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国际空间站支持系统以及未来开发工作

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:支持系统是国际空间站电力系统的最后一项功能,它包括以下子功能:1)热控制;2)接地;3)指挥和控制。在地面进行的监控必须满足电力系统运行、分析和规划的需要。在讨论完国际空间站电力系统主要功能后,还有必要说明未来的开发工作。如果相比目前使用的Ni-H2电池显著改善,就可以提高能量密度,从而明显增加国际空间站平均可用功率。纤维Ni-Cd电池比Ni-H2电池运行温度范围更宽,而且价格也更低廉。

国际空间站支持系统以及未来开发工作

支持系统是国际空间站电力系统的最后一项功能,它包括以下子功能:

1)热控制;

2)接地;

3)指挥和控制。

之前本章已经就热控制问题进行了说明。需要注意的一点是,接地采用的是单点接地(Single Point Ground,SPG)结构,从而保证国际空间站上的所有设备都有同样的电位。(www.xing528.com)

监督和控制功能主要负责管理前面介绍的所有功能,从而完成对电力系统运行监控。这些功能可由站上或地面上的应用软件或硬件来实现。在地面进行的监控必须满足电力系统运行、分析和规划的需要。

在讨论完国际空间站电力系统主要功能后,还有必要说明未来的开发工作。此类研发工作可大大改善后期国际空间站的运行。比如砷化镓(GaAs)太阳板阵列可能成为目前太阳板阵列的替代者。这是因为砷化镓阵列和硅之间存在一个非常重要的不同点:它能更好地利用其聚能器将阳光聚焦在PV电池上,从而显著地提高阵列的输出效率[4]。除此之外,未来开发工作的另一个领域就是替代储能装置。

如果相比目前使用的Ni-H2电池显著改善,就可以提高能量密度,从而明显增加国际空间站平均可用功率。基于这个考虑,目前的纤维Ni-Cd(Fibrous Nickel-Cadmium,FNC)电池,飞轮燃料电池技术都可能成为提供必要次级电能的替代品[4]。纤维Ni-Cd电池比Ni-H2电池运行温度范围更宽,而且价格也更低廉。

跟电池相比,飞轮有储能容量大、恢复效率高和运行寿命长的特点。除此之外,另一个可用来提供次级电能的新技术就是燃料电池。它有极高的能量密度(约为4000Wh/kg,而电池为100Wh/kg)。第9章将对燃料电池作详细介绍。

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