ТЕОРИЯ ВЕБ-КАРТ

17-MA'RUZA

MAVZU: YADRO QUVVAT MANBALARI. BORTDAGI ELEKTR TARMOG'I.

2 SOAT

Reja:

1. Yadro quvvat manbalari;

2. Bortdagi elektr tarmog'i;

Kalit so'zlar: elektr ta'minoti, termal, yadroviy, quvvat, batareya, elementlar.

1. Yadro quvvat manbalari

Ilgari tavsiflangan elektr energiyasi manbalari (kimyoviy va quyosh) ularning qo'llanilish chegaralariga ega. Masalan, agar quyosh batareyalari asteroid kamaridan tashqarida ishlatilsa, unda Yupiter atrofidagi quyosh energiyasi oqimining solishtirma quvvati Yer atrofidagi nurlanish bilan taqqoslaganda uch martadan ko'proq kamayishini yodda tutish kerak. Elektr energiyasining kimyoviy manbalari, shuningdek, zaryad olmasdan uzoq muddatli foydalanish uchun mos emas.

Kosmonavtikada yadro quvvat manbalarining loyihalari, birinchi navbatda, kosmik apparatlarda uzoq kosmik jismlarga (sayyoralar, asteroidlar) parvoz qilishda foydalanish uchun faol ravishda ishlab chiqilmoqda. Bunday elektr energiyasi manbalari uchun to'g'ri nom radioizotop energiya manbalari, ya'ni. radioaktiv parchalanish paytida chiqarilgan energiyani sovutish suyuqligini isitish yoki elektr energiyasiga aylantirish uchun ishlatadigan turli xil dizayndagi qurilmalar.

Hozirgi vaqtda radioizotop generatorlarining o'nga yaqin turini ajratish mumkin: termoelektrik; termionik; bug 'turbinasi; atom yarim o'tkazgich; piezoelektrik; optik-elektr va boshqalar. Radioizotop oqim manbalarining issiqlik yoki yoqilg'i manbai har xil kimyoviy elementlarning qisqa muddatli radioaktiv izotoplari: Kobalt-60; Plutoniy-238; Stronsiy-90; Uran-232 va boshqalar.

Radioizotop manbalarining tez-tez ishlatiladigan turlaridan biri - radioizotopli termoelektr generatorlari (RTG) moslamasini batafsil ko'rib chiqamiz. Avval termoelektrik yarimo'tkazgich generatorining ishlash printsipi bilan tanishib chiqamiz. 1-rasmda yarimo'tkazgichlar yordamida issiqlik energiyasini elektr energiyasiga aylantirish printsipi ko'rsatilgan diagramma ko'rsatilgan.

Rasm 1. Termoelektrik yarimo'tkazgich generatorining ishlash printsipining soddalashtirilgan diagrammasi

1-rasmdan ko'rinib turibdiki, agar "p" - va "n" - tipli yarimo'tkazgichlarning tayoqchalari sovuq va issiq yuzalar orasiga joylashtirilsa, u holda harorat farqi tufayli zaryadlangan zarralar issiq yuzaga yaqinlasha boshlaydi. Agar bu holda yarimo'tkazgich tayoqchalari ketma-ket metall plitalar bilan ("p" - "n" - "p" -...) bog'langan bo'lsa, u holda ular ichida potentsiallar farqi (elektromotor kuch) paydo bo'ladi. Shunga ko'ra, agar termoelektrik konvertorlarning hosil bo'lgan batareyasi elektr zanjiriga ulangan bo'lsa, u holda oqim paydo bo'ladi. Termoelektrik yarimo'tkazgich batareyalari quyosh xujayralari printsipi bo'yicha yig'ilishi mumkin, ya'ni. yarimo'tkazgich matritsasi shaklida, shu bilan elektr ta'minotining kerakli chiqish xususiyatlarini shakllantiradi. Endi RTG-larga qaytamiz. Issiqlik manbai (radioizotop moddasi) generator ichiga joylashtiriladi va yarimo'tkazgichli termoelektr batareyasi generatorning tashqi yuzasiga yaqinroq o'rnatiladi. 2-rasmda kosmik apparatda RTG ishlash printsipi ko'rsatilgan diagramma ko'rsatilgan.

Rasm 2. Qurilmaning soddalashtirilgan diagrammasi va RTG kosmik apparatsining ishlashi

2-rasmda radioaktiv moddalar bilan ampula doimiy ravishda yadro reaktsiyalari tufayli qizib ketishi va generatorning ichki "issiq" yuzasi qizib ketishi ko'rsatilgan. Bir tomondan "issiq" yuzaga yarimo'tkazgichli termoelektrik akkumulyator qo'llaniladi. Ushbu batareyaning boshqa tomoni generator korpusining "sovuq" yuzasi bilan aloqa qiladi. Sovutish intensivligini oshirish uchun qo'shimcha sirtlarni (sovutish radiatorining sirtlari) korpuslarga o'rnatish mumkin.

