Низкоорбитальный СМКА связи, его СЭП и СОТР
Курсовой проект - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие курсовые по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
о излучения, - отраженный от поверхности планеты солнечный тепловой поток, - поток собственного планетного излучения, - тепловая мощность, рассеиваемая бортовой аппаратурой.
Общее выражение для поглощенного КА внешнего теплового потока имеет следующий вид (для случая осредненных по поверхности угловых коэффициентов):
,
где и - оптические характеристики радиационной поверхности, , - плотности прямого солнечного и собственного планетного излучений, - площадь миделевого сечения радиационной поверхности по отношению к потоку прямого солнечного излучения, - площадь радиационной поверхности, 0,37 - среднее альбедо планеты Земля, и - осредненные угловые коэффициенты.
Угловыми коэффициентами и определяются доля падающего на поверхность КА собственного планетного излучения () и доля отраженного от планеты солнечного излучения (). Осредненные значения угловых коэффициентов имеют следующий вид:
где - угол между местной вертикалью и направлением, касательным к земной поверхности (угол 2 является сечением телесного угла обзора планеты); - зенитное расстояние Солнца (угол между направлениями Земля - КА и Земля - Солнце), - угол освещенности плоскости орбиты (угол между нормалью к плоскости орбиты и направлением падающего солнечного теплового потока s) определяется из тригонометрического соотношения:
где - наклонение и долгота восходящего узла орбиты; =2327 - угол между плоскостью эклиптики и плоскостью экватора; = 0,9856 N2I (N2I - количество суток, отсчитываемых от 21 марта до текущего дня) - угол в градусах, определяющий положение Солнца на эклиптике на текущий момент.
Тепловая мощность, рассеиваемая бортовой аппаратурой, зависит от потребляемой электрической мощности и может быть определена как:
где - потребляемая электрическая мощность i-го источника тепловыделений; - коэффициент полезного действия аппаратуры.
Для расчёта необходимо знать площади граней МКА, поэтому предварительные габаритные размеры одной грани рассчитаем исходя из полученной площади СБ:
Для начального анализа примем площадь всех граней одинаковой и форма МКА - куб. Тогда длина каждой грани будет равна 1.088 м, а объем:
Для упрощения возьмем вместо куба шар того же объема с радиусом:
Тогда площадь круга:
Таким образом, были получено среднее значение суммарного теплового потока, действующего на МКА (Приложение 1):
Список литературы:
низкоорбитальный спутник связь
1.Никольский В.В. Основы проектирования автоматических космических аппаратов. Учебник. С-Пб.: БГТУ "Военмех", 2007. 230 с.
.Никольский В.В. Проектирование космических аппаратов. Учебное пособие. С-Пб.: БГТУ "Военмех", 2003. 121 с
.Королев С.И. Системы обеспечения теплового режима космических аппаратов: учебное пособие. С.И. Королев; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб.,2006. - 100с.
4.">Интернет-ресурс Берлинского технического университета:
.">Интернет-ресурс ОАО Сатурн:
.">Интернет-ресурс Википедия. Информация о спутнике Юбилейный:
Перечень технических средств обучения и методических материалов:
Системные и прикладные программы кафедры А3.
Приложение
Листинг программы СОТР
Начальная оценка СЭП
Геометрические размеры МКА взяты следующими (с учётом СБ): высота 100 см, ширина 50 см и длина 50 см. Площадь поверхности, покрываемая СБ: 1*0.5*4*0.9 = 1.8 м2, где 0.9 - это коэффициент заполнения СБ поверхности КА.
При рассмотрении различных солнечных батарей выбор пал на следующие: СБ на основе GaAs фотопреобразователях со следующими характеристиками:
Параметр СБСБ на основе GaAs ФПСрок активного существования, лет15КПД при температуре 28 C, Удельная мощность, Вт/м2Начало САС315Конец САС247Максимальная мощность, Вт/м2381Удельная масса, кг/м21.6Толщина ФЭП, мкм150 20
Предварительные расчёты СЭП:
Дано:
САС: 10 лет,
- высота круговой орбиты: 1000 км,
- коэффициент освещенности: 0.5
мощность всех систем: примерно 80 Вт
КПД ФЭП: 0.28
коэффициент деградации ФЭП: 0.15
Полученные данные:
- площадь СБ: 2 м2
- средняя мощность электропотребления: 100 Вт
масса СБ: 3.2 кг
масса СЭП (без учёта аккумуляторных батарей): 5 кг
Ретранслятор
В результате поиска необходимого оборудования для обеспечения голосовой связи был выбран ретранслятор Motorola MRT2000, который по своим массогабаритным характеристикам подходит для наших целей.
Таблица характеристик ретранслятора Motorola MRT2000:
Диапазон частот VHF: 136-174 МГц UHF: 403-470 МГцШирина канала12.5 / 20.0 / 25.0 / 30.0 кГцКоличество каналов до 32Мощность передатчика 136-174 МГц: 1-40 Вт 403-470 МГц: 1-40 Вт опционально 100 ВтНапряжение питания 220 В переменного тока или 14.2 В постоянного тока с минусом на корпусеГабариты (В х Ш х Д), мм483 х 419 х 133Вес, кг19Диапазон рабочих температурот -30 оС до +60 оС
Данные габаритные размеры уменьшаются за счёт снятия корпуса. Следовательно уменьшается масса, таким образом можно будет ставить несколько таких ретрансляторов для количества каналов, но тогда встает вопрос о площади СБ и вырабатываемой ими мощности.