Учёные Сибирского федерального университета (СФУ) разработали макет устройства, которое позволит облегчить космические аппараты и повысить надёжность их электроснабжения. Новое решение уменьшает массу аппаратуры, связывающей источники питания, на 30–45% и упрощает управление энергопотоками. Результаты работы представлены в издании «Сибирский аэрокосмический журнал».
Схема силовой цепи реверсивного импульсного преобразователя (РИП)
Центральными элементами системы электропитания космических аппаратов являются солнечные батареи, аккумуляторы и энергопреобразующая аппаратура, обеспечивающая стабильность напряжения в бортовой сети. Сейчас для управления зарядом и разрядом аккумуляторов используются два отдельных прибора. Это усложняет систему, увеличивает её массу и снижает эффективность, пояснили в СФУ.
Профессор кафедры систем автоматики, автоматического управления и проектирования СФУ Юрий Краснобаев отметил, что в мире пока не создано единого устройства, способного выполнять обе функции: заряд и разряд аккумуляторов. По словам Краснобаева, объединение этих процессов в одном приборе даст выигрыш по массе, надёжности и коэффициенту полезного действия.
Осциллограммы, иллюстрирующие работу макета РИП
Разрабатываемое в СФУ устройство совмещает управление зарядом и разрядом батарей. По оценкам специалистов, применение нового решения позволит уменьшить массу и габариты зарядно‑разрядного устройства на 30–45% и снизить потери энергии в нём на 30–35% по сравнению с существующими раздельными приборами. Снижение потерь энергии повысит КПД устройства и дополнительно сократит массу солнечных и аккумуляторных батарей. Это даст возможность увеличить полезную нагрузку космического аппарата.
На момент написания материала учёные СФУ создают макет нового устройства. После испытаний нового макета специалисты перейдут к опытно‑конструкторским работам. В дальнейшем решения планируется внедрить на предприятиях, которые занимаются проектированием и производством энергопреобразующей аппаратуры для космических аппаратов.
Источник: habr.com