Kosmik kemalar uchun quyosh panellarini qurish. Kosmik quyosh modullari

Ixtiro raketa va kosmik texnologiyalarga, xususan, kosmik kemalarning quyosh batareyalarining strukturaviy elementlariga tegishli. Kosmik kemaning quyosh batareyasining qo'llab-quvvatlovchi paneli ramka va yuk ko'taruvchi yuqori va pastki tagliklarni o'z ichiga oladi. Ko'rsatilgan tagliklar va ramka o'rtasida chuqurchalar shaklidagi plomba va yuk ko'taruvchi qismlar tagliklarga perpendikulyar ravishda germetik tarzda o'rnatiladi. Asal qoliplarining ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'lash uchun ixtironing har bir variantida plomba va yuk ko'taruvchi qismlarning har bir chuqurchalarining yon yuzalarida drenaj teshiklari mavjud. Asal qoliplarining ichki hajmlarini tashqi muhit bilan bog'lash uchun ixtironing birinchi versiyasi kamida bitta ramka elementida drenaj teshiklarini yaratishni o'z ichiga oladi, ixtironing ikkinchi versiyasi panelning pastki poydevorida drenaj teshiklarini teng ravishda yasashni nazarda tutadi. uning sirt maydoni va ixtironing uchinchi versiyasi kamida bitta ramka elementida va panelning pastki poydevorida uning sirt maydoni bo'ylab teng ravishda drenaj teshiklarini yasashni nazarda tutadi. Bunday holda, yuk ko'taruvchi panelning ko'rsatilgan konstruktiv elementlaridagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni hujayralardagi gazsimon muhitning umumiy hajmini, drenaj teshiklarining oqim tezligini va maksimal bosim farqini hisobga olgan holda aniqlanadi. panel asoslarida harakat qiluvchi raketa uchish yo'li bo'ylab gaz muhitining. Ixtiro kosmik kemaning quyosh batareyalarining yuk ko'taruvchi panellarining strukturaviy mustahkamligini ularning massasini oshirmasdan oshirish, panellarni ishlab chiqarish va o'rnatish texnologiyasini soddalashtirish va ulardan foydalanish ishonchliligini oshirish imkonini beradi. 3 n.p. f-ly, 4 kasal.

Ixtiro aerogasdinamika sohasiga tegishli samolyot(LA) va raketa fanida uch qavatli yuk ko'taruvchi sxema bo'yicha tayyorlangan kosmik kemalar (SC) uchun quyosh batareyasi panellarini (SB) loyihalash va yaratishda foydalanish mumkin.

Aviatsiyada samolyot elementlarini (fyuzelyaj, dum, qanot va boshqalar) ishlab chiqarishda ma'lum va keng qo'llaniladigan uch qavatli yuk ko'taruvchi sxema bo'yicha tayyorlangan, yuqori va pastki poydevorlarni qo'llab-quvvatlovchi ramka (ramka) o'rtasida joylashgan panellardir. qaysi chuqurchalar shaklidagi plomba o'rnatilgan.

Samolyot elementlariga ta'sir qiluvchi taqsimlangan yuklarni o'zlashtirish va uzatish uchun mo'ljallangan, ko'plab chuqurchalar yadroli uch qatlamli sxema bo'yicha tayyorlangan panellar katta qattiqlik va yuqori yuk ko'tarish qobiliyatini ta'minlaydi. Panel yuklanganda, kesishga chidamli va engil ko'plab chuqurchalar yadrosi ko'ndalang kesishni o'zlashtiradi va bo'ylama siqilish paytida yupqa yuk ko'taruvchi qatlamlarni barqarorlikni yo'qotishdan himoya qiladi.

Ushbu texnik yechimning kamchiliklari qatoriga samolyotning parvoz balandligi o'zgarganda samolyotning parvoz yo'li bo'ylab panel elementlariga ta'sir qiluvchi sezilarli bosim farqlari tufayli ramka elementlari va panellarning yuk ko'taruvchi asoslari og'irligi oshishi kiradi.

Raketasozlikda ishlatiladigan kosmik kemalarning SB panellari ma'lum bo'lib, ularda kosmik kemaning elektr ta'minoti tizimining sezgir elementlarini (fotoelektrik konvertorlar) o'rnatish uchun mo'ljallangan. Panellar, shuningdek, uch qavatli yuk ko'taruvchi sxema bo'yicha ishlab chiqariladi va yuqori va pastki tagliklarni qo'llab-quvvatlaydigan ramkani o'z ichiga oladi, ular orasida chuqurchalar shaklidagi plomba germetik tarzda o'rnatiladi, shuningdek, germetik ravishda perpendikulyar ravishda o'rnatilgan yuk ko'taruvchi qismlar. panelning qattiqligini oshirish uchun asoslar. SB paneli strukturasining og'irligini kamaytirish uchun ramka, yuk ko'taruvchi tagliklar va qismlar engil materiallardan tayyorlanadi.

Raketasozlikda qo'llaniladigan SB kosmik kemasining yuk ko'taruvchi panellari, shuningdek, aviatsiyada qo'llaniladigan panellar ko'plab chuqurchalar yadroli SB panelining uch qatlamli strukturasining katta qattiqligi va yuqori yuk ko'tarish qobiliyatini ta'minlaydi.

Ushbu texnik yechimning kamchiliklari orasida yuk ko'taruvchi SB panellarining strukturaviy mustahkamligi pasayganligi va panelni ishlab chiqarish va ishlatish texnologiyasida jiddiyroq aerodinamik yuklar tufayli og'ish bo'lsa, uning umumiy va mahalliy barqarorligini yo'qotish ehtimoli mavjud. aviatsiya yuklari bilan solishtirganda, kosmik kemaning SB panellari elementlariga ta'sir qiladi. Bunday holda, raketaning (LV) parvoz yo'li bo'ylab kosmik kemaning SC paneliga ta'sir qiluvchi tashqi bosim kengroq diapazonda o'zgarib turadi: atmosferadan (LV ishga tushirilganda Yer darajasida) uchirish paytida deyarli nolga qadar. sayyoralararo kosmosga kiradi va raketa uchish yo'li bo'ylab muhrlangan panel ichidagi bosim atmosfera bo'lib qoladi.

Ixtironing maqsadi kosmik kemani sayyoralararo fazoga raketa bilan olib chiqqanda ularning massasini oshirmasdan, uning tayanch panellarining strukturaviy mustahkamligini oshirishdan iborat.

Muammo shu tarzda hal qilinadi (1-variant) SB KA yuk ko'taruvchi panelda, ramka, yuk ko'taruvchi yuqori va pastki tagliklari, ular orasida chuqurchalar shaklidagi plomba germetik tarzda o'rnatilgan, yuk ko'taruvchi qismlar germetik tarzda o'rnatiladi. asoslarga perpendikulyar o'rnatilgan, ixtiroga ko'ra, plomba va bo'linmalarning har bir chuqurchasining yon yuzalarida chuqurchalarning ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'laydigan drenaj teshiklari orqali va ramkada kamida bitta elementda joylashgan. Ramkada chuqurchalarning ichki hajmlarini tashqi muhit bilan bog'laydigan drenaj teshiklari mavjud, shu bilan birga chuqurchalar, bo'laklar va ramkalardagi drenaj teshiklarining umumiy samarali maydoni nisbatlar bo'yicha aniqlanadi:

S 2 [sm 2] - ramkadagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni;

a, b - raketaning traektoriya parametrlariga bog'liq bo'lgan koeffitsientlar, ramkadagi drenaj teshiklarining samarali maydonining panellar asoslariga ta'sir qiluvchi traektoriya bo'ylab maksimal bosim tushishiga bog'liqligi egri chizig'iga yaqinlashadi.

