Исследование возможности использования радио- и СВЧ-диапазонов как альтернативных источников энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Решетневскце чтения

общего случая движущегося объекта (летательного аппарата (ЛА), вертолета, космического ЛА), имеющего вращающиеся массы с векторами оси вращения, направленными не только по его продольной оси, но и по направлениям поперечных осей с ортами i2, i3.

Рассмотрена также возможность ориентации вращающихся масс по отношению к связанной системе координат, которая задается ортами ^ .

Результаты исследований могут быть использованы при разработке алгоритмов расчета на ЭВМ параметров движения летательных аппаратов, имеющих вращающиеся части, совершенствовании математических моделей ЛА и в задачах математического моделирования функционирования систем управления, авиационных тренажеров, робототехнических комплексов и других устройств ЛА.

Библиографические ссылки

1. Оптимизация алгоритмов управления воздушным винтом спортивного самолета с поршневым двигателем с целью повышения его маневренности. Исследование влияния характеристик системы регулирования воздушного винта самолета Як-18Т на его маневренные свойства : отчет о НИР (промежуточ.) / Головной ин-т повышения квалификации и переподготовки руководящих кадров и специалистов граждан. авиации ; рук. Кейн В. М. ; исполн. Юша Н. Ф. Л., 1991.

2. Разработка обучающего компьютерного комплекса для подготовки летного состава к эксплуатации самолета Ту-204 : отчет о НИР (заключит.) / УВАУ ГА ; рук. Ржевский В. М. Ульяновск, 1999.

3. Совершенствование программ и методики проведения профессиональной подготовки летного состава гражданской авиации на основе применения новых информационно-образовательных технологий : отчет о НИР (заключит.) / УВАУ ГА ; рук. Косачев-ский С. Г., исполн. Ушаков Н. У. № ГР 0120.0 501429. Инв. № 0220.0501073. Ульяновск, 2004.

4. Динамика полета транспортных летательных аппаратов : учеб. для вузов / А. Я. Жуков [и др.] ; под ред. А. Я. Жукова. М. : Транспорт, 1996.

5. Ушаков Н. У. О гироскопическом моменте от двигателей воздушного судна // Чкаловские чтения : сб. материалов. 6-й Междунар. науч.-техн. конф. (7-9 июня 2007, г. Егорьевск). Егорьевск, 2007. С. 129-132.

6. Ушаков Н. У. О гироскопическом моменте от вращающихся масс воздушного судна // Динамика систем, механизмов и машин : материалы VI Междунар. науч.-техн. конф. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2007. Кн. 2. С. 166-170.

7. Ушаков Н. У. О моменте от вращающихся масс воздушного судна // Решетневские чтения : материалы XIII Междунар. науч. конф. (10-12 нояб. 2009, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. Ч. 1. С. 171-173.

N. U. Ushakov

Ulyanovsk Higher Civil Aviation School, Russia, Ulyanovsk

ALGORYTHM OF AN AIRCRAFT ROTATING MASS MOMENT DETERMINATION

The paper studies detailed estimator of the influence of an aircraft rotating mass moment (gyroscopic moment and angular rate-induced moment) on aircraft movement, considers general case of rotation mass orientation towards a fixed coordinate system.

© Ушаков Н. У., 2011

УДК 621.371.32

А. А. Ходенков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИО- И СВЧ-ДИАПАЗОНОВ КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Проведен анализ естественных и техногенных источников радио- и СВЧ-излучения. Показано, что электромагнитный фон в крупных городах может представлять собой возобновляемый источник энергии, который можно использовать для получения электрической энергии.

На сегодняшний день поиск и использование альтернативных источников энергии является актуальным направлением в науке и технике Российской Федерации. Естественный электромагнитный фон радио-и СВЧ-диапазона на поверхности Земли не способен

предоставить столько энергии, чтобы сегодня было целесообразно ее извлекать. Необходимо наличие достаточно большой плотности электромагнитных волн в окружающем пространстве. И такие источники электромагнитных волн существуют. Это крупные

^стемы управления, космическая навигация и связь

населенные пункты, прежде всего, огромные мегаполисы и большие города. Раньше свой вклад вносили радиостанции, телевизионные ретрансляторы, телевышки и электростанции. В последнее время к ним в большом количестве стали добавляться домашние СВЧ-печи и базовые станции сотовых операторов, стремящихся расширить охват территории и качество связи.

Выглядит заманчиво воспользоваться электромагнитным полем СВЧ-диапазона, а также по возможности и полем радиодиапазона для получения электрического тока, который повсеместно используется в бытовых целях.

Все источники волн радио- и СВЧ-диапазона по типу происхождения можно подразделить на естественные, т. е. природного происхождения, и искусственные, т. е. техногенного происхождения [1].

