捷聯式慣性導航

[拼音]:hangtianqi dianyuan xitong

[英文]:spacecraft power system

航天器中用於產生、貯存和分配電能的各種裝置。多數航天器工作時間較長,要求電源的容量較大,電源重量約佔整個航天器重量的15%~25%。這些電源按能源不同分為:化學電源、太陽電池電源和核電源三類,其輸出電流經過變換器、穩壓器實現電壓/電流變換、變頻、穩壓,實現對地電絕緣和電源母線保護,同時消除來自電源母線的瞬態變化和電噪聲對用電裝置的影響。配電器完成供電的分配。

航天器電源系統的選擇決定於用電系統的工作壽命、負載特性和負載要求(平均負載和峰值負載)、太陽輻照情況、工作環境、重量、體積和結構等。

化學電源

早期發射的衛星多用化學電源,如鋅汞電池、鋅銀電池、鎘鎳電池。鋅汞電池放電電流小,工作電壓不平穩。鎘鎳電池能輸出較大的功率,但比能量略低。50~60年代的科學試驗衛星、空間探測器和返回型衛星多采用鋅銀電池,它的放電電流和比能量都很大(見火箭電源),是短期飛行航天器的主要電源。載人飛船和太空梭多采用氫氧燃料電池,這種電源每組電池峰值功率高達12千瓦,無維護工作時間可達2500小時,並具有多次起動和停機功能。鎘鎳電池、鎘銀電池和鎳氫電池常用作為太陽電池陣的蓄能器。

太陽電池陣電源

在地球外層空間,太陽輻射強度(1360瓦/平方米)為地面的1.3~1.7倍。採用太陽電池可減輕航天器重量,但必須與蓄電池一起組成太陽電池陣-蓄電池組電源系統(見太陽電池陣電源系統)才能解決航天器進入陰影區時的供電問題。這種電源系統的工作壽命可長達10年,是地球軌道航天器最常用的電源。世界上已發射的航天器中用這種電源的約有60%,其中輸出功率最大的達23.2千瓦,太陽電池陣面積達266平方米。在空間探測器的飛行過程中,太陽光強會發生明顯的變化,影響太陽電池陣發電,在沒有陽光或光強極弱的場合不能使用這種電源,它僅限於在1.5個天文單位內飛行的行星際探測器上使用。

核電源

航天器所用的核電源有放射性同位素溫差發電器、核反應堆溫差發電器和熱離子發電器,它們都是利用原子核的突變(裂變或衰變)所釋放的能量來發電的。這些能量以熱的形式輸出,由熱電轉換器轉換成電能。這種核電源壽命長、工作可靠、對核輻射、強帶電粒子場和微流星轟擊等的承受能力較強,常用於行星際探測器和部分軍用衛星。核電源價格昂貴且不安全。1978年和 1982年蘇聯的“宇宙”954號和“宇宙”1402號衛星再入大氣層後造成了放射性汙染。美、蘇等國仍在繼續研製千瓦和數百千瓦級的核電源,以滿足功率消耗日益增長的需要。高效太陽電池、聚光太陽電池和反應堆核電源正在發展中。