Muammo shu tarzda hal qilinadi (2-variant) SB KA yuk ko'taruvchi panelida ramka, yuk ko'taruvchi yuqori va pastki tagliklari mavjud bo'lib, ular orasida chuqurchalar shaklidagi plomba germetik tarzda o'rnatiladi, yuk ko'taruvchi qismlar mavjud. ixtiroga ko'ra, tagliklarga perpendikulyar ravishda o'rnatilgan, har bir chuqurchalar to'ldiruvchisi va bo'linmalarining yon yuzalarida, chuqurchalarning ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'laydigan drenaj teshiklari va panelning pastki poydevorida teng ravishda bo'ylab o'rnatiladi. uning sirt maydoni, chuqurchalarning ichki hajmlarini tashqi muhit bilan bog'laydigan drenaj teshiklari amalga oshiriladi, shu bilan birga chuqurchalar, bo'laklar va pastki poydevordagi drenaj teshiklarining umumiy samarali maydoni munosabatlardan aniqlanadi:

S 1 [sm 2] - chuqurchaning oxirgi yuzasidagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni;

S 3 [sm 2] - pastki poydevordagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni;

V [m 3 ] - chuqurchalardagi gazsimon muhitning umumiy hajmi;

m.GIF; 1 - chuqurchalar va bo'linmalardagi drenaj teshiklarining oqim tezligi;

m.GIF; 3 - pastki taglikdagi drenaj teshiklarining oqim tezligi;

D.GIF; P [kgf/sm 2 ] - panel tagida harakat qiluvchi raketa uchish yo'li bo'ylab gaz muhitining maksimal bosim farqi;

a, b - raketaning traektoriya parametrlariga bog'liq bo'lgan koeffitsientlar, panellar asoslaridagi drenaj teshiklarining samarali maydonining asosiy traektoriya bo'ylab maksimal bosim farqiga bog'liqligi egri chizig'iga yaqinlashadi. panel.

Muammo shu tarzda hal qilinadi (3-variant) SB KA yuk ko'taruvchi panelida ramka, yuk ko'taruvchi yuqori va pastki tagliklari mavjud bo'lib, ular orasida chuqurchalar shaklidagi plomba germetik tarzda o'rnatiladi, yuk ko'taruvchi qismlar mavjud. ixtiroga ko'ra, asoslarga perpendikulyar ravishda o'rnatilgan, har bir chuqurchaning yon yuzalarida plomba va bo'laklar chuqurchalarning ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'laydigan drenaj teshiklari orqali va ramkada kamida bitta elementda joylashgan. ramka va panelning pastki poydevorida drenaj teshiklari uning yuzasi bo'ylab teng ravishda amalga oshiriladi, bu chuqurchalarning ichki hajmlarini tashqi muhit bilan bog'laydi, bu holda chuqurchalardagi drenaj teshiklarining umumiy samarali maydoni. , bo'limlar, ramka va pastki taglik nisbatlar bo'yicha aniqlanadi:

S 1 [sm 2] - chuqurchaning oxirgi yuzasidagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni;

S 2, S 3 [sm 2] - mos ravishda ramka va pastki taglikdagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni;

V [m 3 ] - chuqurchalardagi gazsimon muhitning umumiy hajmi;

m.GIF; 1 - chuqurchalar va bo'linmalardagi drenaj teshiklarining oqim tezligi;

m.GIF; 2 , m.GIF; 3 - mos ravishda paneldagi ramka va pastki taglikdagi drenaj teshiklarining oqim tezligi;

D.GIF; P [kgf/sm 2 ] - panelning tagida harakat qiluvchi LV parvoz yo'li bo'ylab gaz muhitining maksimal bosim farqi;

Ixtironing texnik natijalari quyidagilardan iborat:

SB panelining asoslari va sezgir elementlariga ta'sir qiluvchi bosim pasayishlarini chuqurchalar yadrosining devorlariga ta'sir qiluvchi minimal ruxsat etilgan bosim tomchilari bilan kamaytirish;

Asal qoliplari, ramkalar, yuk ko'taruvchi tagliklar va panel bo'linmalarida drenaj teshiklarining samarali maydonini aniqlash;

Drenaj teshiklarining samarali maydoniga traektoriya parametrlarining (Mach soni, parvoz balandligi H) ta'sirini aniqlash.

Ixtironing mohiyati kosmik kemaning SC panelining diagrammalari va uning elementlariga ta'sir qiluvchi ortiqcha bosimning o'zgarishlar grafigi bilan tasvirlangan.

1, 2 va 3-rasmlarda mos ravishda 1, 2 va 3-variantlarda tuzilgan kosmik kemaning SB panelining diagrammalari ko'rsatilgan va uning qismlari ajratilgan, bu erda:

2 - yuqori tayanch;

3 - pastki taglik;

4 - to'ldiruvchi;

5 - bo'limlar;

6 - drenaj teshiklari;

7 - sezgir elementlar.

Bu erda o'qlar panel plombasining chuqurchalarida gaz muhitining oqim yo'nalishini va uning tashqi muhitga chiqishini ko'rsatadi.

4-rasmda D.GIF raketasining parvoz yo'li bo'ylab maksimal bosim pasayishiga bog'liqligi ko'rsatilgan; P(D.GIF; P=Pvn-Pnar) drenaj teshiklarining oqim uchastkalarining nisbiy samarali maydonidan panellar asoslariga ta'sir qiluvchi gazsimon muhit m.GIF; S/V, bu erda:

Pvn - panel ichidagi gazsimon muhitning bosimi (to'ldiruvchining chuqurchalarida);

Pnar - gaz muhitining paneldan tashqaridagi bosimi.

Tayanch paneli SB kosmik kemasi (1, 2, 3-rasm) ramka 1, qo'llab-quvvatlovchi yuqori tayanch 2 va pastki taglik 3, shuningdek, ushbu asoslarga perpendikulyar o'rnatilgan yuk ko'taruvchi qismlar 5 ni o'z ichiga oladi. Poydevorlar orasiga germetik tarzda asal qolipi shaklidagi plomba 4 o'rnatilgan. Kosmik kemaning elektr ta'minoti tizimining 7 sensor elementlari 2-ustki poydevorga o'rnatilgan.

Har bir chuqurchaning yon yuzalarida plomba 4 va yuk ko'taruvchi qismlar 5, prototipdan farqli o'laroq, har bir versiyada chuqurchalarning ichki hajmlarini bir-biri bilan va tashqi muhit bilan bog'laydigan drenaj teshiklari 6 mavjud (A ko'rinishi va bo'limga qarang). BB bo'ylab).

1-variantda (1-rasm) chuqurchaning ichki hajmlari tashqi muhit bilan 1-ramkada, hech bo'lmaganda uning elementlaridan birida qilingan drenaj teshiklari 6 orqali aloqa qiladi.

