Устройство для компенсации теплопотерь аккумуляторных батарей Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

152 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ

5. Бобицкий Я.В., Лаба А.П. Техника и технология полимерных сферических микролинз для волоконно-оптических систем [Текст] / Я.В. Бобицкий // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2000 - № 1. -С. 26-32

УСТРОЙСТВО для компенсации ТЕПЛОПОТЕРЬ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

© Лагутина Е.И.*, Буровский К.М.*, Минко А.А.*

Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище, г. Рязань

В статье приведен анализ физико-географических условий на территории Российской Федерации и связанные с ними проблемные вопросы, возникающие в процессе эксплуатации средств связи и их источников питания, а также предложено устройство компенсации теплопотерь, позволяющее обеспечить эксплуатационные характеристики аккумуляторных батарей.

Ключевые слова: аккумуляторная батарея, устройство компенсации теплопотерь.

В соответствии с Военной доктриной Российской Федерации, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 5 февраля 2010 года № 146, несмотря на снижение вероятности развязывания против Российской Федерации крупномасштабной войны с применением обычных средств поражения и ядерного оружия, на ряде направлений военные опасности Российской Федерации усиливаются. К числу основных внешних военных опасностей, обострившихся в последнее время, относятся:

1) развертывание (наращивание) воинских контингентов иностранных государств (групп государств) на территориях сопредельных с Российской Федерацией и ее союзниками государств, а также в прилегающих акваториях;

2) территориальные претензии к Российской Федерации и ее союзникам, вмешательство в их внутренние дела;

3) наличие (возникновение) очагов и эскалация вооруженных конфликтов на территориях сопредельных с Российской Федерацией и ее союзниками государств [1].

Согласно решения Министра обороны Воздушно-десантные войска являются основой сил быстрого реагирования и в первую очередь направля-

* Адъюнкт кафедры Радио, радиорелейной, тропосферной, спутниковой и проводной связи.

* Доцент кафедры Организации связи, кандидат технических наук, доцент.

* Преподаватель кафедры Радио, радиорелейной, тропосферной, спутниковой и проводной связи.

Технические науки

153

ются для прикрытия государственной границы, подавления внешней вооруженной угрозы, срыва темпов наступления противника и локализации его в определенном районе. Выполнение этих задач в полном объеме и в указанные сроки обеспечивают вооружение, военная и специальная техника (ВВСТ). Именно поэтому высокая боевая готовность Вооруженных Сил России в целом и Воздушно-десантных войск в частности, повышение их боевой мощи неразрывно связаны, как с совершенствованием, так и с глубоким освоением существующих систем вооружения. Так же в последнее время становится все более очевидным, что успешное ведение боевых действий на основных стратегических направлениях невозможно без развития информационно-телекоммуникационной среды. Технологической основой единого информационного пространства должна стать, в том числе, и автоматизированная система управления войсками и средствами межведомственной, межвидовой и межродовой группировки войск. Для решения указанной задачи в тактическом звене управления должен быть обеспечен переход от сетей связи, организуемых в соответствии с существующими контурами управления, к самоорганизующимся и адаптивным сетям [2]. Техническую основу данных сетей должен составить унифицированный ряд радиостанций. Таким образом, в ближайшей перспективе основу системы связи должен составить комплекс многофункциональных программно-аппаратных средств радиосвязи для обеспечения автоматизированной, развед- и помехозащищенной засекреченной связи в тактическом звене управления.

Из анализа физико-географических условий на территории Российской Федерации можно сделать следующие выводы:

1) вероятность использования военной техники связи в климатических районах с низкой температурой окружающего воздуха неуклонно возрастает, в связи с расширением сферы интересов Российской Федерации в северных направлениях;

2) сложный рельеф местности (наличие крупных хребтов и нагорий, больших участков болотистой местности, изобилие больших и малых рек, озер и болот) делает более целесообразным ведение боевых действий в зимний период, а также значительно затрудняет проведение мероприятий материально-технического обеспечения войск;

3) оперативное оборудование основных стратегических направлений в целом позволяет проводить все необходимые мероприятия материально-технического обеспечения в полном объеме (за исключением территорий Арктического региона и ряда территорий Дальнего Востока), но оно расположено вблизи крупных транспортных узлов и в густонаселенных районах, что значительно затягивает проведение этих мероприятий в глубине стратегических направлений;

4) суровые климатические условия на большей части стратегических направлений значительно усложняют условия ведения боевых дей-

154 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ

ствий с применением всех видов вооруженных сил и родов войск, а также существенно сказываются на надежности вооружения и военной техники, в том числе и техники связи и АСУ;

5) большая протяженность территорий значительно увеличивает вероятность автономных действий группировок войск, что не может не сказаться на качестве проведения мероприятий материально-технического обеспечения.

