神舟”号载人飞船电源分系统的研制

“神舟”号载人飞船电源分系统的研制---　安全性与可靠性    在设计“神舟”号载人飞船电源分系统时,对裕量、功能冗余、系统重构和热设计等进行了大量的论证,同时在地面完成了许多验证试验,这极大地提高了该分系统的可*性和安全性。 4. 1 　裕量    a) 太阳电池方阵寿命末期的输出功率、充电电流裕量均不低于10 %;   b) 驱动机构的净输出力矩不低于总阻力矩的3倍,防止方阵和驱动机构因固有频率耦合而产生堵转;   c) 在真空高低温环境中,太阳电池翼的展开力矩不低于总阻力矩的3 倍,铰链副的刚度应能承受飞船变轨制动时的极限冲击而不发生塑性变形;   d) 放电调节器实际输出功率为额定平均功率的2 倍。 4. 2 　冗余 a) 放电调节器的2 个升压器模块并联工作; b) 电源系统自身使用的±12 V 电源并联冗余; c) 分流、升压控制信号采用三取二表决电路,并采用双机组冗余; d) 贮能电池及一次性蓄电池均允许有1 个单体短路; e) 火工品电源的蓄电池组采用2 组并联; f) 驱动机构电功率、信号传输滑环采用多刷接触; g) 充电自动接通信号采用2 个机组并联冗余; h) 驱动器采用2 个相同的驱动线路分别对应电机的主、备份绕组,组成冷备份; i) 重要指令均采用程控、遥控或程控、遥控、航天员手控的冗余; j) 贮能蓄电池的充满信号采用V2T 曲线为主、安时计为辅的冗余。 4. 3 　系统重构 a) 主电源一个机组故障失效时可切断,存活机组可与应急电源并网供电;   b) 主电源与方阵不对日定向的留轨电源并网,可弥补主电源因局部故障引起的输出功率不足; c) 双机组中,升压、分流控制信号可互为冗余; d) 作为辅助的均衡电路,一旦发生故障可切断均衡功能,对系统性能仅略有影响。

2005-05-12 23:02

 

第 2 楼   4. 4 　过热、漏液和易爆混合气体泄漏的预防    在选择密封舱内蓄电池组的电池类型和结构时,考虑了有效防止有害易爆气体和腐蚀性电解液泄漏、并网时对锌银蓄电池组的充电放气等因素。在裸露的贮能镉镍蓄电池组单体外壳和极柱上涂覆 牢固的绝缘漆,防止漂浮金属体导致短路。对有包覆层的供电导线,需充分考虑在真空中工作时的散 热性和包敷材料对其热辐射的影响,防止因绝缘层过热而导致绝缘性能下降,以及摩擦引起绝缘层破 损而造成短路。 4. 5 　充分的地面试验    在研制中,对“神舟”号载人飞船电源分系统进行了大量的地面试验,主要有: (a) 太阳电池翼阵的 高低温及温差状态下的展开可*性试验; (b) 太阳电池方阵安装在驱动机构轴上的压紧与展开状态的模态试验,以验证计算模型,获得失重与真空状态下方阵的各阶基频,为姿控系统提供有效的设计依据; (c) 压紧释放机构中主要部件的可*性试验:通过最大熵可*性试验和不同温度环境条件的动、阻力矩 测试等,验证了工作可*性和工作裕度; (d) 温差条件下驱动力矩和加速寿命等试验; (e) 电源分系统模拟在轨高低温条件下进出影工作几百圈次的可*性试验; (f) 贮能镉镍蓄电池在模拟运行条件下(充放电电流、工作温度、充电控制制式) 5 000 周次的可*性试验; (g) 舱外方阵电池电路互连片、互流条焊点、电连接器等3 000 周次高低温冲击热疲劳试验;(h) 电源系统故障判断和对策验证试验。