2-variantda (2-rasm) ko'plab chuqurchalar ichki hajmlari tashqi muhit bilan uning poydevori maydoni bo'ylab teng ravishda joylashgan yuk ko'taruvchi pastki poydevorda 3 qilingan drenaj teshiklari 6 orqali aloqa qiladi.

3-variantda (3-rasm) chuqurchaning ichki hajmlari tashqi muhit bilan 1-ramkada, hech bo'lmaganda uning elementlaridan birida, shuningdek yuk ko'taruvchi pastki tagida 3 qilingan drenaj teshiklari 6 orqali aloqa qiladi. uning asosining maydoni bo'ylab teng ravishda joylashgan.

Drenaj teshiklarining panel asoslari maydoni bo'ylab bir xil joylashishi tufayli agregat chuqurchalardagi bosimning bir xil yoki bir xil taqsimlanishi va natijada panel asoslariga ta'sir qiluvchi bosim farqlari ta'minlanadi. Bu notekis bosim farqlari tufayli panel elementlarining birlashmasidagi stress kontsentratsiyasini yo'q qiladi, bu panelni ishlab chiqarish texnologiyasini soddalashtirishga va uni ishlab chiqarishda yashirin nuqsonlar mavjud bo'lganda, masalan, individual ravishda ishlashda ishonchliligini oshirishga olib keladi. ko'plab chuqurchalar yadrosining elementlari yuk ko'taruvchi asoslarga yopishtirilmagan.

Panelni drenajlash variantini tanlash konstruktiv va konstruktiv xususiyatlarni hisobga olgan holda raketaning parvoz yo'li bo'ylab panellar asoslariga ta'sir qiluvchi ruxsat etilgan operatsion yuklar bilan belgilanadi. texnologik xususiyatlar panellar ishlab chiqarish.

Ramkadagi 1, to'ldiruvchi chuqurchalar 4, bo'linmalar 5 va pastki poydevor 3 dagi drenaj teshiklarining umumiy samarali maydoni raketaning ma'lum bir parvoz yo'li uchun (1), (2) va () munosabatlari bilan belgilanadi. 3), mos ravishda 1, 2 va 3 variantlari uchun, ushbu munosabatlarga kiritilgan a va b koeffitsientlarini hisobga olgan holda, ular raketa traektoriyasining parametrlariga bog'liq.

Formulalar (1), (2) va (3) m.GIF drenaj teshiklarining nisbiy umumiy samarali maydoniga bog'liqligining matematik tavsifini o'z ichiga oladi; ·LV parvoz yo'li bo'ylab maksimal bosim tushishidan S/V D.GIF; P va quvvat bo'limlari 5, yuqori tayanch 2 va pastki taglik 3 bo'lgan to'ldiruvchining drenajlangan chuqurchalari orqali hosil bo'lgan gaz-dinamik o'zaro bog'langan idishlar tizimidagi gaz muhiti oqimini tahlil qilish natijalaridan olingan. tashqi muhit.

Raketa fanida 1-ramka uglerod tolasidan, yuk ko'taruvchi asoslar 2 va 3, shuningdek, yuk ko'taruvchi qismlar 5 titandan qilingan. Asal ko'rinishidagi plomba 4 dan tayyorlanadi alyuminiy qotishmasi va germetik tarzda panelning yuqori poydevoriga 2 va pastki poydevoriga 3, masalan, aviatsiya elim VKV-9 yordamida biriktirilgan. Shuningdek, sezgir elementlar 7 SB yuqori taglikka 2 biriktirilgan.

SB KA tashuvchi paneli quyidagicha ishlaydi.

Plomba 4 va panel elementlarining (1, 2 va 3-rasm) har bir chuqurchaning lateral yuzalarida prototipdan farqli o'laroq, bosh birligining bir qismi sifatida kosmik kemaning parvozi paytida drenaj teshiklari 6 qilinganligi sababli. raketaning, shuningdek, kosmik kemaning avtonom parvozida, yarmarkaning bosh blokini tushirgandan so'ng, gaz muhiti plomba 4 ning chuqurchalari, quvvat qismlari 5 o'rtasida oqadi va 1-ramkadagi drenaj teshiklari orqali oqib chiqadi. va pastki taglik 6 tashqi muhitga (portlovchi bo'ylab bo'limga qarang). Gaz muhitining oqimi 4-to'ldiruvchining chuqurchalarida bosimni tenglashtirishda ahamiyatsiz kechikish bilan sodir bo'ladi.

Bunda gaz muhitining to'ldiruvchining 4 chuqurchalaridan tashqi muhitga chiqishi subsonik tezlikda uni to'ldiruvchining 4 chuqurchalarida to'sib qo'ymasdan sodir bo'ladi, chunki umumiy samarali maydonlar m.GIF; 2 ·S 2 drenaj teshiklari 6 ramka 1 va m.GIF; 3 ·S 3 - pastki bazada 3 ta jami samarali maydon m.GIF dan katta yoki unga tenglashtiriladi; 1 ·S 1 to‘ldiruvchi uyalar ichida 4 quvvatli qismlar 5 (m.GIF; 2 ·S 2 ≥.GIF; m.GIF; 1 ·S 1 , m.GIF; 3 ·S 3 ≥.GIF; m.GIF ; 1·S 1).

LV bosh birligining bir qismi sifatida kosmik kemaning parvozi paytida maksimal bosim tushishi D.GIF amalga oshiriladi; P (4-rasm), (1), (2) va (3) formulalarga muvofiq 2 va 3-panellar asoslarida harakat qiladi. Bunday holda, 4-to'ldiruvchining asal chuqurchasidan gazsimon muhit bosh pardasi ostidagi yopiq hajmga oqib o'tadi, bunda ruxsat etilgan maksimal bosim farqi, raketaning uchish yo'li bo'ylab tashqi bilan taqqoslanadi. bo'linmali drenaj tizimidan foydalangan holda ma'lum texnik yechim.

Kosmik kemaning avtonom parvozi paytida korpus paneli ichida atmosferaga yaqin (statik) ichki bosim P VN o'rnatiladi. atrofdagi atmosfera). O'zgarishlar D.GIF; Bunday holda, plomba 4 ning chuqurchalari orasidagi P bosimi, shuningdek, plomba 4 chuqurchalaridagi ichki bosim Pvn va panelning yuqori asosi 2 va pastki poydevori 3 ga ta'sir qiluvchi Pnar tashqi muhiti, nolga yaqin.

Shunday qilib, panel elementlariga ta'sir qiluvchi bosim pasayishlari va unga o'rnatilgan kosmik kemaning elektr ta'minoti tizimining sezgir elementlari kamayadi. Shunday qilib, SB kosmik kemasining strukturaviy mustahkamligi kosmik kemaning massasini oshirmasdan oshiriladi, bu esa belgilangan vazifani bajarishga olib keladi.

Bundan tashqari, panel elementlariga ta'sir qiluvchi bosim farqlarining kamayishi tufayli SB kosmik apparati panelini ishlab chiqarish va o'rnatish texnologiyasi soddalashtiriladi va uning ishlash ishonchliligi ortadi.

Proton raketasi tomonidan uchirilgan Yamal kosmik kemasi uchun ishlab chiqilgan kuzov paneli uchun olib borilgan hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, bosim D.GIF tushadi; Panelning asosiga ta'sir qiluvchi P, prototip bilan solishtirganda, kattalik tartibida kamayadi va amalda nolga yaqinlashadi.

