Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) разработали инновационное устройство, способное значительно облегчить конструкцию космических аппаратов и повысить стабильность их электроснабжения. Ожидается, что внедрение данной разработки сократит массу связующей аппаратуры для источников питания на 30-45% и оптимизирует управление энергетическими потоками. Подробности исследования опубликованы в «Сибирском аэрокосмическом журнале».
© Getty Images / gorodenkoff
Центральными компонентами систем электропитания космических аппаратов являются солнечные и аккумуляторные батареи, а также энергопреобразующая аппаратура, которая контролирует стабильность напряжения в бортовой электросети. Ученые СФУ отмечают, что традиционно для управления процессами зарядки и разрядки аккумуляторов используются два отдельных прибора. Такой подход приводит к излишней сложности, увеличению веса системы и снижению ее общей эффективности.
Профессор кафедры систем автоматики, автоматического управления и проектирования СФУ Юрий Краснобаев подчеркнул, что в настоящее время в мировой космической индустрии отсутствует единое устройство, способное выполнять обе эти функции. Несмотря на очевидные преимущества такого решения в плане снижения массы, повышения надежности и улучшения коэффициента полезного действия (КПД), подобная унифицированная разработка до сих пор не была предложена.
Команда СФУ успешно разработала инновационное устройство, предназначенное для комплексного управления процессами заряда и разряда бортовых батарей. По предварительным расчетам специалистов, это нововведение позволит сократить массу и габариты единого зарядно-разрядного блока на 30-45%. Кроме того, ожидается снижение потерь энергии в системе на 30-35% по сравнению с применяемыми сейчас «раздельными» устройствами.
Снижение потерь энергии повысит КПД устройства и, как следствие, дополнительно позволит снизить массу солнечных и аккумуляторных батарей. Чем меньше масса технической части космического аппарата, тем больше полезной нагрузки он сможет взять на борт.
В настоящее время научный коллектив СФУ активно занимается созданием физического прототипа нового устройства. После завершения этапа испытаний макета планируется переход к опытно-конструкторским работам, а затем – к внедрению этой передовой технологии на предприятиях, специализирующихся на разработке и производстве энергетического оборудования для космической техники, уточнил Краснобаев.
