Արեւային վահանակներ տարածքի համար: Ecowatt. Մարտկոցներ և արևային պանելներ տարածության մեջ: Արեգակնային բջիջների ստեղծում, որը հիմնված է մոնոկրատական \u200b\u200bսիլիկոնի վրա

Գյուտը վերաբերում է հրթիռային և տիեզերական տեխնոլոգիային, մասնավորապես տիեզերանավի համար արևային մարտկոցների կառուցվածքային տարրերին: Տիեզերանավի արեգակնային մարտկոցի կրիչի վահանակը պարունակում է շրջանակ և կրիչի վերին և ստորին հիմքեր: Նշված հիմքերի և շրջանակի միջև հացահատիկային լցոնիչ է հերմետիկորեն տեղադրված, իսկ բեռի կրող միջնապատերը հիմքում ընկած են ուղղաձիգ: Մեղրաբլիթի ներքին ծավալները միմյանց հետ հաղորդակցվելու համար, գյուտի տարբերակներից յուրաքանչյուրը նախատեսում է լրացնել յուրաքանչյուր լցոնիչի և բեռի կրող միջնապատերի կողային մակերեսներում ջրահեռացման անցքեր: Մեղրաբլիթի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ հաղորդակցվելու համար, գյուտի առաջին մարմնավորումը նախատեսում է գոնե մեկ շրջանակային տարրի ջրահեռացման անցքերի իրականացում, գյուտի երկրորդ մարմնացումը նախատեսում է պանելների ստորին հիմքում դրենաժային անցքերի իրականացում ՝ հավասարաչափ իր մակերեսի վրա, իսկ գյուտի երրորդ մարմնացումը նախատեսում է առնվազն ջրահեռացման անցքերի իրականացում: չափել մեկ շրջանակի տարրում և վահանակի ստորին հիմքում հավասարաչափ իր մակերեսի վրա: Այս դեպքում, առանցքակալման վահանակի նշված կառուցվածքային տարրերում ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքները որոշվում են ՝ հաշվի առնելով մեղրաբջիջներում պարունակվող գազային միջավայրի ընդհանուր ծավալը, ջրահեռացման անցքերի հոսքի արագությունը և գազի միջոցի առավելագույն ճնշման տարբերությունը, որոնք գործում են վահանակի հիմքի վրա, գործարկման մեքենայի թռիչքային ուղու երկայնքով: Գյուտը հնարավորություն է տալիս բարձրացնել տիեզերանավի կրող արևային վահանակների կառուցվածքային ուժը `առանց դրանց զանգվածի ավելացման, պարզեցնել վահանակների արտադրության և տեղադրման տեխնոլոգիան և բարձրացնել դրանց շահագործման հուսալիությունը: 3 ն.փ. f-ly, 4 դղ

Գյուտը վերաբերում է օդանավի (ԱՀ) աերոգասդինամիկայի ոլորտին և կարող է օգտագործվել հրթիռային տարածքում տիեզերանավի արևային վահանակների (ՍԲ) նախագծման և ստեղծման մեջ, որոնք պատրաստված են եռաֆազ կրիչի սխեմայի համաձայն:

Հայտնի և լայնորեն օգտագործված ավիացիայի մեջ `եռաստիճան կրող սխեմայի համաձայն պատրաստված օդանավերի տարրերի (ձագարան, կայանատեղի, թևեր և այլն) վահանակներ պատրաստելու համար, որոնք պարունակում են շրջանակ (շրջանակ) ՝ կրելով վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև տեղադրվում է մեղրերի տեսքով լցոնիչ:

Օդանավի տարրերի վրա գործող բաշխված բեռների ընկալման և փոխանցման համար նախագծված վահանակներից բաղկացած երեք շերտային սխեմայի համաձայն պատրաստված վահանակներն ապահովում են ավելի մեծ կոշտություն և կրողությունների մեծ հզորություն: Երբ վահանակը բեռնված է, կոշտ և թեթև մեղրամոմի միջուկը կլանում է կողային կտրվածքը և պաշտպանում է բարակ բեռի կրող շերտերը երկայնքով սեղմելու ներքևից:

Տեխնիկական լուծման այս թերությունները ներառում են շրջանակի տարրերի և պանելների օժանդակ հիմքերի մեծաքանակ քաշը `օդանավի թռիչքի ուղու երկայնքով պանելային տարրերի վրա գործածվող զգալի ճնշման անկման պատճառով, երբ փոխվում է ինքնաթիռի թռիչքի բարձրությունը:

Հայտնի է հրթիռային գիտական \u200b\u200bպանելներում SB KA, որը նախատեսված է դրանց վրա տեղադրելու KA էլեկտրամատակարարման համակարգի զգայուն տարրերը (ֆոտոէլեկտրական փոխարկիչներ): Վահանակները պատրաստված են նաև եռաշերտ բեռի կրող սխեմայի համաձայն և պարունակում են վերին և ստորին հիմքերը կրող մի շրջանակ, որի միջև հացահատիկից տեղադրվում են մեղրամոմի լցահարթիչը, ինչպես նաև էլեկտրասնուցման միջնապատերը, հենետիկորեն տեղադրված ուղղաձիգ ՝ հիմքերի վրա ՝ վահանակի կոշտությունը բարձրացնելու համար: SB վահանակների կառուցվածքի ծանրությունը նվազեցնելու համար շրջանակը, կրող հիմքերը և միջնապատերը պատրաստված են թեթև նյութերից:

SB KA- ի կրիչի վահանակները, ինչպես նաև ավիացիոն ոլորտում օգտագործվող վահանակները, ապահովում են SB վահանակի եռաշերտ կառուցվածքի ավելի մեծ կոշտություն և կրող հզորություն `մեղրամոմ լցոնով:

Տեխնիկական լուծման այս թերությունները ներառում են SB բեռնատար կրող վահանակների կառուցվածքային ամրության կրճատվածությունը և դրա ընդհանուր և տեղական կայունության կորստի հնարավորությունը վահանակների արտադրության և շահագործման տեխնոլոգիայի մեջ շեղումների դեպքում, ավիացիոն բեռների համեմատությամբ, ավելի կարևոր աերոգասդինամիկ բեռների պատճառով: Այս դեպքում, SC- վահանակի վրա գործարկվող արտաքին ճնշումը գործարկման մեքենայի թռիչքային ուղու (LV) թռիչքի ընթացքում տատանվում է ավելի լայն շրջանակի `մթնոլորտային (LV- ի գործարկման ժամանակ Երկրի մակարդակի վրա) մինչև գործնականում զրոյի, երբ այն գործարկվում է միջմոլորակային տարածք, և ճնշումը կնքված վահանակի ներսում թռիչքի ուղու երկայնքով, LV- ն մնում է մթնոլորտային:

Գյուտի նպատակն է բարձրացնել ՀԿ կրող վահանակների կառուցվածքային ուժը `առանց դրանց զանգվածի ավելացմանը, երբ ԱՀ-ն մեկնարկային մեքենայի կողմից գործարկվում է միջմոլորակային տարածք:

Խնդիրը լուծվում է այնպիսի եղանակով (տարբերակ 1), որ SB KA կրող վահանակում, որը պարունակում է շրջանակ, որը կրում է վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև կան հացահատիկային ձևավորված լցանյութ, հերմետիկորեն տեղադրված, ուժային միջնապատեր, հիմքերի վրա հերմետիկորեն տեղադրված ուղղաձիգ, ըստ գյուտի, յուրաքանչյուր լցնողի կողային մակերեսներում իսկ միջնապատերը կատարվում են ջրահեռացման անցքերի միջոցով ՝ միմյանց հետ հաղորդելով մեղրամոմի ներքին ծավալները, իսկ շրջանակում ՝ առնվազն մեկ շրջանակի տարրի մասում, կատարվում են ջրահեռացման անցքեր, որոնք հաղորդում են մեղրամոմի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ, մինչդեռ ջրահեռացման բացվածքների ընդհանուր արդյունավետ տարածքը մեղրամիսներում, միջնապատերում և այլն: շրջանակը որոշվում է գործակիցներից.

S 2 [սմ 2] - շրջանակի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը;

ա, բ - գործակիցներ `կախված գործարկման մեքենայի հետագծի պարամետրերից, որոնք մոտավորվում են շրջանակի մեջ ջրահեռացման անցքերի արդյունավետ տարածքի կախվածության կորի վրա` առավելագույն ճնշման անկման վրա `հետագծի երկայնքով, որը գործում է վահանակների հիմքերի վրա:

Խնդիրը լուծվում է նաև այնպիսի եղանակով (տարբերակ 2), որ SB KA կրող վահանակում, որը պարունակում է մի շրջանակ, որը կրում է վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև կան հացահատիկից պատրաստված լցոնիչ, հերմետիկորեն տեղադրված, ուժային միջնապատեր, հիմքերի վրա հերմետիկորեն տեղադրված, ըստ գյուտի, ըստ յուրաքանչյուր գորշի կողային մակերևույթների: լցոնիչի և միջնապատերի միջոցով կատարվում են ջրահեռացման անցքեր, միմյանց հետ հաղորդակցելով մեղրամոմի ներքին ծավալները, իսկ վահանակի ստորին հիմքում դրենաժային անցքերն իր մակերեսի վրա հավասարաչափ են արվում ՝ հաղորդակցելով մեղրամոմի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ, մինչդեռ ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր արդյունավետ տարածքը մեղրամիսներում, միջնապատերում և ստորին բազայի վրա որոշված \u200b\u200bգործակիցներից.