Ayni paytda texnik yechim tajriba sinovidan o‘tgan va korxona tomonidan ishlab chiqilayotgan kosmik kemalarda joriy etilmoqda.

Texnik yechim har xil turdagi kosmik kemalar uchun ishlatilishi mumkin: Yerga yaqin, sayyoralararo, avtomatik, boshqariladigan va boshqa kosmik kemalar.

Texnik yechim aviatsiyada ham qo'llanilishi mumkin, masalan, SB panelini samolyot qanoti elementining bir qismi sifatida ishlatganda. Bunday holda, panel elementlaridagi drenaj teshiklarining samarali maydoni samolyotning parvoz yo'li bo'ylab qanot elementlariga ta'sir qiluvchi maksimal bosim farqlarini hisobga olgan holda aniqlanadi.

Adabiyot

1. Aviatsiya. Entsiklopediya. M.: TsAGI, 1994, 529-bet.

2. Ikki asr bo‘sag‘asida (1996-2001 yillar). Ed. akad. Yu.P.Semenova. M.: S.P. Korolev nomidagi "Energiya" RSC, 2001, 834-bet.

3. Patent RU 2145563 C1.

Talab

1. Kosmik kema quyosh batareyasining tayanch paneli, o'z ichiga rom, qo'llab-quvvatlovchi ustki va pastki asoslari bo'lib, ular orasida chuqurchalar shaklidagi plomba germetik tarzda o'rnatiladi va poydevorlarga perpendikulyar quvvat bo'laklari drenaj teshiklari orqali amalga oshiriladi. har bir chuqurchaning yon yuzalarida hujayralarning ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'laydigan plomba va quvvat bo'limlari va kamida bitta ramka elementida hujayralarning ichki hajmlarini tashqi muhit bilan bog'laydigan drenaj teshiklari mavjud, shu bilan birga jami Hujayralar, yuk ko'taruvchi qismlar va ramkalardagi drenaj teshiklarining samarali maydoni nisbatlar bo'yicha aniqlanadi.

S 2 - ramkadagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni, sm 2;

m.GIF; 2 - ramkadagi drenaj teshiklarining oqim tezligi;

a, b - raketaning traektoriya parametrlariga bog'liq bo'lgan koeffitsientlar, ramkadagi drenaj teshiklarining samarali maydonining panel asoslariga ta'sir qiluvchi traektoriya bo'ylab maksimal bosim tushishiga bog'liqligi egri chizig'iga yaqinlashadi.

2. Kosmik kema quyosh batareyasining tayanch paneli, o'z ichiga rom, qo'llab-quvvatlovchi yuqori va pastki tagliklari bo'lib, ular orasida chuqurchalar shaklidagi plomba germetik tarzda o'rnatiladi va poydevorga perpendikulyar bo'lgan quvvat bo'linmalari drenaj teshiklari bilan ajralib turadi. plomba va quvvat bo'linmalarining har bir chuqurchalarining yon yuzalari, asal qoliplarining ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'laydi va panelning pastki tagida drenaj teshiklari uning yuzasi bo'ylab teng ravishda amalga oshiriladi, chuqurchalarning ichki hajmlari bilan bog'lanadi. tashqi muhit, ko'plab chuqurchalar, quvvat bo'limlari va panelning pastki poydevoridagi drenaj teshiklarining umumiy samarali maydoni nisbatlardan aniqlanadi.

m.GIF; 1 ·S 1 /V=a·D.GIF; P-b,

bu erda S 1 - chuqurchalar va quvvat bo'linmalarining yon yuzalarida drenaj teshiklarining umumiy maydoni, sm 2;

S 3 - panelning pastki poydevoridagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni, sm 2;

V - hujayralardagi gaz muhitining umumiy hajmi, m3;

m.GIF; 1 - chuqurchalar va quvvat bo'linmalarining yon yuzalarida drenaj teshiklarining oqim tezligi;

m.GIF; 3 - panelning pastki poydevoridagi drenaj teshiklarining oqim tezligi;

D.GIF; P - panel asosiga ta'sir qiluvchi raketa uchish yo'li bo'ylab gaz muhitining maksimal bosim farqi, kgf / sm 2;

a, b - raketaning traektoriya parametrlariga bog'liq bo'lgan koeffitsientlar, panelning pastki poydevoridagi drenaj teshiklarining samarali maydonining poydevorga ta'sir qiluvchi traektoriya bo'ylab maksimal bosim tushishiga bog'liqligi egri chizig'iga yaqinlashadi. paneldan.

3. Kosmik kema quyosh batareyasining qo'llab-quvvatlovchi paneli, qo'llab-quvvatlovchi yuqori va pastki tagliklari, ular orasiga germetik tarzda o'rnatiladigan chuqurchalar shaklidagi plomba va poydevorlarga perpendikulyar bo'lgan quvvat bo'linmalari, drenaj teshiklari orqali amalga oshirilishi bilan tavsiflanadi. har bir to'ldiruvchi ko'plab chuqurchalar va quvvat bo'linmalarining yon yuzalari, chuqurchalarning ichki hajmlarini bir-biri bilan bog'laydi va ramkaning kamida bitta elementida va panelning pastki tagida drenaj teshiklari uning yuzasi bo'ylab teng ravishda amalga oshiriladi; chuqurchalarning ichki hajmlarini tashqi muhit bilan bog'lash, shu bilan birga chuqurchalar, quvvat bo'limlari, ramka va panelning pastki poydevoridagi drenaj teshiklarining umumiy samarali maydoni munosabatlardan aniqlanadi.

m.GIF; 1 ·S 1 /V=a·D.GIF; P-b,

m.GIF; 2 ·S 2 /V≥.GIF; m.GIF; 1 S 1 /V,

m.GIF; 3·S 3 /V≥.GIF; m.GIF; 1 S 1 /V,

bu erda S 1 - chuqurchalar va quvvat bo'linmalarining yon yuzalarida drenaj teshiklarining umumiy maydoni, sm 2;

S 2, S 3 - paneldagi ramka va pastki poydevordagi drenaj teshiklarining umumiy maydoni, mos ravishda, sm 2;

V - hujayralardagi gaz muhitining umumiy hajmi, m3;

m.GIF; 1 - chuqurchalar va quvvat bo'linmalarining yon yuzalarida drenaj teshiklarining oqim tezligi;

m.GIF; 2 , m.GIF; 3 - mos ravishda paneldagi ramka va pastki taglikdagi drenaj teshiklarining oqim koeffitsientlari;

D.GIF; P - panel asosiga ta'sir qiluvchi raketa uchish yo'li bo'ylab gaz muhitining maksimal bosim farqi, kgf / sm 2;

a, b - raketaning traektoriya parametrlariga bog'liq bo'lgan koeffitsientlar, panelning ramka va pastki poydevoridagi drenaj teshiklarining samarali maydonining harakat traektoriyasi bo'ylab maksimal bosim farqiga bog'liqligi egri chizig'iga yaqinlashadi. panelning asosi.

ISSda quyosh batareyasi

Quyosh batareyasi - bir nechta kombinatsiyalangan fotoelektrik konvertorlar (fotosellar) - quyosh energiyasini to'g'ridan-to'g'ri energiyaga aylantiradigan yarim o'tkazgichli qurilmalar elektr toki, farqli o'laroq quyosh kollektorlari, sovutish suvi materialini isitishni ishlab chiqarish.