Эти негативные факторы, а также то, что часто работа ВВСТ (в том числе и средств связи) проходит в жестких условиях эксплуатации (воздействие низких температур, ударные нагрузки при десантировании и скрытном перемещении), становится понятно, не может не сказываться негативно на работоспособности источников питания средств связи. А ведь источник питания (аккумулятор или АКБ) является одним из важнейших элементов, обеспечивающих надежную работу переносных радиосредств и непосредственно влияющих на коэффициент их готовности к использованию. Учитывая тот факт, что основу системы связи воздушно-десантных войск составляют именно средства радиосвязи, выход их из строя может послужить причиной снижения боеспособности войск или даже полного отсутствия управления в ходе ведения боевых операций.

Чтобы избежать подобных последствий и обеспечить надежную работу переносных средств связи, как основу системы связи тактического звена управления воздушно-десантных войск, необходимо эксплуатировать средства связи и идущие с ними в комплекте источники питания с учетом их эксплуатационных характеристик, обеспечивая им условия эксплуатации близкие к тем, что прописаны в технической документации (то есть как минимум приблизить температуру окружающего воздуха к (25+10) °С). Это позволит обеспечить максимальное время работы средства связи от одной аккумуляторной батареи.

Для решения этой задачи ранее предлагалось использовать устройство для теплозащиты аккумуляторных батарей с использованием химического источника тепла и маслобензостойкого теплоизоляционного чехла. В дальнейшем вышеназванное устройство было доработано, и на его основе было создано устройство для компенсации теплопотерь аккумуляторной батареи методом термостатирования с использованием разнородных нагревательных элементов.

Предлагаемое устройство содержит теплозащитный чехол 1, химический нагревательный элемент 3, датчик температуры 4, устройство отображения информации 5, электрический нагревательный элемент 6, контроллер 7.

АКБ устанавливается в теплозащитный чехол из маслобензостойких материалов. Для компенсации тепловых потерь внутри чехла устанавлива-

Технические науки

155

ется химический и электрический нагревательные элементы, соответствующего объема и производительности. Датчик температуры и контроллер устанавливается на корпус АБ и подключается к ней. Информация с датчика при понижении температуры поступает на контроллер, а с контроллера на устройство отображения информации, которое содержит два сигнальных диода зеленого (индикация режима работы электрического нагревательного элемента) и красного цвета (индикация режима работы химического нагревательного элемента) и находится в удобном для контроля оператором месте. Контроллер связан с химическим и электрическим нагревательными элементами и обеспечивает вступление их в работу. Также контроллер связан с датчиком температуры для выработки стратегии выбора включения того или иного нагревательного элемента, и с выводами аккумуляторной батареи для контроля напряжения [3].

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на рис. 1. В структурной схеме устройства также отображен непосредственно источник питания - аккумуляторная батарея 2.

Рис. 1. Устройство для компенсации теплопотерь аккумуляторной батареи методом термостатирования с использованием разнородных нагревательных элементов

156 ПРИОРИТЕТНЫЕ НАУЧНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При снижении температуры окружающего воздуха, которое вызывает снижение температуры внутри теплозащитного чехла с аккумуляторной батареей до 10 °С, срабатывает датчик температуры и выдает сигнал на контроллер, который в свою очередь выдает сигнал на химический нагревательный элемент и включает его в работу, тем самым обеспечивается поддержание температуры внутри теплозащитного чехла выше 10 °С, а также вызывает периодическое (1 раз в 5 секунд) включение сигнального диода зеленого цвета на устройстве отображения информации, свидетельствующего о работе нагревательного элемента. При повторном снижении температуры внутри теплозащитного чехла (при прекращении работы химического нагревательного элемента), вновь срабатывает датчик температуры и выдает сигнал на контроллер, который на этот раз включает в работу электрический нагревательный элемент, обеспечивая поддержание теплового состояния батареи. Зеленый сигнальный диод гаснет, периодически включается красный сигнальный диод (1 раз в 5 секунд) на устройстве отображения информации.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить эффективную эксплуатацию аккумуляторных батарей в условиях низких температур при их круглосуточном использовании за счет компенсации тепловых потерь нагревательными элементами и поддержания оптимальной для аккумуляторной батареи температуры во время всего разрядного цикла, сокращения времени подготовки аккумуляторной батареи к заряду (за счет исключения времени требуемого для выдержки батареи в теплом помещении), увеличения ее срока службы.

Предлагаемое устройство для компенсации теплопотерь может быть использовано для обеспечения работы в условиях низких температур широкого класса аккумуляторных батарей, применяемых в системах автономного электроснабжения различных устройств и средств связи.

Список литературы:

1. Указ Президента РФ от 05.02.2010 №146 «О Военной доктрине Российской Федерации» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.krem-lin.ru/ref_notes/461 (дата обращения: 1.02.2016).

2. Малюков В.А. Перспективы развития системы связи Вооруженных Сил Российской Федерации в современных условиях [Электронный ресурс] // Связь в ВС РФ: сетевой журнал. - 2012. - Режим доступа: http://www.ar-my.informost.ru/2012/pdf/part1/1-3.pdf (дата обращения: 20.12.2016).

3. Отчет по НИР «Техническая эксплуатация первичных источников электропитания носимых средств связи в сложных физико-географических и климатических условиях», РВВДКУ 2015.