Анализ принципов построения и средств автоматики систем энергоснабжения космических аппаратов

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему:

«Проектирование системы автономного питания космического аппарата»

по специальности 5В074600 – «Космическая техника и технологии»

Выполнил _____________ Тулегенов К.Т.

Научный руководитель

старший преподаватель ______________ Жумабаева А.С.

Астана 2016

Содержание

Введение

Сегодня наша республика стремится занять свое место в ряду космических держав мира. В настоящее время проводятся международные процедуры по присоединению Республики Казахстан к режиму контроля ракетных технологий, что позволит нашей стране стать полноправным участником международной космической деятельности. [1].

В Республике Казахстан развитие космической деятельности связывается с принятием первой Государственной программы развития космической деятельности на 2010-2014 годы, утвержденной указом Главы Государства. В ходе исполнения программы в 2007 году Указом Президента Республики Казахстан было создано Национальное космическое агентство «Казкосмос» – самостоятельный центральный орган государственного управления, ответственный за реализацию государственной политики, государственного регулирования и межотраслевой координации в области космической деятельности. [2].

Президентом Республики Казахстан поставлены следующие задачи:

- построение единого технологического процесса, позволяющего осуществлять космические проекты от разработки, производства, и испытания до запуска и дальнейшей эксплуатации космических систем и комплексов;

- сотрудничество с мировыми разработчиками космической техники для обеспечения полного трансферта космических технологий в Казахстан;

- ориентированность космических систем и комплексов на предоставление качественной продукции различным потребителям.

В ходе исполнения вышеперечисленных задач Казахстан участвует в настоящее время в различных международных космических программах и проектах:

- «Kazsat» – создание и запуск космических аппаратов связи и вешания;

- проекты, связанные с дистанционным зондированием Земли;

- создание системы высокоточной спутниковой навигации;

- создание сборочно-испытательного комплекса космических аппаратов;

- развитие Национальной системы космического мониторинга;

Для этого Республика Казахстан имеет:

- космодром Байконур со всеми необходимыми наземными и стартовыми комплексами;

- дружественные связи с ведущими космическими державами, такими как Россия и Украина;

- отечественные научно-исследовательские институты, лаборатории и металлургические и химические производства, которые ориентированы на получение практически всех элементов таблицы Менделеева;

- отечественные металлообрабатывающие, приборостроительные заводы с собственными испытательными стендами и полигонами, производящие высокотехнологичную продукцию;

- отечественные научно-исследовательские институты и лаборатории в области механики, математики, физики, термодинамики, теории управления и вычислительной техники;

- специалисты, работавшие в ракетно-космических отраслях СССР и в настоящее время проживающие в Казахстане;

- опыт участия в совместных международных программах «Kazsat» и «Байтерек», а также опыт эксплуатации первого спутника Казахстана «Kazsat».

За последние несколько лет приоритеты в разработке космических аппаратов значительно изменились. Проектирование малых космических аппаратов получило преимущество над большими космическими аппаратами в плане экономической целесообразности, быстроты разработки и простоты эксплуатации.

Появился общий стандарт для спутников класса нано в виде спутников CubeSat для образовательных учереждении, что позволяет удешивить и облегчить процесс разработки КА для исследовательских и образовательных программ. Данный стандарт был разработан Политехническим университетом штата Калифорнии (CalPoly) и специалистами НАСА.

Одной из важнейших бортовых систем любого космического аппарата, которая в первую очередь определяет его тактико-технические характеристики, надежность, срок службы и экономическую эффективность, является система электроснабжения. Поэтому проблемы разработки, исследования и создания систем электроснабжения космических аппаратов имеют первостепенное значение.

Актуальными проблемами являются изучение особенностей функционирования источников электроэнергии космического назначения, разработка и исследование их математических моделей.

Цель дипломной работы заключается в проектировании системы автономного питания космического аппарата, которая станет основой для проектирования системы энергоснабжения реальных космических аппаратов типа CubeSat.

Задачи, решаемые в дипломной работе:

- провести анализ принципов построения и средств автоматики систем энергоснабжения космических аппаратов

- разработать алгоритмы работы компонентов системы энергоснабжения

- разработать математическое обеспечение системы энергоснабжения наноспутника

- разработка функциональной схемы;

- разработка общей компоновочной схемы;

- расчёт энергопотребления КА и мощность вырабатываемого электричества солнечными панелями;

Анализ принципов построения и средств автоматики систем энергоснабжения космических аппаратов