23. Розрахунок буферної хімічної батареї (бхб)

Буферна хімічна батарея є вторинним джерелом живлення і призначена для забезпечення електроенергією бортової апаратури під час польоту КА в тіньовому секторі Землі. З метою зниження маси БХБ функціонування допоміжних систем (не життєво важливих для КА) може не плануватись. В якості БХБ найчастіше застосовують нікель-кадмієві герметичні акумулятори.

При розрахунку акумуляторних батарей використовуються дані по інтервалу зміни напруги для акумуляторних батарей (25–34В) та середньодобова потужність бортового обслуговуючого комплексу і апаратури цільового призначення .

Розрахунок БХБ проводиться для орбіти з максимальною тривалістю тіньової ділянки і найбільш напруженою програмою роботи КА.

Величина розрядної ємності на тіньовій частині розраховується по формулі:

, (23.1)

де – максимальна тривалість тіньової ділянки орбіти;

U_н – номінальна напруга в електромережі.

При глибині розряду 10...20% від номінальної ємності, необхідна ємність БХБ:

. (23.2)

Максимальний струм заряду БХБ буде при підключенні до зарядного ланцюга батареї фотоелектричної при мінімальній потужності споживання:

, (23.3)

де – потужність сонячної батареї;

– мінімальне споживче навантаження.

Максимальний струм розряду дорівнює:

, (23.4)

де – максимальне споживче навантаження в тіні.

Загальна кількість зарядно-розрядних циклів:

, (23.5)

де – кількість зарядно-розрядних циклів на добу;

– час активного існування КА.

Число акумуляторів може бути розраховано як:

, (23.6)

де – номінальна напруга БХБ, ;

– середня розрядна напруга, =1,2÷1,3В.

Вага БХБ:

, (23.7)

де – питома потужність нікель-кадмієвих батарей, .

Таблиця 23.1 Основні питомі характеристики джерел електроенергії

Джерела енергії	Питома потужність, Вт/кг	Питома ємність, Агод/кг	Питома енергія, кДж/кг	К.К.Д, %	Термін функціонування
Нікіль-кадмієві БХБ	5-300	9-26	65-144		2000 циклів
Срібно-цинкові БХБ	5-800	35-82	200-450		10-300 циклів
Срібно-кадмієвіі БХБ	---	22-77	86-300		300-1000 циклів
Паливні батареї	14-39	---	5400	30-70	до 5000 годин
Сонячні батареї	3-37	---	---	7-11	1 рік і більше
Радіоізотопні генератори	1,5-3,5	---	---	4-6	рік і більше
Ядерні енергоустановки	2,5-6,8	---	---	4,5	декілька років

24. Розрахунок парашутної системи

Площа посадочного парашута визначається за формулою:

, (24.1)

в якій – вага апарату спуску;

– коефіцієнт аеродинамічного опору, ;

– стандартна щільність повітря на даній висоті;

– швидкість приземлення при м’якій посадці, .

Аеродинамічне навантаження, що діє на апарат спуску визначається як:

, (24.2)

де – коефіцієнт динамічності парашута;

– коефіцієнт лобового опору АС;

- площа парашута;

– швидкісний напір, що визначається кутом входу і коефіцієнтом лобового опору в момент розкриття парашута;

– коефіцієнт, що враховує зменшення швидкості в процесі наповнення парашута, .

Кількість строп визначається співвідношенням:

. (24.3)

В формулі (24.3)

– коефіцієнт безпеки, ;

– коефіцієнт запасу міцності, ;

– коефіцієнт міцності;

– коефіцієнт враховуючий зміну міцності від температури, ;

– міцність матеріалу строп (стрічка ЛТСВМ 25-1600 має Р_с=1600 кг).

Довжина стропи знаходиться як:

. (24.4)

Маса посадочного парашуту дорівнює

. (24.5)

В формулі (24.5)

– коефіцієнт безпеки, ;

– коефіцієнт запасу міцності;

– коефіцієнт втрат;

– питома міцність строп і каркасу парашута ( );

– вага квадратного метру тканини куполу;

– коефіцієнт форми куполу;

– довжина строп;

– площа парашута.

Об’єм, необхідний для розміщення парашутної системи, визначається як:

, (24.6)

де – коефіцієнт укладки.

Розраховані параметри відносної маси парашутної системи для різних швидкостей приземлення приведені на графіку (рис. 24.1).

Рис. 24.1

Наближено вагу парашутної системи можна знайти за формулою:

, (24.7)

де – питоме навантаження на 1м² парашута, .

Як показує аналіз залежності (рис. 24.1) починаючи з швидкості приземлення (при ) приріст відносної маси парашутної системи мало впливає на швидкість приземлення, а тому більш раціональним на цьому етапі стає застосування інших засобів посадки, наприклад двигунів м'якої посадки (ДМП).