S 1 [սմ 2] - ջրահեռացման վերջի մակերևույթի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը.

S 3 [սմ 2] - ստորին բազայի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը;

V [մ 3] - բջիջներում գազային գազի ընդհանուր ծավալը.

μ.GIF; 1 - ջախջախիչներում և միջնապատերում ջրահեռացման անցքերի բացման գործակիցը.

μ.GIF; 3 - ստորին բազայում ջրահեռացման անցքերի լիցքաթափման գործակիցը.

Δ.GIF; P [kgf / սմ 2] - LV թռիչքային ուղու երկայնքով գազային միջավայրի առավելագույն ճնշման անկում, որը գործում է վահանակի հիմքի վրա;

ա, բ - գործակիցներ, որոնք կախված են գործարկման մեքենայի հետագծի պարամետրերից, վահանակների հիմքում դրենաժային անցքերի արդյունավետ տարածքի կախվածության կորի մոտավորմամբ, վահանակի հիմքի վրա գործող գործող հետագծի երկայնքով առավելագույն ճնշման անկման միջոցով:

Խնդիրը լուծվում է նաև այնպիսի եղանակով (տարբերակ 3), որ SB KA- ի օժանդակ վահանակում, որը պարունակում է մի շրջանակ, որը կրում է վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև ընկած ժամանակահատվածում մեղրերի տեսքով լցոնիչը հերմետիկորեն տեղադրված է, ուժային միջնապատերը, հիմքերի վրա հերմետիկորեն տեղադրված ուղղաձիգ, ըստ գյուտի, յուրաքանչյուր մեղրամոմի կողային մակերեսներում լցոնիչը և միջնապատերը կատարվում են ջրահեռացման անցքերի միջոցով ՝ միմյանց հետ հաղորդելով մեղրամոմի ներքին ծավալները, իսկ շրջանակում ՝ առնվազն մեկ շրջանակի տարրում, իսկ վահանակի ստորին հիմքում դրենաժային անցքեր են արվում հավասարաչափ իր մակերեսի վրա ՝ հաղորդակցելով մեղրամոմի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ, երբ Մեղրամոմի, միջնապատերի, շրջանակի և ներքևի հիմքում դրենաժային անցքերի ընդհանուր արդյունավետ տարածքը որոշվում է գործակիցներով.

S 1 [սմ 2] - ջրահեռացման վերջի մակերևույթի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը.

S 2, S 3 [սմ 2] - համապատասխանաբար շրջանակներում և ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը.

V [մ 3] - բջիջներում գազային գազի ընդհանուր ծավալը.

μ.GIF; 1 - ջախջախիչներում և միջնապատերում ջրահեռացման անցքերի բացման գործակիցը.

μ.GIF; 2, μ.GIF; 3 - համապատասխանաբար շրջանակում ջրահեռացման անցքերի լիցքաթափման գործակիցը և վահանակի ստորին հիմքը.

Δ.GIF; P [kgf / cm 2] LV թռիչքային ուղու երկայնքով գազի միջին ճնշման առավելագույն անկումն է, գործում է վահանակի հիմքի վրա.

Գյուտի տեխնիկական արդյունքներն են.

SB վահանակի հիմքերի և զգայուն տարրերի վրա գործող ճնշման կաթիլների իջեցում `նվազագույն թույլատրելի ճնշման կաթիլներով, որոնք գործում են լցոնիչի մեղրամոմի պատերին:

Ջրահեռացման, շրջանակի, օժանդակ հիմքերի և պանելային միջնապատերի ջրահեռացման անցքերի արդյունավետ տարածքի որոշում.

Հետագծի պարամետրերի ազդեցության որոշումը (համարը M, թռիչքի բարձրությունը H) ջրահեռացման անցքերի արդյունավետ տարածքի վրա:

Գյուտի էությունը նկարազարդվում է SB KA վահանակի դիագրամներով և դրա տարրերի վրա գործող ավելցուկային ճնշումների փոփոխությունների գծապատկերով:

Նկարները 1, 2 և 3-ում ցույց են տալիս SB SC վահանակի դիագրամները, որոնք կազմված են համապատասխանաբար 1, 2 և 3 տարբերակներում, և դրա հատվածները կարևորվում են, որտեղ.

2 - վերին հիմքը;

3 - ստորին հիմք;

4 - լցանյութ;

5 - միջնապատեր;

6 - ջրահեռացման անցքեր;

7 - զգայուն տարրեր:

Այստեղ սլաքները ցույց են տալիս վահանակների լցոնիչի մեղրամոմում գազի միջոցի հոսքի ուղղությունը և դրա արտահոսքը արտաքին միջավայր:

Նկար 4-ը ցույց է տալիս LV- ի թռիչքային ուղու երկայնքով Δ.GIF- ի առավելագույն ճնշման անկման կախվածությունը. Վահանակների հիմքի վրա գործող գազային միջավայրի Р (Δ.GIF; Р \u003d Рвн-Рнр) `ջրահեռացման անցքերի անցումների հատվածների համեմատական \u200b\u200bարդյունավետ տարածքից μ.GIF; S / V, որտեղ.

Рвн - վահանակի ներսում գտնվող գազի միջոցի ճնշում (հեղուկի լցոնիչի մեջ);

Ռնարը վահանակից դուրս գտնվող գազի միջավայրի ճնշումն է:

Օժանդակ վահանակը SB KA (Նկար 1, 2, 3) պարունակում է շրջանակ 1, որի վրա կա վերին բազա 2 և ստորին բազա 3, ինչպես նաև հոսանքի միջնապատեր 5, որոնք տեղադրված են այս հիմքերի վրա ուղղահայաց: Մեղրամոմի ձևով լցոնիչ 4 կնքվում է հիմքերի միջև: Տիեզերանավերի էլեկտրամատակարարման համակարգի 7-ի զգայուն տարրերը տեղադրված են վերին բազային 2-ում:

Լրացուցիչ 4-ի յուրաքանչյուր մեղրամոմի կողային մակերեսային մասում և հոսանքի միջնապատերը 5, ի տարբերություն նախատիպի, յուրաքանչյուր վարկածում կան ջրահեռացման անցքեր 6, որոնք հաղորդակցվում են մեղրախոտի ներքին ծավալները միմյանց հետ և արտաքին միջավայրի հետ (տես ՝ դիտեք Ա և հատված ԲԲ):

1-ին տարբերակում (Նկար 1), մեղրամոմի ներքին ծավալները հաղորդակցվում են արտաքին միջավայրի հետ `շրջանակի 1-ում կառուցված 6 ջրահեռացման անցքերի միջոցով` դրա առնվազն մեկի տարրերից մեկում:

2-րդ տարբերակում (Նկար 2), մեղրամոմի ներքին ծավալները հաղորդակցվում են արտաքին միջավայրի հետ `հենակետային ստորին բազայի 3-ում պատրաստված ջրահեռացման անցքերի միջոցով, հավասարաչափ տարածված նրա հիմքի տարածքում:

3-րդ տարբերակում (Նկար 3), մեղրամոմի ներքին ծավալները հաղորդակցվում են արտաքին միջավայրի հետ, շրջանակի 1-ում տեղադրված 6 ջրահեռացման անցքերի միջոցով, գոնե դրա տարրերից մեկում, ինչպես նաև աջակից ներքևի բազային 3-ում, հավասարաչափ տարածված նրա հիմքի տարածքի վրա:

Վահանակի հիմքի տարածքի վրա ջրահեռացման անցքերի միատեսակ պայմանավորվածության շնորհիվ ապահովվում է ագրեգատի մեղրամոմի մեջ ճնշման միատեսակ կամ գրեթե միատեսակ բաշխում, և, հետևաբար, պանելային հիմքի վրա գործող ճնշման կաթիլներ: Այսպիսով, անհավասար ճնշման կաթիլներից պանելային տարրերի հանգույցում սթրեսային կոնցենտրացիան վերացվում է, ինչը հանգեցնում է վահանակի արտադրության տեխնոլոգիայի պարզեցմանը և դրա գործողության հուսալիության բարձրացմանը `դրա արտադրության մեջ թաքնված թերությունների առկայության դեպքում, օրինակ, երբ լրացնող մեղրամոմի առանձին տարրերը սոսնձված չեն օժանդակ հիմքերով:

Պանելների համար ջրահեռացման տարբերակի ընտրությունը որոշվում է գործարկման թույլատրելի բեռներով, որոնք գործում են գործարկիչի թռիչքային ուղու երկայնքով վահանակների հիմքերի վրա `հաշվի առնելով վահանակների արտադրության ձևավորումը և տեխնոլոգիական առանձնահատկությունները:

Շրջանակ 1-ի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր արդյունավետ տարածքը, լրացնող մասի 4-ի մեղրամոմում, հատվածներն 5-ը և ստորին հիմքը 3-ը գործարկման մեքենայի տվյալ թռիչքային ուղու համար որոշվում են (1), (2) և (3) հարաբերություններով ՝ համապատասխանաբար 1, 2 և 3 տարբերակներով. հաշվի առնելով այս գործակիցներում ընդգրկված ա, բ գործակիցները, որոնք կախված են LV հետագծի պարամետրերից:

Բանաձևերը (1), (2) և (3) պարունակում են ջրահեռացման անցքերի համեմատական \u200b\u200bընդհանուր արդյունավետ տարածքի կախվածության մաթեմատիկական նկարագրություն. · S / V ճնշման առավելագույն անկումից Δ.GIF LV- ի թռիչքային ուղու երկայնքով. P- ն և ստացված գազի դինամիկ փոխկապակցված տարաների համակարգում գազի դինամիկ փոխկապակցված տարաների համակարգում հոսքի վերլուծությունից ստացված վերլուծության արդյունքում ձեռք բերված լցոնիչ 4-ի չորացրած մեղրամոմով, ուժային միջնապատերով 5, վերին բազա 2-ով և ստորին բազային 3-ով, որը հաջորդում է դրա արտահոսքին արտաքին միջավայր:

Հրթիռի մեջ 1-ին շրջանակը պատրաստված է ածխածնային մանրաթելից, օժանդակ հիմունքները 2-ը և 3-ը, ինչպես նաև հոսանքի միջնապատերը 5-ը պատրաստված են տիտանիից: Լրացուցիչ 4-ը մեղրամոմի ձևով պատրաստված է ալյումինե խառնուրդից և հերմետիկորեն կցված է վահանակի վերին բազային 2-ին և վահանակի ստորին բազային 3-ին ՝ օգտագործելով, օրինակ, VKV-9 ավիացիոն սոսինձը: Զգայուն տարրեր 7 SB- ը նույնպես կցված է վերին բազային 2-ին:

Փոխադրող տախտակ SB KA- ն աշխատում է հետևյալ կերպ.

Քանի որ լցոնիչի 4 և պանելային տարրերի յուրաքանչյուր մեղրամոմի կողային մակերեսներում (Նկար 1, 2 և 3), ի տարբերություն նախատիպի, կատարվում են ջրահեռացման անցքեր 6, տիեզերանավային թռիչքի ժամանակ, որպես LV գլխամասային միավորի մաս, ինչպես նաև տիեզերանավերի ինքնավար թռիչքի ժամանակ, տիտղոսաթափերը իջնելուց հետո գլխի ստորաբաժանումը, գազային միջին միջուկը հոսում է filler 4-ի բջիջների, ուժային միջնապատերի 5-ի և դրա արտահոսքի միջոցով 1-ի շրջանակի ջրահեռացման անցքերի և 6-րդ ստորին հիմքի արտաքին միջավայրում (տե՛ս BB- ի երկայնքով հատվածը): Գազային միջավայրի արտահոսքը տեղի է ունենում լրացնողի 4-ի մեղրամոմում ճնշման հավասարեցման աննշան ուշացումով:

Այս դեպքում գազային միջավայրի արտահոսքը ագրեգատային 4-ի մեղրամոմից դեպի արտաքին միջավայր տեղի է ունենում ենթածնային արագությամբ ՝ առանց այն փակելու լցոնիչի 4-ի մեղրամոմում, քանի որ ընդհանուր արդյունավետ տարածքները μ.GIF; 2 S 2 արտահոսքի անցքեր 6-ի շրջանակում 1 և μ.GIF; 3 · S 3 - ստորին բազայում 3-ը կազմված են ավելի մեծ կամ հավասար են ընդհանուր արդյունավետ տարածքի μ.GIF- ին. 1 S 1 ագրեգատային բջիջներում 4-ով ուժային վեճերով 5 (μ.GIF; 2 S 2 ≥.GIF; μ.GIF; 1 S 1, μ.GIF; 3 S 3 ≥.GIF; μ.GIF; 1 Ս 1):

Տիեզերանավի թռիչքի ընթացքում, որպես LV գլխամասի մաս, իրականացվում է ճնշման առավելագույն անկում Δ.GIF- ը. P (նկ. 4), գործում է 2-րդ և 3-րդ վահանակների հիմքերի վրա `համաձայն բանաձևերի (1), (2) և (3): Այս դեպքում լցոնիչի 4-ի մեղրամոմից ստացվող գազային միջուկը գլխի փորվածքի տակ թափվում է փակ ծավալի, որի առավելագույն թույլատրելի ճնշման անկումը, որի դեպքում, գործարկման մեքենայի թռիչքային ուղու երկայնքով արտաքինի համեմատ, որոշվում է ըստ հայտնի տեխնիկական լուծույթի `օգտագործելով խցիկային ջրահեռացման համակարգ:

Ինքնավար տիեզերանավով թռիչքի ժամանակ ներքին ճնշումը Р ВН տեղադրվում է գայլի վահանակի ներսում ՝ մթնոլորտային հարևանությամբ (ստատիկ միջավայրի մթնոլորտ): Տարբերությունները Δ.GIF; Այս դեպքում P- ի ճնշումները ագրեգատային 4-ի մեղրամոմների միջև, ինչպես նաև ներքին ճնշումը Рвн ագրեգատային 4-ի մեղրամիսներում և արտաքին միջավայրում Պնարը, գործելով վահանակի վերին բազայի 2-ի և պանելի ստորին հիմքի 3-ի միջև, մոտ է զրոյի:

Այսպիսով, պանելային տարրերի վրա գործող ճնշման անկումները և դրա վրա տեղադրված տիեզերանավերի էլեկտրամատակարարման համակարգի զգայուն տարրերը կրճատվում են: Այսպիսով, տիեզերանավերի ՀԿ-ի կառուցվածքային ուժը մեծանում է առանց տիեզերանավերի զանգվածի ավելացման, ինչը հանգեցնում է առաջադրանքի կատարմանը:

Բացի այդ, վահանակների տարրերի վրա գործող ճնշման կաթիլների անկման պատճառով պարզեցվում է SB KA վահանակի արտադրության և տեղադրման տեխնոլոգիան, և ավելանում է դրա շահագործման հուսալիությունը:

Proton- ի գործարկման մեքենայի կողմից մշակված «Յամալ» տիեզերանավի համար մշակված կեղևի վահանակի համար իրականացված հաշվարկները ցույց են տվել, որ ճնշումը ընկնում է Δ.GIF- ով. P- ն, վահանակի հիմքի վրա գործելով, նախատիպի համեմատությամբ, կրճատվում է մեծության պատվերով և գրեթե մոտ է զրոյի:

Ներկայումս տեխնիկական լուծումը փորձարկվել է և իրականացվում է ձեռնարկության կողմից մշակվող տիեզերանավի վրա:

Տեխնիկական լուծումը կարող է օգտագործվել տարբեր տիեզերանավերի համար `մերձակա երկիր, միջմոլորակային, ավտոմատ, կառավարվող և այլ տիեզերանավեր:

Տեխնիկական լուծումը կարող է օգտագործվել նաև ավիացիայի ոլորտում, օրինակ ՝ SB վահանակը որպես օդանավի թևի տարր օգտագործելու ժամանակ: Այս դեպքում վահանակի տարրերի ջրահեռացման անցքերի արդյունավետ տարածքը որոշվում է `հաշվի առնելով առավելագույն ճնշման կաթիլները, որոնք գործում են թևի տարրերի վրա, օդանավի թռիչքի ուղու երկայնքով:

Գրականություն

1. Ավիացիա: Հանրագիտարան: Մ .: ԾԱԳԻ, 1994, էջ 529:

2. Երկու դարերի վերջում (1996-2001): Էդ. ակադ Յու.Պ. Սեմենովան: Մոսկվա. SP Korolev RSC Energia, 2001, էջ 834:

3. Արտոնագիր RU 2145563 C1:

Հայց

1. Տիեզերանավի արևային մարտկոցի կրիչի վահանակը, որը պարունակում է մի շրջանակ, որը կրում է վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև ընկած հատվածը ձևով լցվում է հերմետիկորեն և հիմքերի վրա դրված են ուժային միջնապատեր, որոնք բնութագրվում են նրանով, որ ջրահեռացման անցքերով կատարվում են լրացնողի և ուժային միջնապատերի յուրաքանչյուր մեղրամոմի կողային մակերևույթներում, Հաղորդակցելով մեղրաքարի ներքին ծավալները միմյանց հետ, և ջրահեռացման անցքերը կատարվում են առնվազն մեկ շրջանակային տարրով ՝ հաղորդելով մեղրամոմի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ, մինչդեռ մեղրամոմի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր արդյունավետ մակերեսը, ուժային միջնապատերը և շրջանակը որոշվում են գործակիցներից:

S 2 - շրջանակի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը, սմ 2;

μ.GIF; 2 - շրջանակում ջրահեռացման անցքերի սպառման գործակիցը.