К источникам природного происхождения можно отнести: литосферное радиоизлучение, обусловленное наличием пьезоэлектрического эффекта, возникающего за счет появления механического напряжения горных пород (регистрируется оно в полосе частот от 0,1 до 12,5 МГц и от 10 до 100 Гц [2]); атмосферное радиоизлучение (интенсивное излучение при грозовых разрядах на частотах от 2 до 8 кГц, предгрозовое радиоизлучение, непрерывно-шумовое радиоизлучение грозовых облаков и циклонов на частотах от сотен килогерц до сотен мегагерц); радиоизлучение,

связанное с блуждающими токами естественного происхождения; электромагнитное излучение Солнца и других космических тел в широком спектре частот [3].

Однако по величине усредненной мощности все они многократно уступают техногенным источникам. К источникам техногенного происхождения можно отнести системы, приведенные в табл. 1.

Среди техногенных источников наибольший интерес представляют сотовые телефоны (табл. 2, 3) и обслуживающие их базовые станции (табл. 2).

Анализ распределения мощности радио- и СВЧ-излучения в г. Красноярске показывает, что 83 % от нее приходится на сотовую связь [4]. Наибольшая мощность от источников электромагнитного излучения зафиксирована в Октябрьском районе города - 571,851 кВт, наименьшая в Кировском районе - 1,410 кВт. В случае если удастся уловить даже небольшую часть этой энергии, этого будет достаточно, чтобы автономно запитать некоторые электрические приборы, например, аккумулятор сотового телефона или лампочки на уличных столбах.

Таким образом, показано, что окружающее нас пространство в крупных городах в радио- и особенно в СВЧ-диапазоне представляет собой потенциально возможный искусственно возобновляемый источник энергии, который можно использовать для получения электрической энергии.

Таблица 1

Оценки выходной мощности различных техногенных систем

Системы Диапазон частот, МГц Максимальная эффективная мощность отдельной системы, Вт

Радиосредства частного пользования 27 5

Специальные передвижные радиостанции 20-500 20

Радиостанции с частотной модуляцией 88-108 4 000

Телевизионные станции 40-850 5 000 000

СВЧ-печи 2 450 500-2 500 (внутри печи)

Таблица 2

Таблица распределения рабочих частот и мощностей сотовой связи

Параметры Стандарт связи 0БМ-900 Стандарт связи 0БМ-1800

От тел. к базовой станции От базовой станции к тел. От тел. к базовой станции От базовой станции к тел.

Частота, МГц 890 (880)-915 935 (925)-960 1 710-1 785 1 805-1 880

Мощность излучения Макс. 2 Вт с одного телефона От 8 до 45 Вт на 1 станцию Макс. 1 Вт с одного телефона От 8 до 45 Вт на 1 станцию

Таблица 3

Результаты исследования уровня электромагнитного излучения телефонов сотовой связи на расстоянии 5 см от антенны телефона

Торговая марка Уровень излучения, мкВт/см2

Nokia 1610, 8110 125, 100

Nokia 1611 125

Motorola 8700, Flare 79, 126

Ericsson GH/GF388 125

Решетневские чтения

Библиографические ссылки

1. Протасевич Е. Т. Электромагнитный фон и его влияние на человека : учеб. пособие для вузов. Томск : Изд-во ТПУ, 2004.

2. Агафонов Л. К. Техногенные электромагнитные излучения и их влияние на экосферу Земли // Электросвязь. 1997. № 9. С. 30-32.

3. Сподобаев Ю. М., Кубанов В. П. Основы электромагнитной экологии. М. : Радио и связь, 2000.

4. Жуль Е. Г. Экологический мониторинг за состоянием электромагнитного загрязнения (на примере красноярского мегаполиса) : дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16 : защищена 24.12.09.

А. А. Khodenkov

Siberian State Aerospace University named after academician M.F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

RESEARCHING POSSIBILITY OF USING RADIO AND MICROWAVE RANGES AS ALTERNATIVE POWER SOURCE

The analysis of natural and technogenic sources of radio and superhigh frequencies was made. It was shown that electromagnetic radiation in large cities could be as a renewable energy source, which could be used for electric power generation.

© XogeHKOB A. A., 2011

УДК 613.21

А. Ю. Хорошко, Н. Н. Горяшин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ИМПУЛЬСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ С РЕЗОНАНСНЫМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ

Показаны преимущества преобразователя рассматриваемого типа по сравнению с преобразователем с прямоугольной формой токов и напряжений при параллельной работе на динамически изменяющуюся нагрузку.

При параллельной работе преобразователей с ши-ротно-импульсной модуляцией (ШИМ) и прямоугольной формой токов и напряжений, из-за низкого выходного сопротивления последних, применяются местные обратные связи по постоянному току для обеспечения токовыравнивания [1].

У преобразователей напряжения (ПН) с резонансным переключением выходное сопротивление значительно выше и определяется параметрами резонансного контура (РК). Выходное сопротивление ПН рассматриваемого типа (рис. 1, а) составляет порядка 0,4 Ом при максимальном выходном токе (рис. 1, б) [2; 3].

с

■И

К1

Рис. 1. Резонансный коммутирующий элемент ПН с переключением при нулевых значениях напряжения и ШИМ (а), выходное сопротивление ПН данного типа (б)