Quyosh nurlanishini issiqlik va elektr energiyasiga aylantirishga imkon beradigan turli xil qurilmalar quyosh energiyasida tadqiqot ob'ekti hisoblanadi (yunoncha helios lelios, Helios -). Fotovoltaik elementlar va quyosh kollektorlarini ishlab chiqarish turli yo'nalishlarda rivojlanmoqda. Quyosh panellari turli o'lchamlarda bo'ladi, mikrokalkulyatorlarga o'rnatilganidan tortib, avtomobillar va binolarning tomlarini egallaganlargacha.

Hikoya

Quyosh xujayralarining birinchi prototiplari asli arman bo'lgan italiyalik fotokimyogari Giakomo Luiji Ciamician tomonidan yaratilgan.

1954 yil 25 aprelda Bell Laboratories elektr tokini ishlab chiqarish uchun kremniy asosidagi birinchi quyosh xujayralari yaratilganini e'lon qildi. Ushbu kashfiyotni kompaniyaning uchta xodimi - Kalvin Sauter Fuller, Deril Chapin va Jerald Pirson amalga oshirdi. Oradan 4 yil o‘tib, 1958-yil 17-martda Amerika Qo‘shma Shtatlarida birinchi quyosh panelli Vanguard 1 uchirildi, oradan bir necha oy o‘tib, 1958-yil 15-mayda Sputnik 3 SSSRda ham uchirildi. quyosh panellaridan foydalanish.

Kosmosda foydalaning

Quyosh panellari olishning asosiy usullaridan biridir elektr energiyasi bo'yicha: ular uzoq vaqt davomida hech qanday materiallarni iste'mol qilmasdan ishlaydi va shu bilan birga yadroviy va yadrodan farqli ravishda ekologik jihatdan qulaydir.

Biroq, Quyoshdan katta masofada (orbitadan tashqarida) uchishda ulardan foydalanish muammoli bo'lib qoladi, chunki quyosh energiyasi oqimi Quyoshdan masofa kvadratiga teskari proportsionaldir. Uchish paytida va aksincha, quyosh panellarining kuchi sezilarli darajada oshadi (Venera mintaqasida 2 marta, Merkuriy mintaqasida 6 marta).

Fotoelementlar va modullarning samaradorligi

Atmosferaga kirishda quyosh radiatsiya oqimining kuchi (AM0) taxminan 1366 vattni tashkil qiladi. kvadrat metr(shuningdek qarang: AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D). Shu bilan birga, Evropada quyosh nurlanishining o'ziga xos kuchi juda bulutli ob-havo sharoitida, hatto kunduzi ham 100 Vt / m² dan kam bo'lishi mumkin. Sanoatda ishlab chiqariladigan keng tarqalgan quyosh panellari yordamida bu energiya 9-24% samaradorlik bilan elektr energiyasiga aylantirilishi mumkin. Bunday holda, batareyaning narxi har bir vatt nominal quvvat uchun taxminan 1-3 AQSh dollarini tashkil qiladi. Quyosh batareyalaridan foydalangan holda elektr energiyasini sanoat ishlab chiqarish uchun kVt/soat narxi 0,25 AQSh dollarini tashkil qiladi.Yevropa fotovoltaik assotsiatsiyasi (EPIA) ma'lumotlariga ko'ra, 2020 yilga kelib quyosh tizimlari tomonidan ishlab chiqariladigan elektr energiyasining narxi bir kVt/soat uchun 0,10 evrodan kam tushadi. sanoat inshootlari va turar-joy binolarida o'rnatish uchun kVt / soat uchun 0,15 € dan kam.

2009 yilda Spectrolab (Boeing sho'ba korxonasi) 41,6% samaradorlikka ega quyosh batareyasini namoyish etdi. 2011 yil yanvar oyida ushbu kompaniyaning 39% samaradorlikka ega quyosh batareyalari bozorga chiqishi kutilgan edi. 2011 yilda Kaliforniyaning Solar Junction kompaniyasi 5,5x5,5 mm o'lchamdagi quyosh batareyasi uchun 43,5% samaradorlikka erishdi, bu avvalgi rekorddan 1,2% yuqori.

2012-yilda Morgan Solar polimetilmetakrilat (pleksiglas), germaniy va galliy arsenididan kontsentratorni quyosh batareyasi o‘rnatilgan panel bilan birlashtirgan holda Sun Simba tizimini yaratdi. Panel statsionar bo'lganida tizimning samaradorligi 26-30% (yil vaqtiga va Quyosh joylashgan burchakka qarab), kristalli kremniyga asoslangan quyosh batareyalarining amaliy samaradorligidan ikki baravar ko'p edi.

2013-yilda Sharp 44,4% samaradorlik bilan indiy galliy arsenid bazasida 4x4 mm o'lchamdagi uch qavatli quyosh batareyasini va Fraungofer quyosh energiyasi tizimlari instituti, Soitec, CEA-Leti va Helmgoltz markazidan bir guruh mutaxassislarni yaratdi. Berlin Fresnel linzalari yordamida 44,7% samaradorlik bilan fotoselni yaratdi va o'zining 43,6% yutug'idan oshib ketdi. 2014-yilda Fraunhofer Quyosh energiyasi tizimlari instituti yorug‘likni juda kichik fotoelementga qaratuvchi linzalar tufayli 46% samaradorlikka ega bo‘lgan quyosh batareyalarini yaratdi.

2014-yilda ispan olimlari kremniydan quyoshdan keladigan infraqizil nurlanishni elektr energiyasiga aylantira oladigan fotovoltaik elementni yaratdilar.

Istiqbolli yo'nalish - kichik antennada (taxminan 200-300 nm) yorug'lik (ya'ni, taxminan 500 TGs chastotali elektromagnit nurlanish) tomonidan induktsiya qilingan oqimlarni to'g'ridan-to'g'ri rektifikatsiya qilish orqali ishlaydigan nanoantennalar asosida fotosellarni yaratish. Nanoantennalar ishlab chiqarish uchun qimmatbaho xom ashyoni talab qilmaydi va 85% gacha potentsial samaradorlikka ega.

Fotoelementlarning samaradorligiga ta'sir qiluvchi omillar

Fotoelementlarning strukturaviy xususiyatlari harorat oshishi bilan panellarning ishlashini pasayishiga olib keladi.

Fotovoltaik panelning ishlash xususiyatlaridan ko'rinib turibdiki, eng katta samaradorlikka erishish uchun yuk qarshiligini to'g'ri tanlash kerak. Buning uchun fotovoltaik panellar to'g'ridan-to'g'ri yukga ulanmaydi, lekin uni ta'minlaydigan fotovoltaik tizimni boshqarish moslamasidan foydalaning. optimal rejim panelning ishlashi.

Ishlab chiqarish

Ko'pincha bitta fotosellar etarli quvvat ishlab chiqarmaydi. Shuning uchun, ma'lum miqdordagi fotovoltaik hujayralar fotovoltaik quyosh modullari deb ataladigan narsalarga birlashtiriladi va shisha plitalar orasiga armatura o'rnatiladi. Ushbu yig'ilish to'liq avtomatlashtirilgan bo'lishi mumkin.