Uzoq vaqt davomida yuzalar orasidagi harorat farqini saqlab turish uchun "issiq" va "sovuq" yuzalar o'rtasida issiqlik izolyatsiya qiluvchi qatlam qo'yiladi. Bundan tashqari, generator qopqoq bilan so'nggi tomondan yopiladi.

Atom energiyasi manbalarining sezilarli kamchiliklari past samaradorlik koeffitsienti va natijada katta issiqlik chiqarilishidir. Bunday energiya manbalarining asosiy qismi reaktorni sovutish va radiatsiyadan himoya qilish uchun turli xil elementlardir. Masalan, massasi taxminan 1000 kg, uzunligi 7 m va maksimal diametri 2 m bo'lgan Topaz atom elektr stantsiyasi (Kosmos seriyali kosmik apparatlarida 1980-yillarda ishlatilgan) 7 yilgacha 5 kVt quvvat ishlab chiqardi. Shu bilan birga, radioaktiv yoqilg'ining massasi (Uran-232) 12 kg ni tashkil etdi. O'rnatishning qolgan qismi sovutish tizimining yordamchi elementlari va radiatsiyaviy himoyadan iborat edi.

3-rasmda kosmik apparatlar atom elektr stantsiyalarining tashqi ko'rinishiga misollar keltirilgan.

Rasm 3. Atom elektr stansiyalarining kosmik apparatlarining tashqi ko'rinishiga misollar: "New Horizons" RTG kosmik apparati, qora va old fonda (a); "Topaz" atom elektr stantsiyasi (b).

2. Bortdagi elektr tarmog'i

Kosmik apparatda ko'plab elektr qurilmalar mavjud, ular kiruvchi elektr ta'minotidagi kuchlanish va elektr ta'minoti oqimlarining turli xil xususiyatlariga ega. Ushbu qurilmalarda yoqish va o'chirishning har xil siklogrammalari mavjud. Shunga ko'ra, kosmik apparatda quyidagi vazifalarni hal qiladigan uskunalar bo'lishi kerak: elektr energiyasini manbadan qurilmalarga etkazib berish; yoqish / o'chirish moslamalari; qurilmalarning elektr ta'minotining kirish xususiyatlarini tartibga solish. Ushbu uskunalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

- elektr simlarini ulash;

- ikkilamchi quvvat manbalari;

- elektr ta'minotining xususiyatlarini tartibga soluvchi qurilmalar va boshqalar.

Ikkilamchi quvvat manbalari - bu "kirish" da birlamchi quvvat manbalaridan elektr energiyasini oladigan va olingan quvvat manbai xususiyatlarini o'zgartirgandan so'ng, elektr energiyasini qurilmalarga (masalan, transformatorlarga) uzatadigan qurilmalar.

Elektr ta'minotining xususiyatlarini tartibga soluvchi qurilmalarning maqsadi kosmik apparatdagi elektr zanjirining ishlashini barqarorligini ta'minlash va quvvat manbai xususiyatlarining to'satdan sakrashiga yo'l qo'ymaslikdir.

Elektrotexnika va elektronika fanlarini o'rganib chiqqandan so'ng, yuqori kurslarda kosmik apparatlar tarkibidagi elektr tarmoqlarining tuzilishini batafsil o'rganish rejalashtirilgan.

Nazorat savollari:

1. Bunday elektr manbalari uchun aniqroq nom.

2. Hozirgi vaqtda radioizotop generatorlarining qaysi turlarini ajratish mumkin?

3. Issiqlik manbai (radioizotop material) qaerda joylashgan?

4. Atom energiyasi manbalarining sezilarli kamchiliklari nimada?

5. Bortdagi elektr tarmog'i qanday vazifalarni hal qiladi?

6. Bortdagi elektr tarmoqlari qanday simlar, moslamalar, manbalar bilan bog'liq?

7. Elektr ta'minoti xususiyatlarini tartibga soluvchi qurilmalarning maqsadi.

Adabiyotlar:

1.    Аверьянов А. П. ,Азаренко Л. Г. , Вокин Г. Г. ,Кащеев Н. А. , Мачнева Л. А., Чаплинский В. С. Введение в ракетно-космическую технику: учебное пособие. Т. 1. Общие сведения. Космодромы. Наземные Средства контроля и управления ракетами и космическими аппаратами. Ракеты. Год: 2018. Издательство: Инфра-Инженерия. Место издания: Москва|Вологда.ISBN: 978-5-9729-0195-1. Страниц: 381.Форматы: PDF

2.    Каргин, Н. Т. Конструкция и проектирование изделий ракетно-космической техники. Ч. 1. Конструирование изделий ракетно-космической техники [Электронный ресурс] [Электронный ресурс]: электрон. учеб. пособие / В. В. Волоцуев, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. акад. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т), Н. Т. Каргин.— Самара : Изд-во СГАУ, 2012 .— 163 с. — Электрон. текстовые и граф. дан. (1 файл : 12,7 Мбайт).— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/230065

Скачано с www.znanio.ru