Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 6. С. 67-76
Разработка системы охлаждения батареи фотоэлектрической с концентраторами для космического аппарата дистанционного зондирования Земли типа «АИСТ-2»
М.Р. Морданов
1 , С.Л. Сафронов
1 , Е.С. Хнырева
1 1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, Самара, Россия
Одобрена к печати: 31.10.2024
DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-6-67-76
Современные космические аппараты дистанционного зондирования Земли предъявляют повышенные требования к энергоэффективности солнечной батареи в широком диапазоне температуры. Повышение эффективности позволяет увеличить энерговооружённость космического аппарата дистанционного зондирования Земли при сохранении массогабаритных характеристик. Солнечные батареи должны генерировать большую удельную мощность при минимальной массе, находясь в жёстких условиях космического пространства. Рассматривается использование модернизированной батареи фотоэлектрической малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли на основе линейных линз Френеля. Ввиду чрезмерного нагрева батареи фотоэлектрической разрабатывается система обеспечения теплового режима. Эта система позволит снизить нагрев батареи фотоэлектрической до 75 °C, что увеличит КПД всей солнечной батареи. Разрабатывается методика выбора проектных параметров системы обеспечения теплового режима. Выполняется моделирование температурного поля для модернизированной батареи фотоэлектрической. Моделирование показало нагрев батареи фотоэлектрической на каждом этапе полёта. Проектируется конструкция системы обеспечения теплового режима для модернизированной батареи фотоэлектрической на базе прототипа малого космического аппарата. Разработанная модель соответствует поставленным задачам. Проводится анализ возможности установки модернизированной батареи фотоэлектрической на малый космический аппарат дистанционного зондирования Земли. Полученные результаты показали возможность установки модернизированной батареи фотоэлектрической с несущественными изменениями.
Ключевые слова: система обеспечения теплового режима, система электропитания, солнечная батарея, концентратор, фотоэлектрический преобразователь
Полный текстСписок литературы:
- Байбородов А. А., Васильева Т. С., Волков М. В., Кузнецов А. Д., Двирный В. В. Солнечные батареи с концентраторами светового потока // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-косм. техники и подготовки инженерных кадров для авиакосм. отрасли: материалы 11-й Всероссийской науч. конф., посвященной памяти гл. конструктора ПО «Полёт» А. С. Клинышкова, Омск, 30–31 мая 2017 г. 2017. С. 16–21.
- Галиновский А. Л., Денисов А. В., Гаврилова Е. А. и др. Проектирование каркасов солнечных батарей интегрального типа из углепластика для космического аппарата // Изв. высш. учеб. заведений. Машиностроение. 2019. Вып. 717. № 12. С. 49–60. DOI: 10.18698/0536-1044-2019-12-49-60.
- Иванушкин М. А., Ткаченко И. С. Оценка эффективности многоспутниковых космических систем дистанционного зондирования Земли // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 4. С. 101–110. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-4-101-110.
- Куренков В. И., Салмин В. В., Абрамов Б. А. Основы устройства и моделирования целевого функционирования космических аппаратов наблюдения: учеб. пособие. Самара: Изд-во Самарского гос. аэрокосм. ун-та, 2006. 296 с.
- Морданов М. Р., Сафронов С. Л. Анализ и совершенствование характеристик солнечной батареи малого космического аппарата типа «АИСТ-2» // Вестн. Самарского ун-та. Аэрокосм. техника, технологии и машиностроение. 2024. Т. 23. № 1. С. 55–66. DOI: 10.18287/2541-7533-2024-23-1-55-66.
- Таран А. А., Воронин С. М. Эффективность фотоэлектрических преобразователей в концентрированном солнечном излучении // Вестн. аграрной науки Дона. 2011. Т. 15. № 3. С. 35–40.
- Туманов А. В., Зеленцов В. В., Щеглов Г. А. Основы компоновки бортового оборудования космических аппаратов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. 572 с.
- Green M. A. Third generation photovoltaics: Advanced solar energy conversion. Springer, 2003. 65 p. DOI: 10.1007/b137807.