, что космический аппарат с герметичным корпусом и солнечной энергоустановкой снабжен негерметичными контейнерами, имеющими форму параллелепипеда с малой высотой и отношением площади наружной поверхности контенера к площади его основания не более 2,0, с размещенными внутри них аккумуляторными батареями, аппаратурой управления и контроля солнечной энергоустановки средствами обеспечения теплового режима солнечной энергоустановки, причем негерметичные контейнеры шарнирно закреплены на корпусе космического аппарата и зафиксированы в развернутом положении относительно корпуса космического аппарата с помощью фиксаторов, а панели солнечной батареи шарнирно закреплены на боковой поверхности негерметичных контейнеров с возможностью разворота их в одну плоскость с контейнерами и ориентации их на Солнце. Кроме того, аккумуляторные батареи и аппаратура управления и контроля солнечной энергоустановки, размещенные внутри негерметичных контейнеров, выполнены в негерметичных корпусах в форме параллелепипедов с малой высотой, соответствующей высоте негерметичного контейнера, и основания их связаны теплопередающими элементами с основаниями негерметичного контейнера, являющимися излучателями для радиационного сброса тепла. Применением данного изобретения достигается уменьшение объема герметичного корпуса КА, повышение надежности и ресурса функционирования агрегатов и приборов за счет обеспечения оптимального теплового режима эксплуатации, а также за счет исключения затенения фотоэлементов солнечной энергоустановки корпусом космического аппарата. 2 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к конструкциям космических аппаратов (КА), в частности к конструкции КА с солнечной энергоустановкой, а именно к компоновке КА.

Наиболее близким из известных аппаратов является КА, содержащий герметичный корпус и солнечную энергоустановку, включающую панели солнечной батареи (СБ), аккумуляторную батарею, аппаратуру управления и контроля солнечной энергоустановки и средства обеспечения ее топливного режима [1] К недостаткам известного КА относится то, что при эксплуатации КА такой конструкции на околоземной орбите с ориентацией КА в орбитальной системе координат часть панелей солнечной батареи неизбежно затеняется элементами конструкции КА (антенны, корпус КА), что приводит к уменьшению мощности генерируемой солнечной батареей и даже к выходу отдельных групп фотоэлектрических преобразователей из строя. Применяемые меры защиты недостаточно эффективны. Вынеся панели солнечной батареи дальше от корпуса КА, можно уменьшить влияние частичного затенения панелей на характеристики фотоэлектрических преобразователей.

Технической задачей данного изобретения является повышение надежности функционирования и улучшения объемно-массовых характеристик КА.

Указанная цель достигается тем что КА, содержащий герметичный корпус и солнечную энергоустановку, включающую панели СБ, аккумуляторные батареи, аппаратуру управления и контроля солнечной энергоустановки и средства обеспечения ее теплового режима, снабжен негерметичными контейнерами, имеющими форму параллелепипеда с малой высотой и отношением площади наружной поверхности контейнера к площади его оснований не более 2,0, с размещенными внутри них аккумуляторными батареями, аппаратурой управления и контроля солнечной энергоустановки и средствами обеспечения ее теплового режима, при этом негерметичные контейнеры шарнирно закреплены на корпусе КА и снабжены фиксаторами развернутого положения контейнеров относительно корпуса КА.

Кроме того, панели СБ шарнирно закреплены на боковой поверхности негерметичных контейнеров с возможностью разворота их в одну плоскость с контейнерами и ориентации их на Солнце. Также аккумуляторные батареи и аппаратура управления и контроля солнечной энергетической установки снабжены негерметичными корпусами, выполненными в форме параллелепипеда с малой высотой, соответствующей высоте негерметичного контейнера, основания которых связаны теплопередающими элементами с основаниями негерметичного контейнера, выполненными в виде излучающей для радиационного сброса тепла.

На фиг. 1 изображен КА с солнечной энергоустановкой, со сложными панелями СБ; на фиг. 2 то же, с частично раскрытыми панелями СБ; на фиг. 3 то же, с раскрытыми панелями СБ; на фиг. 4 конструкция негерметичного контейнера; на фиг. 5 сечение по А-А на фиг. 4.

КА содержит корпус 1, на котором к корпусу 1 закреплены два раскрываемых блока 2, расположенных симметрично по обе его стороны и содержащих панели солнечной батареи 3 (фиг. 1 в сложенном, фиг. 3 в раскрытом положении). Аккумуляторные батареи, аппаратура управления и контроля солнечной энергоустановки, средства обеспечения теплового режима солнечной энергоустановки размещены в двух негерметичных контейнерах 4. Последовательность развертывания негерметичных контейнеров и солнечной батареи показана на фиг. 1, 2, 3. Крылья солнечной батареи шарнирно закреплены на боковой поверхности негерметичных контейнеров, т. е. для полностью развернутой конструкции характерно то, что тени от элементов корпуса КА при положении Солнца под углом к плоскости орбиты КА будут падать на негерметичные контейнеры, а не на панели солнечной батареи. Кроме того, панели солнечной батареи могут быть ориентированы на Солнце изменением их положения относительно неподвижных (после развертывания солнечной энергоустановки) негерметичных контейнеров.

Внутри негерметичного контейнера установлены аккумуляторные батареи 5, аппаратура управления и контроля солнечной энергобатареи, состоящая из разрядно-зарядных устройств 6, регуляторов избыточной мощности 7 блоков управления 8 и средств обеспечения теплого режима, состоящих из тепловых труб 9 термоконтакторов 10 и излучателей для радиационного сброса тепла 11.

В процессе функционирования КА тепловой режим аккумуляторных батарей и аппаратуры управления и контроля солнечной энергоустановки обеспечивается с использованием тепловых труб путем теплопередачи от тепловыделяющей аппаратуры и аккумуляторных батарей через термоконтакторы, разрывающие тепловые мосты при снижении температуры внутри приборного контейнера до порогового значения, после чего дальнейший отвод тепла резко снижается за счет теплоизоляции, проложенной между аккумуляторными батареями, аппаратурой управления и контроля солнечной энергоустановки и поверхностью негерметичного контейнера.

Данное изобретение позволяет обеспечить оптимальный тепловой режим эксплуатации аккумуляторных батарей и аппаратуры управления и контроля солнечной энергоустановки, что увеличивает ресурс работы КА.

Формула изобретения

1. КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ, содержащий герметичный корпус и солнечную энергоустановку, включающую панели солнечной батареи, аккумуляторные батареи, аппаратуру управления и контроля солнечной энергоустановки и средства обеспечения теплового режима, отличающийся тем, что он снабжен негерметичными контейнерами, имеющими форму параллелепипеда с малой высотой и отношением площади наружной поверхности контейнера к площади его оснований не более 2,0, с размещенными внутри них аккумуляторными батареями, аппаратурой управления и контроля солнечной энергоустановки, средствами обеспечения ее теплового режима, при этом негерметичные контейнеры шарнирно закреплены на корпусе космического аппарата и снабжены фиксаторами развернутого положения контейнеров относительно корпуса космического аппарата.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что панели солнечной батареи шарнирно закреплены на боковой поверхности негерметичных контейнеров с возможностью разворота их в одну плоскость с контейнерами и ориентации их на Солнце.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что аккумуляторные батареи и аппаратура управления и контроля солнечной энергетической установки снабжены негерметичными корпусами, выполненными в форме параллелепипеда с малой высотой, соответствующей высоте негерметичного контейнера, основания которых связаны теплопередающими элементами с основаниями негерметичного контейнера, выполненными в виде излучателей для радиационного сброса тепла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5