Сравнительный анализ расчетной и экспериментальной производительности солнечных батарей орбитального космического аппарата на примере служебного модуля российского сегмента МКС
Автор: Ахмедов Муслим Ринатович, Бидеев Алексей Геннадьевич, Макарова Елена Юрьевна, Сазонов Василий Викторович, Хамиц Игорь Игоревич
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Статья в выпуске: 3 (22), 2018 года.
Бесплатный доступ
Представлен сравнительный анализ расчетной и экспериментальной производительности солнечных батарей служебного модуля Российского сегмента Международной космической станции (МКС). Расчет выполнен с использованием специального программного обеспечения, учитывающего эффект частичного затенения солнечных батарей конструктивными элементами МКС. Алгоритм программного обеспечения предусматривает определение светотеневой картины на солнечных батареях методом трассировки лучей с последующим вычислением электрического тока из уравнений баланса напряжения. В качестве исходных данных использованы трехмерная компьютерная модель МКС, параметры орбиты, ориентации станции и подвижных элементов; вольтамперные характеристики фотоэлектрических преобразователей и блокирующих диодов. Проведен сравнительный анализ расчетных графиков показаний телеметрических датчиков. Анализ выполнен для моментального и интегрального тока солнечных батарей. В результате выделены следующие факторы, влияющие на точность расчета: упрощение расчетной геометрической модели, засветка солнечных батарей отраженным от Земли светом, невозможность точного учета ориентации затеняющих элементов МКС (солнечных батарей и радиаторов Американского сегмента) из-за влияния текущей потребности МКС в электроэнергии. Выполнена оценка погрешности расчета, даны рекомендации по применению программного обеспечения, показаны пути совершенствования методики расчета.
Расчет солнечных батарей космических аппаратов, трехмерная модель мкс, вольтамперные характеристики фотоэлектрических преобразователей, телеметрическая информация российского сегмента мкс
Короткий адрес: https://sciup.org/143168431
IDR: 143168431
Список литературы Сравнительный анализ расчетной и экспериментальной производительности солнечных батарей орбитального космического аппарата на примере служебного модуля российского сегмента МКС
- Легостаев В.П., Марков А.В., Сорокин И.В. Целевое использование Российского сегмента МКС: значимые научные результаты и перспективы//Космическая техника и технологии. 2013. № 2. С. 3-18.
- Микрин Е.А. Перспективы развития отечественной космонавтики (к 110-летию со дня рождения С.П. Королёва)//Космическая техника и технологии. 2017. № 1(16). С. 5-11.
- Бидеев А.Г., Семин А.Ю., Кузнецов А.В., Ахмедов М.Р. Проектирование системы энергоснабжения научно-энергетического модуля для Российского сегмента Международной космической станции//Космическая техника и технологии. 2015. № 2(9). С. 64-74.
- Ахмедов М.Р. Оптимизация проектных параметров систем энергоснабжения орбитальных станций на примере СЭС НЭМ//Сборник материалов конференции «Актуальные проблемы ракетно-космической техники. V Козловские чтения». Самара, 2017. Т. 1. С. 544-545.
- Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1983. 360 с.
- Стажков В.М., Брюханов Н.А., Беляев М.Ю., Рулев Д.Н., Мельник И.В. Использование математического моделирования при оценке энергобаланса на Российском сегменте МКС/Сб. статей под ред. Н.А. Брюханова, М.Ю. Беляева//Ракетно-космическая техника. Труды. Сер. XII. Королёв: РКК «Энергия», 2008. Вып. 1. С. 65-74.
- Ахмедов М.Р. Методика вероятностного расчета мощности солнечных батарей космического аппарата при частичном освещении//Известия РАН. Энергетика. 2018. № 5.
- Сазонов В.В. Алгоритм определения освещенности солнечных батарей Российского сегмента Международной космической станции//Известия МГТУ МАМИ. 2014. Т. 3. № 2(20). С. 63-68.
- Хемминг Р.В. Цифровые фильтры/Под ред. А.М. Трахтмана. М.: Советское радио, 1980. 224 с.
- Рулев Д.Н., Спирин А.И., Черемисин М.В., Сармин Э.Э. Анализ учета уходящего от Земли излучения при моделировании энергобаланса Российского сегмента МКС//Труды L Научных чтений К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники». Калуга, 2015. С. 219-228.
- Рулев Д.Н., Черемисин М.В., Сармин Э.Э., Рулев Н.Д. Отработка методов учета уходящего от Земли излучения при моделировании прихода электроэнергии на Российском сегменте МКС в эксперименте «Альбедо»//Труды LI Научных чтений К.Э. Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники». Калуга, 2016. С. 132-138.
- Зернов А.С., Николаев В.Д. Опыт эксплуатации солнечных батарей служебного модуля Международной космической станции//Космическая техника и технологии. 2016. № 1(12). С. 29-38.