2016 yilda (IPPTning asosiy bo'limi) kosmik kemalar uchun ultra engil kompozit to'rli quyosh paneli ishlab chiqilgan. SPbPU IPPT kontseptsiyasi doirasida ishlab chiqilgan engil qo'llab-quvvatlovchi tuzilma uch qavatli panellarni chuqurchalar yadrosi bilan almashtirish uchun mo'ljallangan. Mahsulot IPPT hamkori - Baltico kompaniyasi (Germaniya) korxonasida ishlab chiqarilgan.

Rivojlanish sanoat ko'rgazmalarida, jumladan, forumda bir necha bor namoyish etildi, bu erda, xususan, Rossiya sanoat va savdo vazirining birinchi o'rinbosari G.S. Nikitin va boshqa davlat amaldorlari, qator yetakchi sanoat korxonalari rahbarlari.

Innoprom-2016. Ilmiy direktor IPPT SPbPU, SPbPU muhandislik markazi rahbari A.I. Borovkov (o'ngda) IPPT SPbPU va Baltico GmbH tomonidan ishlab chiqilgan kosmik quyosh panellari uchun kompozit panelni Rossiya sanoat va savdo vazirining birinchi o'rinbosari G.S. Nikitin (markazda) va Rossiya Sanoat va savdo vazirligining dastgohlar va investitsiya muhandisligi departamenti direktori M.I. Ivanov

Kompozit panel, shuningdek, sanoat va savdo vaziri D.V. 2016-yil 7-noyabr kuni Buyuk Pyotr Sankt-Peterburg politexnika universitetiga tashrif buyurgan Manturov.

A.I. Borovkov Sanoat va savdo vazirligi boshlig'i D.V. Manturov IPPTda ishlab chiqilganlar haqida
ultra engil kompozit quyosh paneli

Material: kompozit - uglerod tolasi / epoksi matritsa

Texnologiya: Raqamli qo'shimchalar ishlab chiqarish. Uzluksiz tolalarni romga robot yordamida joylashtirish.

Ishlab chiqarish tsikli: 15 daqiqa

Ommaviy ishlab chiqarish narxi: 6000 rub./kv dan. m.

Texnologiyaning afzalliklari:

• mustahkamlovchi tolalar bo'ylab bir tomonlama kompozit materialning xususiyatlari maksimal darajada qo'llaniladi;
• to'g'ridan-to'g'ri jarayon, asosiy materiallardan foydalanish (roving va bog'lovchi);
• bilan mos keladi metall konstruktsiyalar;
• kam material iste'moli va tuzilmalarning narxi;
• chiqindisiz ishlab chiqarish;
• murakkab geometrik shakllarni ishlab chiqarish qobiliyati, modullilik;
• yuk ko'taruvchi konstruktsiyalarning og'irligini 20-30 barobarga kamaytirish;
• to'liq avtomatlashtirilgan texnologiya;
• ishlab chiqarish aniqligi 0,1-1,0 mm;
• mahalliy materiallardan foydalanish.

• Fantastik elektr stantsiyalari

Hech kimga sir emaski, yanada samarali, ekologik toza va arzon energiya uchun doimiy kurashga muvofiq, insoniyat qimmatbaho energiyaning muqobil manbalariga tobora ko'proq murojaat qilmoqda. Ko'pgina mamlakatlarda aholining juda ko'p qismi o'z uylarini elektr energiyasi bilan ta'minlash uchun quyosh modullaridan foydalanish zarurligini aniqladilar.

Ulardan ba'zilari moddiy resurslarni tejash bo'yicha qiyin hisob-kitoblar tufayli shunday xulosaga kelishgan, ba'zilari esa bunday mas'uliyatli qadamni qo'yishga majbur bo'lgan holatlar, ulardan biriga erishish qiyin. geografik joylashuv, ishonchli aloqa etishmasligiga olib keladi. Ammo quyosh panellari nafaqat borish qiyin bo'lgan joylarda kerak. Erning chetidan ancha uzoqroq chegaralar bor - bu kosmos. Kosmosdagi quyosh batareyasi kerakli miqdordagi elektr energiyasini ishlab chiqarishning yagona manbai hisoblanadi.

Kosmik quyosh energiyasi asoslari

Kosmosda quyosh panellaridan foydalanish g'oyasi birinchi marta yarim asrdan ko'proq vaqt oldin, sun'iy sun'iy sun'iy yo'ldoshlarning birinchi uchirilishi paytida paydo bo'lgan. O'sha paytda SSSRda fizika, ayniqsa, elektr energiyasi bo'yicha professor va mutaxassis Nikolay Stepanovich Lidorenko kosmik kemalarda cheksiz energiya manbalaridan foydalanish zarurligini asoslab berdi. Bunday energiya faqat quyosh modullari yordamida ishlab chiqarilgan quyosh energiyasi bo'lishi mumkin edi.

Hozirda barcha kosmik stansiyalar faqat quyosh energiyasidan ishlaydi.

Kosmosning o'zi bu masalada katta yordamchidir, chunki quyosh modullarida fotosintez jarayoni uchun zarur bo'lgan quyosh nurlari kosmosda juda ko'p va ularning iste'moliga hech qanday xalaqit bermaydi.

Erning past orbitasida quyosh panellaridan foydalanishning kamchiliklari fotografik plitani yaratish uchun ishlatiladigan materialga radiatsiya ta'siri bo'lishi mumkin. Ushbu salbiy ta'sir tufayli quyosh xujayralarining tuzilishi o'zgaradi, bu esa elektr ishlab chiqarishning pasayishiga olib keladi.

Fantastik elektr stantsiyalari

Butun dunyodagi ilmiy laboratoriyalarda hozirda xuddi shunday vazifa - quyoshdan bepul elektr energiyasini izlash amalga oshirilmoqda. Faqat shaxsiy uy yoki shahar miqyosida emas, balki butun sayyora miqyosida. Ushbu ishning mohiyati katta hajmli va shunga mos ravishda energiya ishlab chiqarishda quyosh modullarini yaratishdir.

Bunday modullarning maydoni juda katta va ularni er yuzasiga joylashtirish juda ko'p qiyinchiliklarga olib keladi, masalan:

• yorug'lik qabul qiluvchilarni o'rnatish uchun katta va bo'sh joylar,
• ob-havo sharoitlarining modullarning samaradorligiga ta'siri,
• texnik xizmat ko'rsatish va tozalash xarajatlari quyosh panellari.

Bu barcha salbiy tomonlar bunday monumental inshootni erga o'rnatishni istisno qiladi. Ammo chiqish yo'li bor. U Yerning past orbitasiga ulkan quyosh modullarini o'rnatishdan iborat. Bunday g'oya amalga oshirilganda, insoniyat doimo ta'sir ostida bo'lgan quyosh energiyasi manbasini oladi quyosh nurlari, hech qachon qorni tozalashni talab qilmaydi, eng muhimi, erdagi foydali joyni egallamaydi.

Albatta, kim birinchi bo'lib kosmos uchun quyosh panellarini o'rnatsa, kelajakda global energetika sohasida o'z shartlarini belgilaydi. Hech kimga sir emaski, bizning er yuzidagi foydali qazilmalarning zahiralari cheksiz emas, aksincha, har kuni insoniyat tez orada o'tishga majbur bo'lishini eslatib turadi. muqobil manbalar majburan. Shuning uchun Yer orbitasida kosmik quyosh modullarini ishlab chiqish energetiklar va kelajak elektr stansiyalarini loyihalash bo'yicha mutaxassislarning ustuvor vazifalari ro'yxatiga kiritilgan.

