2. Расчет массы системы электроснабжения

Исходными данными для расчета массы СЭС служат данные об энергопотреблении бортовых систем (табл.2).

Средняя потребляемая электрическая мощность станции

(3)

где n – количество бортовых систем.

Таблица 2

Энергопотребление бортовых систем станции

№ пп	Бортовые системы	Среднее энергопотребление бортовых систем Pбс, Вт
	БКУ (СУД и СУБК, КРЛ, СТК)	1350
	Двигательная установка	30
	СОТР	920+120* nэ
	СПОПТ	100
	Освещение	160
	Система телефонной связи	30
	Система жизнеобеспечения	1420+150*nэ

Масса системы энергоснабжения

Мсэс = Мсб + Мсосб + Ма + Марк

(4)

Потребная электрическая мощность СБ

(5)

где η_рс =0,96 - КПД распределительной сети,

η_рт =0,96 - КПД регулятора тока СБ,

η_зу =0,90 - КПД зарядного устройства,

η_ру =0,90 - КПД разрядного устройства,

η_аб =0,80 - КПД аккумуляторной батареи,

t_Т =0,5 час - средняя продолжительность неосвещенного участка орбиты,

t_осв =1,0 час – средняя продолжительность освещенного участка орбиты.

Установленная электрическая мощность солнечных батарей

(6)

где k_d = 0,02* Т - коэффициент деградации СБ,

k_eff= 0,95 - средний за освещенный участок орбиты коэффициент эффективности ориентации крыльев СБ на Солнце,

k_sh = 0,85 - средний за освещенный участок орбиты коэффициент затенения панелей СБ элементами конструкции станции.

k_зап = 1,2– коэффициент запаса.

Коэффициент заполнения солнечных батарей

(7)

где S_сб и S_фэп – площади солнечных батарей и фотоэлектрических преобразователей соответственно.

Площадь солнечных батарей

(8)

P_уд=180 Вт/м² - удельная мощность солнечных батарей.

Масса солнечных батарей

(9)

М_уд=4 кг/м² - удельная масса солнечных батарей.

М_сосб = 250 кг - масса системы ориентации солнечных батарей.

Масса аккумуляторных батарей

(10)

Количество аккумуляторных батарей

(11)

Необходимая электрическая емкость аккумуляторных батарей

(12)

P_max=2,4*P_ср – максимальная потребляемая электрическая мощность.

V=110 В – напряжение тока бортовой сети.

K_зап2=1,1 – коэффициент запаса.

H₁ = 60 Ачас– электрическая емкость одной АБ.

N_отк = 2 – количество парируемых отказов.

М_1аб=75 кг – масса одной аккумуляторной батареи.

Масса аппаратуры регулирования и контроля

(13)

где М_{рт =}13 кг – масса регулятора тока,

М_{зру =}18 кг – масса зарядно-разрядного устройства,

М_{бсш =}25 кг – масса блока сборных шин.

Масса системы энергоснабжения

Мсэс = Мсб + Мсосб + Ма + Марк=4255+250+1200+521=6226 кг