CC BY
21Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
УДК 629.78.064.52
ТЕХНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ КОНТРОЛЬНО-ПРОВЕРОЧНОЙ АППАРАТУРЫ, ПРИМЕНЯЕМОЙ ДЛЯ ПРОВЕРКИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Н. В. Сухарев
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected]
Представлен краткий обзор развития контрольно-проверочной аппаратуры (КПА), предназначенной для работы в качестве зарядно-разрядного комплекса с аккумуляторными батареями (АБ) космических аппаратов.
Ключевые слова: аккумуляторная батарея, космический аппарат, контрольно-проверочная аппаратура, электрические характеристики.
TECHNOLOGY OF DEVELOPMENT OF THE CONTROL AND TEST EQUIPMENT USED TO CHECK OF RECHARGEABLE BATTERIES OF SPACECRAFTS
N. V. Sukharev
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: [email protected]
The short review of development of the control and test equipment (KPA) intended for work as a charging and digit complex with the rechargeable batteries (AB) of spacecrafts is submitted.
Keywords: battery, spacecraft, control and testing equipment, electrical characteristics.
Активное совершенствование характеристик аккумуляторных батарей, использование новых типов аккумуляторов для систем электропитания космических аппаратов приводит к постоянному требованию совершенствовать контрольно - проверочную аппаратуру.
В зависимости от совершенствования аккумуляторных батарей для космических аппаратов, поэтапно менялись и требования к электрическим проверкам, и к контрольно-проверочной аппаратуре.
Для решения поставленных задач в конце 70-х годов ХХ века государственное предприятие «Днепропетровский научно-производственный комплекс «Электровозостроение» (ДЭВЗ) г. Днепропетровск разработал и изготовил КИА-1 (контрольно-измерительная аппаратура) для проверки электрических характеристик АБ.
КИА-1 предназначена для приведения в рабочее состояние и проведения автономных испытаний блока химических никель-водородных батарей.
Далее произошел значительный рост энерговооруженности АБ, увеличилось количество аккумуляторов в одной аккумуляторной батареи до 40. Это потребовало от КПА решения новых задач.
Для выполнения новых требований к испытаниям АБ было разработано и создано КПА - ЗРК-4 (заряд-но-разрядный комплекс) с улучшенными характеристиками производства АО «Сатурн» г. Краснодар.
В ЗРК-4 так и не было реализовано требование автоматического управления режимами работы с АБ по
заданному алгоритму. Все режимы приходилось задавать вручную. Напряжение АБ, напряжение каждого аккумулятора контролировались по стрелочным приборам.
Возникла необходимость в разработке КПА третьего поколения. От КПА третьего поколения требовалось автоматизация процесса работы с АБ, введение в состав КПА ПЭВМ с возможностью управления, задания алгоритмов работы, вывода информации на экран в удобной для обработки форме.
Для решения проблемы автоматизации процесса работы с АБ, в середине 80-х годов ОКТБ ИП (Особое Проектно-Конструкторское и Техническое бюро источников питания) г. Днепропетровск разработало и изготовило КПА третьего поколения - ЗРК (заряд-но-разрядный комплекс). ЗРК предназначен для заряда, разряда, проведения тренировочных циклов аккумуляторных батарей различных электрохимических систем.
В конце 90-х годов для более полного контроля за состоянием АБ в состав никель - водородных батарей ввели УКЗА (устройство контроля заряда аккумуляторов), предназначенное для контроля давления в аккумуляторах. Для возможности контроля давления в аккумуляторах при испытаниях потребовалось провести доработку КПА. Доработать существующее КПА предложил научно исследовательский институт автоматики и электромеханики томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники «НИИ АЭМ ТУСУР» г. Томск.
Решетневские чтения. 2018
САПК
ЗРК 120/30/30 (3 стойки)
Общий вид ЗРПАК
«НИИ АЭМ ТУСУР» разработал и изготовил блок УК (устройство контроля) для контроля УКЗА и программное обеспечение, которое использовалось совместно с днепропетровским ЗРК.
Все три поколения КПА: КИА-1, ЗРК-4, ЗРК предназначены для приведения в рабочее состояние и проведения автономных испытаний только для никель-водородных батарей.
С появлением литий-ионных АБ для космических аппаратов возникла необходимость в разработке и изготовлении КПА четвертого поколения, с программным обеспечением, позволяющим создавать циклограммы испытаний, контролировать все характеристики АБ, производить запись и хранение информации, осуществлять диагностику аварийных и нештатных состояний, проводить балансировку литий-ионной батарей;
В 2008 году «НИИ АЭМ ТУСУР» г. Томск разработал и изготовил ЗРПАК (зарядно-разрядный программно-аппаратный комплекс), для работы с никель-водородными и литий-ионными АБ.
ЗРПАК предназначен для работы в качестве за-рядно-разрядного комплекса для одновременной работы с тремя АБ космических аппаратов на всех этапах наземной эксплуатации. Для проверки соответствия электрических характеристик АБ заданным требованиям проводят входной контроль и автономные испытания АБ на заводе-изготовителе КА. Цель входного контроля - проверить характеристики АБ за заводе-изготовителе КА, после получения от предприятия изготовителя и не допустить установку на борт КА некондиционной аппаратуры [5].
ЗРПАК состоит из следующего оборудования:
- САПК специализированного аппаратно-программного комплекса - ПЭВМ;
- трех стоек ЗРК 120/30/30, для одновременной работы с тремя АБ.
Общий вид ЗРПАК приведен на рисунке.
Проведенный анализ развития контрольно-проверочной аппаратуры, позволяет сделать вывод, что ЗРПАК является на сегодняшний день КПА нового поколения, который позволяет решить проблемы, возникающие на предприятиях-изготовителях косми-
ческих аппаратов современных разработок, при использовании литий-ионных АБ нового поколения.
Библиографические ссылки
1. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.
2. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Радиотехника, 2010. 800 с.
3. Гущин В. Н. Основы устройства космических аппаратов : учебник для вузов. М. : Машиностроение, 2003. 272 с.
4. Космические вехи : сб. науч. тр. / под ред. проф. Н. А. Тестоедова ; ОАО «ИСС» им. акад. М. Ф. Ре-шетнева». Красноярск, 2009. 704 с.
5. Беляков И. Т., Зернов И. А., Антонов Е. Г. Технология сборки и испытаний космических аппаратов : учебник. М. : Машиностроение, 1990. 352 с.
References
1. Chebotarev V. E., Kosenko V. E. Basics of designing spacecraft information support: studies. allowance / Sib. state aerospace. univ. of Illinois. Krasnoyarsk, 2011. 488 p.
2. GLONASS. Principles of construction and operation / ed. A. I. Perova, V. N. Harisova. - 4th ed., pererab. I DOP. M. : Radio engineering, 2010. 800 p.
3. Gushchin V. N.. The basics of the device of spacecrafts: the textbook for high schools. M. : Mechanical Engineering, 2003. 272 p.
4. Space milestones: collection of scientific works. Tr. / under the editorship of prof.. Testoedov ; JSC "ISS to them. аcad. M. F. Reshetnev". Krasnoyarsk, 2009. 704 p.
5. Belyakov I. T., Zernov I. A., Antonov E. G. Technology of Assembly and testing of spacecraft: Textbook for higher technical schools. M. : Mechanical engineering, 1990. 352 p.
© Сухарев Н. В., 2018