Quyosh modullarini yer orbitasiga joylashtirish muammolari

Bunday elektr stantsiyalarini yaratishning qiyinchiliklari nafaqat quyosh modullarini o'rnatish, etkazib berish va past Yer orbitasiga joylashtirishda. Eng katta muammolar quyosh modullari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr tokini iste'molchiga, ya'ni erga uzatishda yuzaga keladi. Albatta, siz simlarni cho'zishingiz mumkin emas va ularni konteynerda tashishingiz mumkin emas. Moddiy materiallarsiz masofalarga energiyani uzatish uchun deyarli haqiqiy bo'lmagan texnologiyalar mavjud. Ammo bunday texnologiyalar ilmiy dunyoda ko'plab bahsli farazlarni keltirib chiqaradi.

Birinchidan, bunday kuchli nurlanish signalni qabul qilishning keng maydoniga salbiy ta'sir qiladi, ya'ni sayyoramizning muhim qismi nurlanadi. Va agar shunday bo'lsa kosmik stantsiyalar vaqt o'tishi bilan u juda ko'p bo'ladimi? Bu sayyoramizning butun yuzasining nurlanishiga olib kelishi mumkin, bu esa oldindan aytib bo'lmaydigan oqibatlarga olib kelishi mumkin.

Ikkinchidan salbiy nuqta energiya elektr stantsiyasidan qabul qiluvchiga uzatiladigan joylarda atmosferaning yuqori qatlamlari va ozon qatlamining qisman yo'q qilinishi bo'lishi mumkin. Hatto bola ham bunday oqibatlarni tasavvur qilishi mumkin.

Har bir narsaga qo'shimcha ravishda, salbiy tomonlarini oshiradigan va ishga tushirish vaqtini kechiktiradigan turli xil tabiatning ko'plab nuanslari mavjud. shunga o'xshash qurilmalar. Bunday favqulodda vaziyatlar ko'p bo'lishi mumkin, kutilmagan buzilish yoki kosmik jism bilan to'qnashuvda panellarni ta'mirlash qiyinligidan tortib, ularni qanday yo'q qilish haqidagi oddiy muammoga qadar. g'ayrioddiy bino, xizmat muddati tugaganidan keyin.

Barcha salbiy jihatlarga qaramay, insoniyat, ular aytganidek, boradigan joyi yo'q. Quyosh energiyasi, bugungi kunda, nazariy jihatdan, odamlarning elektr energiyasiga bo'lgan o'sib borayotgan ehtiyojlarini qoplaydigan yagona energiya manbai hisoblanadi. Yer yuzida hozirda mavjud energiya manbalarining hech biri o'zining kelajak istiqbollarini ushbu noyob hodisa bilan solishtira olmaydi.

Taxminiy amalga oshirish muddati

Quyosh kosmik elektr stantsiyasi uzoq vaqtdan beri nazariy savol bo'lib qolmadi. Elektr stantsiyasining yer orbitasiga birinchi chiqishi allaqachon 2040 yilga mo'ljallangan. Albatta, bu faqat sinov modeli bo'lib, kelajakda qurilishi rejalashtirilgan global tuzilmalardan uzoqdir. Bunday ishga tushirishning mohiyati, bunday elektr stantsiyasining ish sharoitida qanday ishlashini amalda ko'rishdir. Bunday qiyin missiyani o'z zimmasiga olgan davlat Yaponiyadir. Batareyalarning taxminiy maydoni, nazariy jihatdan, taxminan to'rt kvadrat kilometr bo'lishi kerak.

Agar tajribalar quyosh elektr stantsiyasi kabi hodisa mavjudligini ko'rsatsa, quyosh energiyasining asosiy oqimi bunday ixtirolarni rivojlantirish uchun aniq yo'lga ega bo'ladi. Agar iqtisodiy jihat hamma narsani to'xtata olmasa dastlabki bosqich. Gap shundaki, nazariy hisob-kitoblarga ko‘ra, to‘laqonli quyosh elektr stansiyasini orbitaga chiqarish uchun ikki yuzdan ortiq yuk tashuvchi raketalarni uchirish zarur. Ma'lumot uchun, mavjud statistik ma'lumotlarga asoslanib, og'ir yuk mashinasining bir marta ishga tushirilishi taxminan 0,5-1 milliard dollarni tashkil qiladi. Arifmetika oddiy va natijalar ishonarli emas.

Olingan miqdor juda katta va u faqat demontaj qilingan elementlarni orbitaga etkazish uchun ishlatiladi, ammo baribir butun qurilish majmuasini yig'ish kerak.

Aytilganlarning barchasini umumlashtirish uchun shuni ta'kidlash mumkinki, kosmik quyosh elektr stansiyasini yaratish vaqt masalasidir, ammo bunday tuzilmani amalga oshirishdan butun iqtisodiy yukni ko'tara oladigan buyuk kuchlargina qurishi mumkin. jarayonning.

Bu fotovoltaik konvertorlar - quyosh energiyasini to'g'ridan-to'g'ri elektr tokiga aylantiradigan yarimo'tkazgichli qurilmalar. Oddiy qilib aytganda, bular biz "quyosh panellari" deb ataydigan qurilmaning asosiy elementlari. Bunday batareyalar yordamida sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlari kosmik orbitalarda ishlaydi. Bunday batareyalar bu erda Krasnodarda - Saturn zavodida ishlab chiqariladi. Zavod rahbariyati ushbu blog muallifini ishlab chiqarish jarayonini ko'rib chiqishni va bu haqda o'z kundaligiga yozishni taklif qildi.

1. Krasnodardagi korxona Federal kosmik agentlik tarkibiga kiradi, ammo Saturn Ochakovo kompaniyasiga tegishli bo'lib, bu ishlab chiqarishni 90-yillarda tom ma'noda saqlab qolgan. Ochakovo egalari aksiyalarning nazorat paketini sotib olishdi, u deyarli amerikaliklarga o'tdi. Ochakovo bu erga katta miqdorda sarmoya kiritdi, zamonaviy asbob-uskunalar sotib oldi, mutaxassislarni saqlab qolishga muvaffaq bo'ldi va hozirda Saturn ikki yetakchidan biri. Rossiya bozori kosmik sanoati ehtiyojlari uchun quyosh va qayta zaryadlanuvchi batareyalar ishlab chiqarish - fuqarolik va harbiy. Saturn olgan barcha foyda Krasnodarda qoladi va ishlab chiqarish bazasini rivojlantirishga yo'naltiriladi.

2. Demak, hammasi shu yerda – sayt deb ataladigan joyda boshlanadi. gaz fazasi epitaksisi. Bu xonada gaz reaktori mavjud bo'lib, unda kristalli qatlam germaniy substratida uch soat davomida o'stiriladi, bu kelajakdagi quyosh batareyasi uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Bunday o'rnatishning narxi taxminan uch million evroni tashkil qiladi.