ա, բ - գործակիցներ `կախված գործարկման մեքենայի հետագծի պարամետրերից, վահանակի հիմքի վրա գործող գործող հետագծի երկայնքով գործող հետագծի երկայնքով գործողության հետագծի երկայնքով առավելագույն ճնշման անկումից` շրջանակում ջրահեռացման անցքերի արդյունավետ տարածքի կախվածության կորը:

2. Տիեզերանավի արևային մարտկոցի օժանդակ վահանակը, որը պարունակում է մի շրջանակ, որը կրում է վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև տեղադրվում է մեղրերի ձևով լցոնիչ, հերմետիկորեն տեղադրված է, և հիմքերի վրա դրված են ուժային միջնապատեր, որոնք բնութագրվում են նրանով, որ ջրահեռացման անցքերը կատարվում են լրացնողի յուրաքանչյուր բշտիկի կողային մակերեսներում և բեռի միջնապատերը, հաղորդակցվում մեղրամոմի ներքին ծավալները միմյանց հետ, իսկ վահանակի ստորին հիմքում դրենաժային անցքեր են կազմվում հավասարաչափ դրա մակերեսային մասի վրա, որոնք հաղորդում են մեղրախոտի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ, մինչդեռ մեղրամոմի, հոսանքի միջնապատերի և պանելի ստորին հիմքի վրա դրենաժային անցքերի ընդհանուր արդյունավետ մակերեսը որոշվում է:

μ.GIF; 1 · S 1 / V \u003d \u200b\u200ba · ΔGIF; Պ-բ,

որտեղ S 1 - ջրահեռացման և ուժային միջնապատերի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր մակերեսը, սմ 2;

S 3 - վահանակի ստորին հիմքում դրենաժային անցքերի ընդհանուր տարածքը, սմ 2;

V- ը մեղրաբջիջներում գազային գազի ընդհանուր ծավալն է, մ 3;

μ.GIF; 1 - ջրահեռացման և հոսանքի միջնապատերի կողային մակերեսներում ջրահեռացման անցքերի բացման գործակիցը.

μ.GIF; 3 - վահանակի ստորին բազայում ջրահեռացման անցքերի լիցքաթափման գործակից;

Δ.GIF; P- ն գազի միջին ճնշման առավելագույն անկումն է մեկնարկային մեքենայի թռիչքային ուղու երկայնքով, որը գործում է վահանակի հիմքի վրա ՝ kgf / cm 2;

ա, բ - գործակիցներ `կախված գործարկման մեքենայի հետագծի պարամետրերից, վահանակի ստորին բազայում ջրահեռացման անցքերի արդյունավետ տարածքի կախվածության կորի մոտավորումից, վահանակի հիմքի վրա գործող գործող հետագծի երկայնքով ճնշման առավելագույն անկման վրա:

3. Տիեզերանավի արևային մարտկոցի կրիչի վահանակը, որը պարունակում է շրջանակ, որը կրում է վերին և ստորին հիմքերը, որոնց միջև ընկած հատվածը մեղրերի տեսքով հերմետիկորեն տեղադրված է, իսկ բազաների վրա ուղղահայաց ուժային միջնապատերը, որոնք բնութագրվում են նրանով, որ ջրահեռացման անցքերով կատարվում են լրացնողի և ուժային միջնապատերի յուրաքանչյուր մեղրամոմի կողային մակերևույթներում, Շաղկապի ներքին ծավալները հաղորդակցվելով միմյանց հետ, իսկ շրջանակի առնվազն մեկ տարրում և վահանակի ստորին հիմքում դրենաժային անցքեր հավասարաչափ արված են դրա մակերեսային մասի վրա ՝ հաղորդակցելով մեղրամոմի ներքին ծավալները արտաքին միջավայրի հետ, մինչդեռ մեղրամիսներում ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր արդյունավետ տարածքը, էներգիայի միջնապատերը և այլն: վահանակի շրջանակը և ստորին հիմքը որոշվում են գործակիցներից

μ.GIF; 1 · S 1 / V \u003d \u200b\u200ba · ΔGIF; Պ-բ,

μ.GIF; 2 · S 2 / V≥. GIF; μ.GIF; 1 Ս 1 / Վ,

μ.GIF; 3 · S 3 /V≥.GIF; μ.GIF; 1 Ս 1 / Վ,

որտեղ S 1 - ջրահեռացման և ուժային միջնապատերի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր մակերեսը, սմ 2;

S 2, S 3 - շրջանակի ջրահեռացման անցքերի ընդհանուր տարածքը և վահանակի ստորին հիմքը, համապատասխանաբար, սմ 2;

V- ը մեղրաբջիջներում գազային գազի ընդհանուր ծավալն է, մ 3;

μ.GIF; 1 - ջրահեռացման և հոսանքի միջնապատերի կողային մակերեսներում ջրահեռացման անցքերի բացման գործակիցը.

μ.GIF; 2, μ.GIF; 3 - համապատասխանաբար վահանակի շրջանակի և ստորին հիմքի ջրահեռացման անցքերի հոսքի գործակիցները.

Δ.GIF; P- ն գազի միջին ճնշման առավելագույն անկումն է մեկնարկային մեքենայի թռիչքային ուղու երկայնքով, որը գործում է վահանակի հիմքի վրա ՝ kgf / cm 2;

ա, բ - գործակիցներ `կախված գործարկման մեքենայի հետագծի պարամետրերից, շրջանակի դրենաժային անցքերի արդյունավետ տարածքի և տարածքի ջրահեռացման արդյունավետ անցման կախվածության կորի մոտավորումից, իսկ վահանակի ստորին հիմքում` վահանակի հիմքի վրա գործող հետագծի երկայնքով առավելագույն ճնշման անկման վրա:

Արևային մարտկոցը ISS- ում

Արեգակնային մարտկոցը ինտեգրված ֆոտովոլտային փոխարկիչների (արեգակնային բջիջներ) շարք է `կիսահաղորդչային սարքեր, որոնք արևային էներգիան ուղղակիորեն վերածում են ուղղակի էլեկտրական հոսանքի, ի տարբերություն արևային կոլեկտորների, որոնք ջերմացնում են ջերմային կրիչի նյութը:

Բազմաթիվ սարքեր, որոնք թույլ են տալիս արևային ճառագայթումը ջերմային և էլեկտրական էներգիա վերածել, արևի էներգիայի ուսումնասիրության առարկա են (Հելիոս հունական Ήλιος, Helios - ից): Ֆոտովոլտային բջիջների և արևային կոլեկտորների արտադրությունը զարգանում է տարբեր ուղղություններով: Արեգակնային վահանակները գալիս են տարբեր չափսերով ՝ միկրոհաշվիչներով ներկառուցվածից մինչև տանիքի մեքենաներ և շենքեր:

Պատմություն

Արեգակնային բջիջների առաջին նախատիպերը ստեղծվել է հայկական ծագմամբ իտալացի ֆոտոքիմիկոս acակոմո Լուիջի Չամիչանի կողմից:

1954-ի ապրիլի 25-ին Bell Laboratories- ը հայտարարեց սիլիկոնային արեգակնային առաջին բջիջների ստեղծման մասին, որոնք էլեկտրական հոսանք են ստեղծում: Այս հայտնագործությունը կատարել են ընկերության երեք աշխատակիցներ `Կալվին Սաութեր Ֆուլերը, Դարլիլ Չապինը և eralերալդ Փիրսոնը: Արդեն 4 տարի անց ՝ 1958-ի մարտի 17-ին, ԱՄՆ – ում գործարկվեց արևային վահանակներով առաջինը ՝ Vanguard 1 – ը, ընդամենը մի քանի ամիս անց ՝ 1958 թվականի մայիսի 15 – ին, ԽՍՀՄ – ում գործարկվեց Sputnik – 3 – ը ՝ օգտագործելով նաև արևային վահանակներ:

Օգտագործեք տարածության մեջ

Արեգակնային վահանակները էլեկտրական էներգիա ստանալու հիմնական եղանակներից են. Դրանք երկար ժամանակ աշխատում են ՝ առանց որևէ նյութ սպառելու, և միևնույն ժամանակ էկոլոգիապես մաքուր են ՝ ի տարբերություն միջուկային և:

Այնուամենայնիվ, Արեգակից մեծ հեռավորության վրա թռչելիս (ուղեծրից այն կողմ), դրանց օգտագործումը դառնում է խնդրահարույց, քանի որ արևի էներգիայի հոսքը հակադարձ համեմատական \u200b\u200bէ արևից հեռավորության քառակուսիին: Թռիչքների ժամանակ և, ընդհակառակը, արևային մարտկոցների հզորությունը զգալիորեն աճում է (Վեներայի շրջանում 2 անգամ, Մերկուրի շրջանում ՝ 6 անգամ):

