UDK 629.783 Doi: 10.31772/2712-8970-2022-23-1-116-127
Методические принципы проектирования космического аппарата на предельное энергообеспечение полезной нагрузки
Чеботарев В. Е., Фаткулин Р. Ф., Воронцова Е. О., Шангина Е. А., Баландина Т. Н.
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева»; Российская Федерация, 662970, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52. Сибирский федеральный университет; Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79. Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева; Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Проектирование космического аппарата на начальных этапах осуществляется при наличии неопределенностей по параметрам и условиям. Определение проектных параметров происходит пошагово: определение номинальных значений проектных параметров, нормирование запасов ресурсов (масса, объем, энергопотребление) по проектным параметрам на парирование неопределенностей, проектирование космического аппарата на предельные ресурсы. Эксплуатация космического аппарата с включенной электрической нагрузкой содержит не-сколько этапов: выведение на целевую орбиту, ввод в штатную эксплуатацию, штатную эксплуатацию по целевому назначению, выведение из целевого использования при возникновении аварийных ситуаций. Система электропитания предназначена для обеспечения бесперебойного автономного электроснабжения бортовой аппаратуры во всех режимах и на всех этапах в течение срока активного существования космического аппарата с учетом наличия теневых участков орбиты от Земли и Луны. В данной статье разработаны методические принципы проектирования космического аппарата на предельное энергообеспечение полезной нагрузки при наличии неопределенностей по пара-метрам и условиям. Разработаны математические модели расчета параметров энергобаланса космического аппарата для различных вариантов реализации мощности сеансной нагрузки в зависимости от уровня освещенности орбиты и срока функционирования космического аппарата. Проведены оценки эффективности использования методических принципов проектирования космического аппарата на предельное энергообеспечение полезной нагрузки в зависимости от уровня освещенности орбиты и срока функционирования космического аппарата. Разработана методика нормирования запасов по энергоресурсам космического аппарата на парирование неопределенностей по параметрам и условиям, а также принципы ее применения при проектировании космического аппарата на предельное энергообеспечение полезной нагрузки.
Ключевые слова: космический аппарат, полезная нагрузка, энергобаланс, теневые зоны орбиты, методика оценки эффективности.
References

1. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.

2.  Источники энергии систем электроснабжения космических аппаратов : монография /
М. В. Лукьяненко, М. М. Лукьяненко, А. Н. Ловчиков, А. Б. Базилевский ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2008. 176 с.

3.  Вентцель Е. С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. 2-е изд., стер.
М. : Наука, 1988. 208 с.

4.  Ильичев А. В., Волков В. Д., Грушинский В. А. Эффективность проектируемых элементов сложных систем. М. : Высш. шк., 1982. 280 с.

5.  Розанов Ю. А. Случайные процессы. М. : Наука, 1979. 184 с.

6.  Тараканов К. В., Овчаров Л. А., Тырышкин А. Н. Аналитические методы исследования систем. М. : Сов. радио, 1974. 240 с.

7.  Чернявский Г. М., Бартенев В. А. Орбиты спутников связи. М. : Связь, 1978. 240 с.

8.  ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования : под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. 4-е изд., перераб. и доп. М. : Радиотехника, 2010. 800 с.

9.  Чеботарев В. Е., Воронцова Е. О. Методика обеспечения энергоресурсами окололунного спутника для прохождения теневых зон большой длительности // Космические аппараты и технологии. 2020. Т. 4, № 4. С. 233–240. Doi:10.26732/j.st.2020.4.06.

10.  Чеботарев В. Е., Воронцова Е. О., Сидорова Е. А. Моделирование теневых зон на окололунных орбитах и особенности расчета параметров систем электропитания и терморегулирования окололунного космического аппарата // Решетневские чтения : материалы XXIV Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (10–13 нояб. 2020, г. Красноярск) : в 2 ч. Ч. 1. 2020. С. 49–51.

11.  Чеботарев В. Е., Воронцова Е. О. Методика расчета проектных параметров системы электропитания окололунного КА // Системный анализ, управление и навигация : материалы 25-й Междунар. конф. Евпатория, 2021. С. 150–152.     

12.  Разработка систем космических аппаратов : под ред. П. Фортексью, Г. Суайнерда,
Д. Старка ; пер. с англ. М. : Альпина Паблишер, 2015. 756 с.

13.  Туманов А. В., Зеленцов В. В., Щеглов Г. А. Основы компоновки бортового оборудования космических аппаратов : учеб. пособие. М. : Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н. Э. Баумана, 2010. 136 c.

14.  Эльясберг П. Е. Введение в теорию полета ИСЗ. 2-е изд. М. : Либроком, 2011. 544 с.

 Косенко В. Е., Звонарь В. Д., Чеботарев В. Е. Лунная информационно-навигационная обеспечивающая система // Актуальные вопросы проектирования АКА для фундаментальных и прикладных научных исследований. Химки, ФГУП «НПО имени С. А. Лавочкина», 2015.
С. 323–329.


Чеботарев Виктор Евдокимович – доктор технических наук, доцент, ведущий инженер-конструктор;
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». E-mail: cheb1940@yandex.ru.

Фаткулин Роман Фаритович – главный конструктор опытно-конструкторских работ; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». E-mail: frf@iss-reshetnev.ru.

Воронцова Евгения Олеговна – инженер 2 категории; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». E-mail: jenvoroncova@gmail.com.

Баландина Татьяна Николаевна – инженер 2 категории; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». E-mail: balandina@iss-reshetnev.ru.

Шангина Екатерина Андреевна – кандидат технических наук, инженер-конструктор 2 категории; АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева». E-mail: shangina@iss-reshetnev.ru.


  Методические принципы проектирования космического аппарата на предельное энергообеспечение полезной нагрузки