3. Shundan so'ng, substratning hali ko'p yo'li bor: fotoelementning har ikki tomoniga elektr kontaktlari qo'llaniladi (bundan tashqari, ish tomonida kontakt "taroq naqshiga ega bo'ladi", uning o'lchamlari ehtiyotkorlik bilan hisoblanadi. quyosh nurining maksimal o'tishini ta'minlash uchun), substrat qoplamasida aks ettiruvchi qoplama paydo bo'ladi va hokazo. - fotosel quyosh batareyasining asosiga aylanishidan oldin turli xil qurilmalarda jami yigirmadan ortiq texnologik operatsiyalar.

4. Bu erda, masalan, fotolitografiya o'rnatish. Bu erda fotosellarda elektr kontaktlarning "naqshlari" hosil bo'ladi. Mashina berilgan dasturga muvofiq barcha operatsiyalarni avtomatik ravishda bajaradi. Bu erda yorug'lik mos keladi, bu fotoselning fotosensitiv qatlamiga zarar bermaydi - avvalgidek, analog fotografiya davrida biz "qizil" lampalardan foydalanganmiz.

5. Püskürtme moslamasining vakuumida elektr kontaktlari va dielektriklar elektron nur yordamida yotqiziladi, shuningdek, aks ettirishga qarshi qoplamalar qo'llaniladi (ular fotoelement tomonidan ishlab chiqarilgan oqimni 30% ga oshiradi).

6. Xo'sh, fotosel tayyor va siz quyosh batareyasini yig'ishni boshlashingiz mumkin. Shinalar ularni bir-biriga ulash uchun fotoelement yuzasiga lehimlanadi va ularga himoya oynasi yopishtiriladi, ularsiz kosmosda, radiatsiya sharoitida fotosel yuklarga bardosh bera olmaydi. Va shisha qalinligi atigi 0,12 mm bo'lsa-da, bunday fotoselli batareya uzoq vaqt davomida orbitada ishlaydi (yuqori orbitalarda o'n besh yildan ortiq).

6a

6b

7. Elektr aloqasi Fotosellar bir-biriga faqat qalinligi 0,02 mm bo'lgan kumush kontaktlar (ular barlar deb ataladi) yordamida ulanadi.

8. Ishlab chiqarilgan kerakli tarmoq kuchlanishini olish uchun quyosh batareyasi, fotoelementlar ketma-ket ulanadi. Ketma-ket ulangan fotoelementlar (fotoelektrik konvertorlar - bu to'g'ri) bo'limi shunday ko'rinadi.

9. Nihoyat, quyosh batareyasi yig'iladi. Bu erda batareyaning faqat bir qismi ko'rsatilgan - maket formatidagi panel. Qancha quvvat kerakligiga qarab, sun'iy yo'ldoshda sakkiztagacha bunday panellar bo'lishi mumkin. Zamonaviy aloqa sun'iy yo'ldoshlarida u 10 kVt ga etadi. Bunday panellar sun'iy yo'ldoshga o'rnatiladi, kosmosda ular qanot kabi ochiladi va ularning yordami bilan biz sun'iy yo'ldosh televideniesini tomosha qilamiz, sun'iy yo'ldosh Internetidan, navigatsiya tizimlaridan foydalanamiz (GLONASS sun'iy yo'ldoshlari Krasnodar quyosh panellaridan foydalanadi).

9a

10. Kosmik kema Quyosh tomonidan yoritilsa, quyosh batareyasi ishlab chiqaradigan elektr energiyasi kosmik kema tizimlarini quvvat bilan ta'minlaydi va ortiqcha energiya batareyada saqlanadi. Kosmik kema Yer soyasida bo'lganida, qurilma akkumulyatorda saqlanadigan elektr energiyasidan foydalanadi. Nikel-vodorod batareyasi yuqori energiya quvvatiga (60 Vt / kg) va deyarli tugamaydigan resursga ega bo'lib, kosmik kemalarda keng qo'llaniladi. Bunday batareyalarni ishlab chiqarish Saturn zavodi ishining yana bir qismidir.

Ushbu fotosuratda nikel-vodorod batareyasini yig'ish II darajali "Vatan uchun xizmatlari uchun" ordeni sohibi Anatoliy Dmitrievich Panin tomonidan amalga oshirilmoqda.

10a

11. Nikel-vodorod batareyalari uchun yig'ish maydoni. Batareya tarkibi korpusga joylashtirish uchun tayyorlangan. To'ldirish musbat va manfiy elektrodlar bo'lib, ajratuvchi qog'oz bilan ajratilgan - aynan ularda energiyaning o'zgarishi va to'planishi sodir bo'ladi.

12. Vakuumda elektron nurli payvandlash uchun o'rnatish, uning yordamida akkumulyator korpusi yupqa metalldan tayyorlanadi.

13. Batareya korpuslari va qismlari yuqori bosim uchun sinovdan o'tkaziladigan ustaxona bo'limi.
Batareyada energiya to'planishi vodorod hosil bo'lishi bilan birga bo'lishi va batareya ichidagi bosim oshishi sababli, oqish testi batareyani ishlab chiqarish jarayonining ajralmas qismi hisoblanadi.

14. Nikel-vodorod batareyasining korpusi kosmosda ishlaydigan butun qurilmaning juda muhim qismidir. Korpus 60 kg s / sm 2 bosim uchun mo'ljallangan, sinov paytida 148 kg s / sm 2 bosimda yorilish sodir bo'ldi.

15. Sinovdan o'tgan batareyalar elektrolitlar va vodorod bilan zaryadlanadi, shundan so'ng ular foydalanishga tayyor.

16. Nikel-vodorod akkumulyatorining tanasi maxsus metall qotishmasidan tayyorlanadi va mexanik jihatdan mustahkam, engil va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lishi kerak. Batareyalar hujayralarga o'rnatiladi va bir-biriga tegmaydi.

17. Zaryadlanuvchi batareyalar va ulardan yig'ilgan akkumulyatorlar o'z ishlab chiqarishimizdagi qurilmalarda elektr sinovlaridan o'tkaziladi. Kosmosda endi biror narsani tuzatish yoki almashtirish mumkin bo'lmaydi, shuning uchun har bir mahsulot bu erda sinchkovlik bilan sinovdan o'tkaziladi.

17a

17b

18. Barcha kosmik texnologiyalar kosmik kemani orbitaga chiqarishda yuklarni simulyatsiya qiluvchi tebranish stendlari yordamida mexanik sinovdan o'tkaziladi.

18a

19. Umuman olganda, Saturn zavodi eng yoqimli taassurot qoldirdi. Ishlab chiqarish yaxshi yo‘lga qo‘yilgan, sexlar toza va yorug‘, mehnat qilayotgan odamlar malakali, bunday mutaxassislar bilan muloqot qilish makonimizga ma’lum darajada qiziqqan odam uchun zavq va juda qiziq. Men Saturnni ajoyib kayfiyatda tark etdim - bu erda ular bo'sh suhbatlar va qog'ozlarni aralashtirib yubormaydigan, balki haqiqiy, jiddiy ish qiladigan, boshqa mamlakatlardagi shunga o'xshash ishlab chiqaruvchilar bilan muvaffaqiyatli raqobatlashadigan joyni ko'rish har doim yoqimli. Rossiyada bu ko'proq bo'lar edi.

Fotosuratlar: © drugoi

P.S. Ochakovodagi marketing bo'yicha vitse-prezidentning blogi