Լուսապատճենահանման և մոդուլների արդյունավետություն

Մթնոլորտի մուտքի արևային ճառագայթահարման ուժը (AM0) կազմում է մոտ 1366 վտ մեկ քառակուսի մետրի համար (տես նաև AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D): Միևնույն ժամանակ, Եվրոպայում արևային ճառագայթման առանձնահատուկ հզորությունը շատ ամպամած եղանակին, նույնիսկ օրվա ընթացքում, կարող է լինել 100 Վտ / մ²-ից ցածր: Արդյունաբերորեն արտադրված արևային պանելների օգնությամբ այս էներգիան կարող է վերածվել էլեկտրաէներգիայի `9-24% արդյունավետությամբ: Այս դեպքում մարտկոցի գինը կկազմի մոտավորապես 1-3 ԱՄՆ դոլար `վոլտ գնահատված հզորության համար: Ֆոտովոլտային բջիջների օգտագործմամբ էլեկտրաէներգիայի արդյունաբերական արտադրությամբ, մեկ կՎտժ / ժամ գինը կկազմի 0.25 դոլար: Ըստ Եվրոպական ֆոտոգալվանային ասոցիացիայի (EPIA) տվյալների, մինչև 2020 թվականը «արևային» համակարգերով արտադրվող էլեկտրաէներգիայի արժեքը կնվազի մինչև 0,10 եվրոյից ցածր մեկ կՎտժ-ի համար: ժ արդյունաբերական կայանքների համար և բնակելի շենքերում կայանքների համար մեկ կՎտժ-ից ցածր ՝ 0,15 եվրո:

2009-ին Spectrolab- ը (Boeing դուստր ձեռնարկություն) ցուցադրեց արևային բջիջ ՝ 41,6% արդյունավետությամբ: 2011 թվականի հունվարին այս ընկերության արևային բջիջները ակնկալվում էին շուկա մուտք գործել 39% արդյունավետությամբ: 2011 թվականին կալիֆոռնիական Solar Junction ընկերությունը հասել է 5,5 x 5,5 մմ արևային բջջի 43,5% արդյունավետության, ինչը 1.2% -ով բարձր է նախորդ ռեկորդից:

2012-ին Morgan Solar- ը ստեղծեց Sun Simba համակարգը պոլիմեթիլ մետաքսրիլատից (պլեքսիգլաս), germanium և գալիում արսենիդից ՝ համակցելով մի կոնցենտրատորի հետ վահանակին, որի վրա տեղադրված է ֆոտոցել: Վահանակի պիտանելի դիրքով համակարգի արդյունավետությունը 26-30% էր (կախված սեզոնից և տեսանկյունից, որտեղ գտնվում է արևը), երկու անգամ ավելի բարձր է, քան բյուրեղային սիլիկոնի հիման վրա լուսապատճենների գործնական արդյունավետությունը:

2013-ին Շարփը ստեղծեց 4x4 մմ եռաստիճան լուսապատճեն indium-gallium-arsenide բազայի վրա ՝ 44.4% արդյունավետությամբ, իսկ Ֆրեյնհոֆերի արևային էներգիայի համակարգերի ինստիտուտի, Soitec- ի, CEA-Leti- ի և Helmholtz Center Berlin- ի մի խումբ մասնագետների կողմից ստեղծեցին ֆոտոշարք: օգտագործելով Fresnel ոսպնյակներ ՝ 44,7% արդյունավետությամբ ՝ գերազանցելով սեփական նվաճումը ՝ 43,6%: 2014 թ.-ին Fraunhofer for Solar Energy Systems Institute- ը ստեղծեց արևային բջիջներ, որոնցում շատ փոքր լուսանկարի վրա լույսի կենտրոնացման շնորհիվ արդյունավետությունը 46% էր:

2014-ին իսպանացի գիտնականները մշակեցին սիլիցիումի ֆոտովոլտային բջիջ, որը ունակ էր արևից ինֆրակարմիր ճառագայթումը էլեկտրականության վերածել:

Խոստումնալից ուղղություն է հանդիսանում նանոտնտենների հիման վրա լուսապատճենների ստեղծումը, որոնք գործում են փոքր ալեհավաքով (200-300 նմ կարգի կարգով) հարուցված հոսանքների ուղղակի շտկման միջոցով (այսինքն ՝ էլեկտրամագնիսական ճառագայթում ՝ մոտ 500 Թց հաճախականությամբ): Nanoantennas- ը արտադրության համար թանկ հումք չի պահանջում և ունի առավելագույն հավանականություն մինչև 85%:

Լուսապատճենահանման և մոդուլների արդյունավետության առավելագույն արժեքներ
ձեռք բերված լաբորատոր պայմաններում

Մի տեսակ	Ֆոտոէլեկտրական փոխակերպման գործակից,%
Սիլիկոն
Si (բյուրեղային)	24,7
Si (պոլիկրիստալին)	20,3
Si (բարակ ֆիլմի փոխանցում)	16,6
Si (բարակ ֆիլմի ենթամոդուլ)	10,4
III-V
GaAs (բյուրեղային)	25,1
GaAs (բարակ ֆիլմ)	24,5
ԳԱԱ (պոլիկրիստալին)	18,2
InP (բյուրեղային)	21,9
Chalcogenide բարակ ֆիլմեր
CIGS (լուսապատկերային)	19,9
CIGS (ենթաօրենսդրություն)	16,6
CdTe (photocell)	16,5
Ամորֆ / նանոկրիստալային սիլիկոն
Սի (ամորֆ)	9,5
Si (նանոկրիստոնեական)	10,1
Ֆոտոքիմիական
Հիմնվելով օրգանական ներկերի վրա	10,4
Օրգանական ներկերի հիման վրա (ենթաօրենսդրություն)	7,9
Օրգանական
Օրգանական պոլիմեր	5,15
Բազմաշերտ
GaInP / GaAs / Ge	32,0
GaInP / GaAs	30,3
GaAs / CIS (բարակ ֆիլմ)	25,8
a-Si / mc-Si (բարակ ենթամոդուլ)	11,7

Լուսապատճենահանման արդյունավետության վրա ազդող գործոններ

Արեգակնային բջիջների կառուցվածքային առանձնահատկությունները վահանակի աշխատանքի արդյունավետության նվազում են առաջացնում ջերմաստիճանի բարձրացմամբ:

Ֆոտովոլտային վահանակի կատարողականից երևում է, որ առավելագույն արդյունավետության հասնելու համար պահանջվում է բեռի դիմադրության ճիշտ ընտրություն: Դրա համար ֆոտոգալվանային վահանակները միացված չեն անմիջապես բեռին, բայց վահանակների օպտիմալ աշխատանքը ապահովելու համար օգտագործեք ֆոտովոլտային համակարգի վերահսկիչ:

Արտադրություն

Շատ հաճախ, մեկ լուսապատկերները չեն արտադրում բավարար ուժ: Հետևաբար, որոշ քանակությամբ ֆոտովոլտային բջիջներ համատեղվում են այսպես կոչված ֆոտովոլտային արևային մոդուլների մեջ և ապակե թիթեղների միջև ամրացվում է ամրապնդում: Այս կառուցումը կարող է ամբողջությամբ ավտոմատացված լինել:



Սրանք ֆոտովոլտային փոխարկիչներ են `կիսահաղորդչային սարքեր, որոնք արևային էներգիան վերածում են ուղղակի էլեկտրական հոսանքի: Պարզ ասած, սրանք այն հիմնական տարրերն են, որոնք մենք անվանում ենք «արևային վահանակներ»:

Նման մարտկոցների օգնությամբ արհեստական \u200b\u200bերկրային արբանյակները գործում են տիեզերական ուղեծրով: Նման մարտկոցները պատրաստվում են Կրասնոդարում `Սատուրնի գործարանում:

Կրասնոդարում գտնվող ձեռնարկությունը Դաշնային տիեզերական գործակալության մաս է կազմում, բայց Սատուրնը պատկանում է Օչակովո ընկերությանը, որը բառացիորեն փրկեց այս արտադրությունը 90-ականներին:

Օչակովոյի սեփականատերերը ձեռք են բերել հսկիչ բաժնետոմս, որը համարյա գնում էր ամերիկացիներին: Օչակովան այստեղ մեծ գումարներ է ներդրել, ձեռք բերել ժամանակակից սարքավորումներ, կարողացել է պահպանել մասնագետներ, և այժմ Սատուրնը Ռուսաստանի շուկայում երկու առաջատարներից մեկն է ՝ տիեզերական արդյունաբերության կարիքների համար արևային և պահեստային մարտկոցներ արտադրելու համար ՝ քաղաքացիական և ռազմական: Ամբողջ շահույթը, որը ստանում է Սատուրնը, մնում է այստեղ Կրասնոդարում և գնում է արտադրական բազայի զարգացմանը:

Այսպիսով, ամեն ինչ սկսվում է այստեղից `այսպես կոչված կայքում: գազի փուլի էպիտաքսի: Այս սենյակում կա գազի ռեակտոր, որում երեք ժամվա ընթացքում մանրածախ նյութի բյուրեղային շերտ է աճում, որը հիմք կհանդիսանա ապագա ֆոտոցելիքի համար: Նման տեղադրման արժեքը կազմում է մոտ երեք միլիոն եվրո:

Դրանից հետո սուբստրատը դեռ երկար ճանապարհ ունի անցնելու. Էլեկտրական կոնտակտները կկիրառվեն ֆոտոցելիքի երկու կողմերում (իսկ աշխատանքային կողմում շփումը կունենա «սանրվածքի ձև», որի չափերը խնամքով հաշվարկված են արևի լույսի առավելագույն փոխանցումը ապահովելու համար), ենթաէներգիայի վրա կհայտնվի հակաէլեկցիոն ծածկույթ: .դ. - ընդհանուր առմամբ, ավելի քան երկու տասնյակ տեխնոլոգիական գործողություններ տարբեր կայանքներում, նախքան ֆոտոկլեսը դառնալը արեգակնային մարտկոցի հիմքն է:

Օրինակ ՝ ֆոտոլիտոգրաֆիայի տեղադրում: Այստեղ էլեկտրական կոնտակտների «ձևերը» ձևավորվում են լուսապատճենների վրա: Համաձայն տվյալ ծրագրի, մեքենան ինքնաբերաբար կատարում է բոլոր գործողությունները: Ահա համապատասխան լույսը, որը չի վնասում լուսանկարի լուսավորող շերտին - ինչպես նախկինում, անալոգային լուսանկարչության դարաշրջանում, մենք օգտագործում էինք «կարմիր» լամպեր:

Դեպոզիտարիայի վակուումում էլեկտրական կոնտակտներն ու դիէլեկտրիկները կիրառվում են էլեկտրոնային ճառագայթով, և կիրառվում են հակաէլեկցիոն ծածկույթներ (դրանք 30% -ով մեծացնում են ֆոտոցելիքի կողմից առաջացած հոսանքը):

Դե, ֆոտոխցիկը պատրաստ է, և դուք կարող եք սկսել հավաքել արևային մարտկոցը: Անվադողերը զոդվում են ֆոտոցելիքի մակերեսին, որպեսզի այնուհետև դրանք միմյանց միացնեն, և դրանց վրա սոսնձված է պաշտպանիչ ապակուց, առանց որի տարածության մեջ, ճառագայթման պայմաններում, լուսամփոփը չի կարող դիմակայել բեռներին: Եվ չնայած ապակու հաստությունը կազմում է ընդամենը 0,12 մմ, այդպիսի լուսապատկերներով մարտկոցը երկար ժամանակ կաշխատի ուղեծրի մեջ (ավելի քան տասնհինգ տարի բարձր ուղեծիրում):

Լուսապատճենների էլեկտրական միացումը միմյանց հետ իրականացվում է արծաթե կոնտակտներով (դրանք կոչվում են թեքահարթակներ) `ընդամենը 0,02 մմ հաստությամբ:

Արեգակնային բջիջները միացված են շարքին `արևային մարտկոցի կողմից արտադրված ցանցում պահանջվող լարումը ստանալու համար: Այսպես է թվում սերիայի հետ կապված ֆոտովոլտային բջիջների հատվածը (ֆոտովոլտային փոխարկիչներ - դա ճիշտ է):

Վերջապես, արևային վահանակը հավաքվում է: Մարտկոցի միայն մի մասը ցուցադրվում է այստեղ `վահանակ դասավորության ձևաչափով: Արբանյակի վրա կարող է լինել մինչեւ ութ նման վահանակ, կախված այն բանից, թե որքան ուժ է անհրաժեշտ: Ժամանակակից կապի արբանյակներում այն \u200b\u200bհասնում է 10 կՎտ: Նման վահանակները տեղադրվելու են արբանյակի վրա, տարածության մեջ նրանք կբացահայտվեն թևերի պես, և նրանց օգնությամբ մենք դիտելու ենք արբանյակային հեռուստատեսություն, կօգտագործենք արբանյակային ինտերնետ, նավիգացիոն համակարգեր (Glonass արբանյակներն օգտագործում են Krasnodar արևային մարտկոցները):

Երբ տիեզերանավը լուսավորվում է արևի կողմից, արևային մարտկոցով արտադրված էլեկտրաէներգիան ուժադրում է տիեզերանավի համակարգերը, իսկ ավելցուկային էներգիան պահվում է մարտկոցում:

Երբ տիեզերանավը գտնվում է Երկրի ստվերում, տիեզերանավն օգտագործում է մարտկոցում պահվող էլեկտրականությունը: Նիկել-ջրածնի մարտկոցը, ունենալով բարձր էներգիայի հզորություն (60 Վտ / կգ) և գրեթե անսպառ ռեսուրս, լայնորեն օգտագործվում է տիեզերանավում: Նման մարտկոցների արտադրությունը Սատուրնի գործարանի աշխատանքի մեկ այլ մաս է:

Այս լուսանկարում նիկել-ջրածնի պահեստի մարտկոցի հավաքումն իրականացնում է հայրենիքին արժանիքի շքանշանի շքանշանի կրող, II աստիճանի Անատոլի Դմիտրիևիչ Պանինը:

Նիկել-ջրածնի մարտկոցներ հավաքելու համար: Մարտկոցի լրացումը պատրաստված է տանիքում տեղադրելու համար: Լրացնելը բաղկացած է դրական և բացասական էլեկտրոդներից, որոնք առանձնացված են թղթի տարանջատմամբ. Դրանցում տեղի է ունենում էներգիայի փոխակերպում և կուտակում:

Էլեկտրոնի ճառագայթների եռակցման վակուումում տեղադրում, որի օգնությամբ մարտկոցի պատյան պատրաստված է բարակ մետաղից:

Խանութի այն հատվածը, որտեղ կուտակիչների կուտակիչները և դրանց մասերը ստուգվում են բարձր ճնշման համար:

Շնորհիվ այն բանի, որ մարտկոցում էներգիայի կուտակումն ուղեկցվում է ջրածնի ձևավորմամբ և մարտկոցի ներսում ճնշումը բարձրանում է, արտահոսքի փորձարկումը մարտկոցի արտադրության գործընթացի բաղկացուցիչ մասն է:

Նիկել-ջրածնի մարտկոցի գործը տիեզերքում գործող ամբողջ սարքի շատ կարևոր մասն է: Մարմինը նախատեսված է 60 կգ · սմ / սմ 2 ճնշման համար, փորձարկման ընթացքում փլուզումը տեղի է ունեցել 148 կգ · վ / սմ 2 ճնշման տակ:

Կտրուկ մարտկոցները լիցքավորվում են էլեկտրոլիտով և ջրածնով, որից հետո դրանք պատրաստ են օգտագործման համար:

Նիկել-ջրածնի պահեստի մարտկոցի պատյանները պատրաստված են մետաղների հատուկ համաձուլվածքից և պետք է լինեն մեխանիկական ուժեղ, թեթև և բարձր ջերմային հաղորդունակություն: Մարտկոցները տեղադրված են բջիջներում և միմյանց չեն դիպչում:

Նրանցից հավաքված մարտկոցներն ու մարտկոցները էլեկտրականորեն փորձարկվում են մեր սեփական արտադրության օբյեկտներում: Այլևս հնարավոր չի լինի որևէ բան շտկել կամ փոխարինել տարածության մեջ, ուստի այստեղ յուրաքանչյուր մանրակրկիտ փորձարկվում է:

Տիեզերական ամբողջ տեխնոլոգիան ենթակա է մեխանիկական սթրեսի թեստերի ՝ օգտագործելով թրթռումային ստենդներ, որոնք նմանեցնում են բեռները տիեզերանավի ուղեծիր գործարկման ընթացքում:

Ընդհանուր առմամբ, Սատուրնի գործարանը ստեղծեց առավել բարենպաստ տպավորություն: Արտադրությունը լավ կազմակերպված է, արտադրամասերը մաքուր և պայծառ են, մարդիկ որակավորված են, հաճելի է շփվել նման մասնագետների հետ և շատ հետաքրքիր է այն մարդու համար, ով գոնե ինչ-որ չափով հետաքրքրված է մեր տարածքով:

Ավելի քան վաթսուն տարի առաջ սկսվեց գործնական արևային էներգիայի դարաշրջանը: 1954 թ.-ին ամերիկացի երեք գիտնականներ աշխարհին ներկայացրին սիլիկոնային հիմքով արևային առաջին բջիջները: Անվճար էլեկտրաէներգիա ստանալու հեռանկարը շատ արագ իրականացվեց, և աշխարհի առաջատար գիտական \u200b\u200bկենտրոնները սկսեցին աշխատել արևային էլեկտրակայանների ստեղծման ուղղությամբ: Արեգակնային վահանակների առաջին «սպառողը» տիեզերական արդյունաբերությունն էր: Այստեղ էր, ինչպես և ոչ մի այլ վայր, նրանց համար անհրաժեշտ էին վերականգնվող էներգիայի աղբյուրներ, քանի որ արբանյակների վրա տեղակայված մարտկոցները արագորեն սպառեցին իրենց ռեսուրսները:

Եվ ընդամենը չորս տարի անց, արեւային վահանակները տիեզերքում ստացան անորոշ աշխատանքային հերթափոխ: 1958-ի մարտին Միացյալ Նահանգները գործարկեցին արևային էներգիայի արբանյակ: Երկու ամիս անց ՝ 1958-ի մայիսի 15-ին, Սովետական \u200b\u200bՄիությունը Sputnik 3-ը սկսեց երկրի շուրջ գտնվող էլիպսաձև ուղեծրով, որի վրա տեղադրված էին արևային պանելներ:

Տիեզերքում գտնվող առաջին տնային արևային էլեկտրակայանը

Սիլիկոնային արևային վահանակները տեղադրվել են Sputnik 3-ի ներքևի մասում և աղեղում: Այս պայմանավորվածությունը հնարավոր դարձավ համարել գրեթե էլեկտրաէներգիա գրեթե անընդհատ ՝ անկախ արևի համեմատ ուղեծրում արբանյակի դիրքից:

Երրորդ արհեստական \u200b\u200bարբանյակ: Արեգակնային մարտկոցը հստակ տեսանելի է

Ինքնաթիռի մարտկոցները 20 օրվա ընթացքում սպառվել են, իսկ 1958 թ.-ի հունիսի 3-ին արբանյակի վրա տեղադրված գործիքների մեծ մասը հոսանքազրկվել էին: Այնուամենայնիվ, արևային ճառագայթահարման ուսումնասիրության սարքը, ստացվող տեղեկատվությունը երկիր ուղարկող ռադիոհաղորդիչը և ռադիոընդունիչը շարունակում էին աշխատել: Ներքին տախտակի մարտկոցների ոչնչացումից հետո այդ սարքերը ամբողջությամբ անցան արևային վահանակներից: Ռադիոէլեկտրոնը գործնականում աշխատում էր այնքան ժամանակ, մինչև 1960 թ. Արբանյակն այրվեց Երկրի մթնոլորտում:

Ներքին տիեզերական ֆոտոգալտիկայի զարգացում

Դիզայներները մտածեցին տիեզերանավերի էլեկտրամատակարարման մասին նույնիսկ հենց առաջին գործարկման մեքենաների նախագծման փուլում: Իսկապես, մարտկոցները հնարավոր չէ փոխարինել տարածության մեջ, ինչը նշանակում է, որ տիեզերանավի ակտիվ ծառայության ժամկետը որոշվում է միայն ինքնաթիռի մարտկոցների հզորությամբ: Առաջին և երկրորդ արհեստական \u200b\u200bերկրային արբանյակները հագեցած էին միայն վթարային մարտկոցներով, որոնք մի քանի շաբաթվա ընթացքում շահագործվելուց հետո ոչնչացվեցին: Երրորդ արբանյակից սկսած ՝ հետագա բոլոր տիեզերանավերը հագեցած էին արևային պանելներով:

Տիեզերական արևային էլեկտրակայանների հիմնական մշակողը և արտադրողը Kvant հետազոտական \u200b\u200bև արտադրական ձեռնարկությունն էր: Արեգակնային վահանակները «Kvant» - ը տեղադրված են գրեթե բոլոր ներքին տիեզերանավերի վրա: Սկզբում դրանք սիլիկոնային արևային բջիջներ էին: Նրանց հզորությունը սահմանափակվում էր ինչպես չափերով, այնպես էլ ծանրությամբ: Այնուհետև Քվանտ գիտնականները մշակեցին և արտադրեցին աշխարհի առաջին արևային բջիջները ՝ հիմնովին բոլորովին նոր կիսահաղորդչային սարքի ՝ գալի arsenide- ի (GaAs) հիման վրա:

Բացի այդ, արտադրության մեջ գործարկվեցին լրիվ նոր հելիումի վահանակներ, որոնք անալոգներ չունեին աշխարհում: Այս նորամտությունը դարձել են բարձրորակ հելիումի վահանակներ, որոնք ունեն ցանց կամ լարային կառուցվածք:

Հելիումի վահանակներ `ԱՐՏ և լարային հենապատերով

Երկկողմանի զգայունությամբ սիլիկոնային հելիումի վահանակները նախագծվել և արտադրվել են հատկապես ցածր ուղեծրով տիեզերանավերի վրա տեղադրելու համար: Օրինակ, Միջազգային տիեզերական կայանի (Զվեզդա տիեզերանավ) ռուսական հատվածի համար արտադրվել են երկկողմանի զգայունություն ունեցող սիլիկոնային պանելներ, որոնցից մեկ վահանակի մակերեսը 72 մ² է:

«Զվեզդա» տիեզերանավի արևային մարտկոց

Flexibleկուն արևային բջիջները նույնպես մշակվել են ամորֆ սիլիցիոնի հիման վրա և գործարկվել են ՝ ունենալով յուրահատուկ ծանրության հատուկ հատկություններ. Միայն 400 գ / մ² քաշով, այդ մարտկոցները էլեկտրականություն են առաջացնում 220 Վտ / կգ-ով:

Flexibleկուն հելիումի մարտկոց, որը հիմնված է ամորֆ սիլիկոնի վրա

Արեգակնային բջիջների արդյունավետությունը բարելավելու համար իրականացվել է հողի վրա հիմնված մեծ քանակությամբ հետազոտություն և փորձարկում, ինչը բացահայտեց Մեծ տարածքի բացասական հետևանքները հելիումի վահանակների վրա: Սա հնարավորություն տվեց անցնել արևային մարտկոցների արտադրությանը տարբեր տիեզերանավերի համար մինչև 15 տարի ակտիվ կյանք:

«Վեներա» առաքելության տիեզերանավ

1965-ի նոյեմբերին, չորս օրվա ընդմիջումով, երկու տիեզերանավ ՝ Վեներա-2 և Վեներա -3, մեկնարկեց մեր ամենամոտ հարևան Վեներան: Սրանք երկու բացարձակապես նույնական տիեզերական զոնդ էին, որոնց հիմնական խնդիրն էր Վեներան վայրէջք կատարելը: Երկու տիեզերանավերը հագեցած էին Գալիումի արսենիդ արեգակնային բջիջներով, որոնք իրենց լավ են ապացուցել մերձակա Երկրի մոտակայքում գտնվող ավտոմեքենաներում: Թռիչքի ընթացքում երկու զոնդերի բոլոր սարքավորումները սահուն աշխատել են: «Վեներա -2» կայանի հետ անցկացվեց 26 հաղորդակցություն, իսկ 63 կապի նիստեր «Վեներա -3» կայանի հետ, ուստի հաստատվեց այս տեսակի արևային մարտկոցների բարձր հուսալիությունը:

Վերահսկիչ սարքավորումների անսարքության պատճառով կորցրել են Venera-2- ի հետ կապը, բայց «Վեներա -3» կայանը շարունակվել է իր ճանապարհով: 1965-ի դեկտեմբերի վերջին, Երկրից հրամանատարությամբ, հետագծի ուղղում արվեց, և 1966-ի մարտի 1-ին կայանը հասավ Վեներա:

Այս երկու կայանների թռիչքի արդյունքում ձեռք բերված տվյալները հաշվի են առնվել նոր առաքելություն պատրաստելիս, իսկ 1967-ի հունիսին Վեներա-ի նոր ավտոմատ կայան գործարկվեց դեպի Վեներա: Իր երկու նախորդների նման, այն հագեցած էր նաև գալիումի արսենիդ արևային վահանակներով ՝ 2,4 մ² ընդհանուր մակերեսով: Այս մարտկոցները աջակցում էին գրեթե բոլոր սարքավորումների շահագործմանը:

Կայան «Վեներա -4»: Ստորև բերված է ծագման մեքենան

1967-ի հոկտեմբերի 18-ին, իջնելով մեքենայի իջնելուց և Վեներայի մթնոլորտ մուտք գործելուց հետո, կայանը իր ուղեծրով շարունակի իր աշխատանքը, ներառյալ կատարելով ազդանշանային կրկնողի դերը իջնող մեքենայի ռադիոհաղորդիչից Երկիր:

«Լուսին» առաքելության տիեզերանավ

Արեգակնային մարտկոցները, որոնք հիմնված են գալիումի arsenide- ի վրա, եղել են «Լունոխոդ -1» և «Լունոխոդ -2»: Երկու սարքերի արեգակնային վահանակները տեղադրված էին կախովի կափարիչներով և հավատարմորեն ծառայում էին շահագործման ողջ ժամանակահատվածի համար: Ավելին, «Լունոխոդ -1» -ի վրա, որի ծրագիրը և ռեսուրսները նախատեսված էին մեկ ամսվա շահագործման համար, մարտկոցներն աշխատում էին երեք ամիս ՝ երեք անգամ ավելի երկար, քան նախատեսված ժամանակահատվածը:

Lunokhod-2- ը լուսնային մակերեսի վրա աշխատել է ավելի քան չորս ամիս ՝ 37 կմ հեռավորության վրա: Այն դեռ կարող էր աշխատել, եթե չլիներ սարքավորումների գերտաքացումը: Սարքը ընկավ թարմ խառնարանով ՝ չամրացված հողի օգնությամբ: Ես երկար ժամանակ skidd էի, բայց վերջում կարողացա դուրս գալ հակառակ հանդերձում: Երբ նա բարձրանալով փոսից, մի փոքր քանակությամբ հող ընկավ արևային պանելային ծածկույթի վրա: Տվյալ ջերմային ռեժիմը պահպանելու համար բացված արևային պանելները գիշերը իջեցվել են սարքավորումների խցիկի վերին ծածկույթի վրա: Խառնարանից դուրս գալուց հետո, երբ կափարիչը փակվեց, դրանից բխող հողը ընկավ սարքավորումների խցիկին ՝ դառնալով մի տեսակ ջերմամեկուսիչ: Կեսօրից հետո ջերմաստիճանը բարձրացավ հարյուր աստիճանից բարձր, սարքավորումները չկարողացան այն դիմանալ և դուրս եկան կարգի:

Ժամանակակից արևային վահանակները, որոնք պատրաստվել են առավել առաջադեմ նանոտեխնոլոգիա, օգտագործելով նոր կիսահաղորդչային նյութեր, հնարավորություն են տվել հասնել մինչև 35% արդյունավետության ՝ քաշի զգալի կրճատմամբ: Եվ ահա այս նոր հելիումի վահանակները հավատարմորեն ծառայում են բոլոր տիեզերանավերին, որոնք ուղարկվում են ինչպես մոտակա երկրի ուղեծրերի, այնպես էլ խոր տարածության:

Ներկայումս ԱԷԿ Կվանտն աշխատում է տիեզերական ֆոտովոլտային էներգիայի և դրա տարրական բազայի զարգացման երեք հիմնական ուղղությունների վրա, մասնավորապես.

Արեգակնային բջիջների ստեղծում, որը հիմնված է մոնոկրատական \u200b\u200bսիլիկոնի վրա

NPP Kvant- ում ստեղծված սիլիկոնային արևային բջիջները համապատասխանում են համաշխարհային մակարդակին, ինչը հաստատվել է մի շարք օտարերկրյա պատվերներով դրանց արտադրության համար ՝ Հնդկաստանի, Ֆրանսիայի, Հոլանդիայի, Չեխիայի, Իսրայելի, Չինաստանի շահերից ելնելով: Այս մարտկոցներն ունեն.

• ամենաբարձր նախնական հատուկ էներգիայի բնութագիրը `200 Վտ / մ 2;
• ակտիվ գոյության ժամանակահատվածում նվազագույն քայքայումը.
• երկկողմանի զգայունություն, որն օգտագործվում է ցածր թռիչքային տիեզերանավերի վրա և թույլ է տալիս բարձրացնել արևային մարտկոցների ելքային հզորությունը 10-15% -ով ՝ Երկրի ալբեդոյի վերափոխման պատճառով (մասնավորապես ՝ արևային մարտկոցներ «Զարիայի», «Զվեզդա» տիեզերանավի, ISS- ի ռուսական հատվածի, SB տիեզերանավի համար Monitor-E »):

Արեգակնային բջիջների ստեղծում `հիմք ընդունելով բազմաֆազային ֆոտովոլտային փոխարկիչների, օտարերկրյա ենթածրագրերի բարդ կիսահաղորդչային նյութեր:

Արեգակնային բջիջների հիման վրա, որոնք հիմնված են կասկադային բարդ հետագա գործառույթների կառուցվածքների վրա, որոնք օգտագործվում են օտարերկրյա կիսահաղորդչային ենթաշերտի վրա պահված երրորդային և քառանկյունային AIIIVV միացություններով, ձեռք է բերվել տարածության առավելագույն արդյունավետություն, ձեռք են բերվել լավագույն արդյունքներ ՝ այս ժամանակահատվածում հատուկ ուժի, ակտիվ կյանքի և նվազագույն քայքայման առումով: Նման արեգակնային բջիջների օգնությամբ յուրացվել է 25-30% արդյունավետության տիրույթ: Խոստումնալից տիեզերանավերի մի ամբողջ դասի համար, օրինակ, խոշոր գեոստացիոն համակարգերը, ինչպես նաև տիեզերանավերը, որոնք նախատեսված են էլեկտրական շարժիչ համակարգերի միջոցով տարածության մեջ տրանսպորտային գործողությունների համար, ժամանակակից թիրախային առաջադրանքների կատարման ունակությունը միայն թույլ է տալիս օգտագործել այդպիսի բարձր արդյունավետ արևային մարտկոցներ: Հաշվի առնելով դա, ինչպես նաև GaA- ների հիման վրա արեգակնային բջիջների նախագծման գործում տարիների փորձը օգտագործելով ՝ ԱԷԿ-ի «Քվանտ» -ը աշխատանքներ է մշակում այս ուղղությամբ:

Ամորֆ սիլիցիումի հիման վրա ճկուն բարակ ֆիլմերի արևային բջիջների ստեղծում ՝ առավելագույն էներգիայի զանգվածային բնութագրիչով և նվազագույն ինքնարժեքով:

Սա լրիվ նոր ուղղություն է տիեզերական ֆոտովոլտայայում: Նման ֆոտովոլտային փոխարկիչների առավել խոստումնալից տեսակը ներկայումս 3-փուլային PV բջիջներն են, որոնք հիմնված են ամորֆ սիլիկոնի վրա (a-Si): Սկզբնապես մշակված գետնին վրա հիմնված ֆոտովոլտային սարքավորումների համար, ամորֆ սիլիկոնային արևային բջիջները ներկայումս դիտարկվում են տարածության մեջ օգտագործման համար ՝

• արեգակնային բջիջների բարձր էներգիայի և զանգվածային բնութագրերի ձեռքբերման հնարավորությունը ՝ 4-5 անգամ ավելի բարձր, քան մոնոկրաստային սիլիցիոնի հիման վրա արված արևային բջիջների քանակը, չնայած դրանց ցածր նախնական արդյունավետությանը.
• ճառագայթման բարձր դիմադրություն;
• արեգակնային մարտկոցի միավորի ինքնարժեքը մագնիտուդ տարբերակի համեմատությամբ մեծության և ավելի մեծության կարգով իջեցնելու հնարավորությունը:

Flexibleկուն բարակ ֆիլմի արեգակնային բջիջների զգալի առավելությունն նրանց փոքր մեկնարկային (տրանսպորտային) ծավալն է, դրանց հիման վրա հեշտությամբ տեղակայված գլանաձև արեգակնային բջիջների ստեղծման հնարավորությունը և այլն:

Հողի վրա հիմնված տեխնոլոգիան, որը մշակվել է ռուս-ամերիկյան համատեղ ձեռնարկության «Սովլաքս» ՍՊԸ-ի (NPP Kvant, ECD Ltd., ԱՄՆ) համահիմնադիրների կողմից, համարվում է որպես տիեզերական կիրառությունների համար ամորֆ սիլիկոնի հիման վրա ֆոտովոլտային փոխարկիչների փոխարկման հիմնական տեխնոլոգիան: Այս տեխնոլոգիան ապահովում է կասկադային եռանկյունաձև ֆոտովոլտային կառուցվածքի ձևավորում `բարակ ժապավենի սուբստրատի վրա a-Si համաձուլվածքների հիման վրա:

ԱԷԿ-ի «Քանթան» ժամանակակից նախագծերը տիեզերական ֆոտովոլտիկայի ոլորտում

• ISS. Zarya և Zvezda մոդուլների ռուսական հատվածը արևային փոխարկիչներով, երկկողմանի զգայունությամբ
• «ՍիՍաթ», «Էքսպրես-Ա», «Էքսպրես-AM», «ԿազՍաթ» և այլն:
• Երկրագնդի հեռավոր զննման տիեզերանավ և «Մոնիտոր-Ե» օդերևութաբանություն, «Մետեոր -3» և այլն:

Արեգակնային վահանակների ատոմակայանի հիմնական հատկանիշները "Kvant"

Հիմնական բնութագրերը	Մոնոկրիստալ	GalnP2-GalnAs-Ge եռաստիճան	Ամորֆ
SB- ի հատուկ հզորությունը AM0- ում, 25 ° С- ի I - V բնութագրի օպտիմալ կետում, W / m 2	200	~350	90-100
SB- ի հատուկ հզորությունը AM0- ում, 60 ° C- ում, I - V բնութագրի օպտիմալ կետում, W / m 2	165-170	~320	80-90
Հատուկ ծանրություն (լուսանկար ստեղծող մասի համար, բացառությամբ շրջանակի), կգ / մ 2:
- ԱՐՏ հենակետ - մեղրամոմ substrate	1,7-1,85 1,4-1,5	1,9 1,6	0,3
Գործառնական հոսանքի դեգրադացիա CAC- ի համար,%
- GEO- ի 10 տարի - LEO- ի 10 տարի - 10 տարի էլիպսաձև և միջանկյալ ուղեծրերում	20 20 30	15 15 25	Առագայթում անկում ~7%