Способ изготовления космического аппарата

Способ изготовления космического аппарата

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании связных (телекоммуникационных) космических аппаратов (КА).

Известен способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, проведение электрических испытаний на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний на функционирование космического аппарата (патент №2305058 RU).

Недостатком известного способа является то, что он не решает вопросы оптимизации технологического процесса изготовления КА в плане сокращения календарного времени его изготовления.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической информации показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является патент Российской Федерации №2459749: Способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, включающего систему электропитания, имеющую солнечные батареи, аккумуляторные батареи и стабилизированный преобразователь напряжения для согласования работы солнечной и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, отличающийся тем, что испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят со штатными аккумуляторными и солнечными батареями, причем аккумуляторные батареи перед проведением испытаний на воздействие механических нагрузок заряжают режимом, эквивалентным режиму штатного предстартового заряда, а все остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, причем имитаторы солнечных батарей подключают к промышленной сети непосредственно, а имитаторы аккумуляторных батарей к промышленной сети комбинировано: по зарядному интерфейсу - непосредственно, а по разрядному интерфейсу - через систему гарантированного электроснабжения, при этом штатные аккумуляторные батареи хранят в электрически развязанном состоянии со стабилизированным преобразователем напряжения, в подзаряженном состоянии.

Применение технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей позволяет сократить время изготовления КА, однако время электрических проверок бортовой аппаратуры КА (служебных систем и полезной нагрузки) достаточно велико (порядка 5-6 месяцев), что делает актуальным вопрос его сокращения. Кроме того, постоянное использование в процессе изготовления КА штатной автоматики системы электропитания также удлиняет процесс изготовления КА, так как ставит автономные работы с системой электропитания в прямой ряд процесса изготовления КА.

Задачей предложенного авторами технического решения является сокращение календарного времени изготовления КА путем совершенствования технологии проведения электроиспытаний.

Поставленная задача решается тем, что при изготовлении космического аппарата, включающем изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, содержащего систему электропитания в составе солнечной батареи, аккумуляторных батарей и стабилизированного преобразователя напряжения для согласования работы солнечной и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, при этом испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят со штатными аккумуляторными и солнечными батареями, а все остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, дополнительно используют имитатор системы электропитания космического аппарата, состоящего из наземного источника стабильного напряжения и регулируемого индуктивно-емкостного фильтра, при этом измеряют выходной импеданс системы электропитания космического аппарата и имитатор системы электропитания космического аппарата калибруют под соответствующие выходные параметры и измеренный импеданс системы электропитания космического аппарата, а перед установкой на космический аппарат модуля полезной нагрузки проводят его проверку на функционирование в полном объеме с использованием имитатора системы электропитания космического аппарата, параллельно с проверкой функционирования модуля служебных систем в составе космического аппарата, при этом, после установки модуля полезной нагрузки на космический аппарат, объем испытаний модуля полезной нагрузки на этапе проверки функционирования космического аппарата ограничивают. Кроме того, объем испытаний модуля полезной нагрузки на этапе проверки функционирования космического аппарата ограничивают функциями проверки взаимодействия с модулем служебных систем. Дополнительно, в процессе изготовления космического аппарата для питания модулей служебных систем и полезной нагрузки, вместо штатной системы электропитания, при необходимости, используют имитатор системы электропитания.

Действительно, использование имитатора системы электропитания в процессе изготовления КА позволяет существенно сократить календарное время изготовления КА путем совершенствования технологии проведения электроиспытаний. А именно проведение большей части электроиспытаний модуля полезной нагрузки с питанием от имитатора системы электропитания КА параллельно с электроиспытаниями модуля служебных систем в составе КА позволяет сократить календарное время изготовления КА на 30-60 суток. Кроме того, используя для питания модуля служебных систем имитатора системы электропитания, например, на время автономных работ с системой электропитания, можно сократить календарное время изготовления КА еще на 10-30 суток.

На фиг. 1 приведен сетевой график электрических проверок КА в процессе его изготовления.

На этапе 1-2 проводят испытания модуля служебных систем (МСС) в составе КА, при этом параллельно проводятся испытания модуля полезной нагрузки (МПН) вне КА с использованием имитатора системы электропитания (ИСЭП) - 2/1. Это позволяет сократить календарное время изготовления КА на 30-60 суток.

На этапе 2-3 проводятся испытания КА до испытаний его на внешние воздействия, в том числе стыковочные испытания МПН с МСС после установки МПН на КА, испытания на устойчивость к электростатическим разрядам (ЭСР).

На этапах 3-4 и 4-5 проводятся испытания КА на внешние воздействия (механические нагрузки, термовакуумные испытания) и заключительные проверки. При этом при проведении определенных работ СЭП КА отключают от потребителей (для проведения автономных работ, например профилактических работ с аккумуляторными батареями), а вместо нее подключен ИСЭП. Это позволит сократить календарное время изготовления КА на 10-30 суток.

Таким образом, заявляемый способ изготовления космического аппарата позволяет сократить календарное время изготовления КА до 3 месяцев путем совершенствования технологии проведения электроиспытаний.

1. Способ изготовления космического аппарата, включающий изготовление комплектующих, сборку космического аппарата, содержащего систему электропитания в составе солнечной батареи, аккумуляторных батарей и стабилизированного преобразователя напряжения для согласования работы солнечной и аккумуляторных батарей и обеспечения питанием стабильным напряжением заданного номинала модулей служебных систем и полезной нагрузки, подготовку источников электроэнергии к работе, проведение электрических испытаний космического аппарата на функционирование, испытаний на воздействие механических нагрузок, термовакуумных испытаний, а также заключительных испытаний, включая контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей, при этом испытания на воздействие механических нагрузок и контроль стыковки солнечных и аккумуляторных батарей проводят со штатными аккумуляторными и солнечными батареями, а все остальные испытания проводят с применением технологических функциональных имитаторов солнечных и аккумуляторных батарей, отличающийся тем, что дополнительно используют имитатор системы электропитания космического аппарата, состоящего из наземного источника стабильного напряжения и регулируемого индуктивно-емкостного фильтра, при этом измеряют выходной импеданс системы электропитания космического аппарата и имитатор системы электропитания космического аппарата калибруют под соответствующие выходные параметры и измеренный импеданс системы электропитания космического аппарата.

2. Способ изготовления космического аппарата по п. 1, отличающийся тем, что перед установкой модуля полезной нагрузки на космический аппарат проводят проверку модуля полезной нагрузки на функционирование в полном объеме с использованием имитатора системы электропитания космического аппарата, параллельно с проверкой функционирования модуля служебных систем в составе космического аппарата, при этом, после установки модуля полезной нагрузки на космический аппарат, объем испытаний модуля полезной нагрузки на этапе проверки функционирования космического аппарата ограничивают.

3. Способ изготовления космического аппарата по п. 1, отличающийся тем, что объем испытаний модуля полезной нагрузки на этапе проверки функционирования космического аппарата ограничивают функциями проверки взаимодействия с модулем служебных систем.

4. Способ изготовления космического аппарата по п. 1, отличающийся тем, что в процессе изготовления космического аппарата для питания модулей служебных систем и полезной нагрузки вместо штатной системы электропитания, при необходимости, используют имитатор системы электропитания.