Загрузка ...Изотопные ТЭГ SNAP-3
Более успешно и широко разработаны ТЭГ SNAP-3, из которых два успешно эксплуатировались на спутниках «Транзит». Первый генератор этой серии SNAP-3A1 был изготовлен в 1960 г. Источник тепла размещен в длинной трубке. Два ряда термоэлементов, размещенных диаметрально противоположно друг другу, прикреплены к пластинам, которые прижаты к горячей центральной трубке. Ветви л-типа изготовлены из РЬТе, а р-типа — каскадные из GeTe на горячей стороне и ZnSb на холодной. Выходная мощность регулировалась утечкой аргона из генератора во время его работы. Генератор испытывался с электрическими нагревателями и при температурах горячего спая 850° К и холодного 500° К вырабатывал мощность 1,78 вт. Тепловая мощность источника составляла при этом 178 вт, а к. п. д. всей установки 1%. Низкие характеристики в основном обусловлены неэффективным использованием площади нагрева.
Во втором генераторе SNAP-3A2 использованы в основном те же материалы, но для улучшения его характеристик камера теплового источника была выполнена в виде сплюснутого цилиндра. Семнадцать горячих спаев термоэлементов прижаты к одной из плоских поверхностей цилиндра, а другая плоская поверхность служит для излучения тепла при регулировании мощности. Во время испытаний электронагревателем тепловой мощностью 182 вт были получены температуры горячего спая 753° К и холодного 463° К. Полезная мощность при этом составила 1,6 вт с к. п. д. 0,88%. Как видно, модификация конструкции не дала искомого результата, так как не была повышена эффективность использования поверхности нагрева.
Серия ТЭГ SNAP-3B состояла из восьми установок. Пять из них были загружены топливом, а три применялись только для испытаний. Все эти генераторы идентичны и не имеют регулирования мощности. В ТЭГ SNAP-3B использована цилиндрическая геометрия, в которой длинная тонкая топливная капсула окружена радиально размещенными термоэлементами по типу колеса, осью которого является топливо, а спицами — термоэлементы. Такая геометрия позволяет эффективно использовать теплоисточники и обеспечивает простую загрузку топлива. Вокруг топливной капсулы установлено коническое кольцо горячих спаев, которое обеспечивает хороший тепловой контакт.
Термобатарея состоит из 27 термоэлементов из РЬТе диаметром 0,533 и длиной 2,54 см, скоммутированных на горячей стороне железными пластинами. Нанесенная плазменным напылением пленка окиси алюминия электрически изолирует коммутирующие пластины друг от друга и от кольца горячих спаев.
Холодные спаи закреплены покрытым изоляцией алюминиевым кольцом. Отдельные ветви термоэлементов пружинами с помощью специального устройства прижаты к контактным поверхностям. Слюдяные втулки вокруг ветвей элементов изолируют л защищают их от химического взаимодействия. Все полости заполнены порошковой и твердой теплоизоляцией. Внешняя, почти сферическая оболочка генератора диаметром 12,1 и высотой 14 см смонтирована из спаянных медных полусфер. В случае входа из космоса в атмосферу пайка расплавляется и топливная капсула сжимается, поэтому никакой радиационной защиты не было установлено.
Топливо помещалось в капсулах из нержавеющей стали. Каждая капсула вставлялась во вторичную стальную капсулу, я обе они заваривались. Для помещения капсул в оболочку использовалась завинчивающая пробка. ТЭГ SNAP-3B1, SNAP-3B2 и SNAP-3B4 были загружены 210Ро. Тепловые мощности источника соответственно составляли 48; 55,6 и 69,6 вт, при этом выработка полезной мощности достигала 2,4; 2,5 и 4 вт, что составляло к. п. д. установок 5,0; 4,8 и 5,7%- Вес установок достигал 2,3; 1,8 и 1,8 кГ соответственно. Вибрационные испытания SNAP-3B с электронагревателями обнаружили падение их к. п. д. до 3,6% при вибрациях, перпендикулярных к оси генератора. Однако через 10 мин после испытаний характеристики восстанавливались. Статические ускорения до 15 g в течение 15 мин показали стабильность характеристик. Испытания на удар до 50 g со временем нарастания 1 мсек вызвали колебания напряжения с быстрым затуханием их после удара.
Наиболее совершенные генераторы из этой серии SNAP-3B7 и SNAP-3B8 были загружены М8Ри с тепловой мощностью 52 вт. Достигнутая ими электрическая мощность составляла 2,7 вт, что давало к. п. д. всего устройства 5,2%. Вес генераторов был равен 2,1 кГ. Оба они были установлены на борту двух навигационных спутников «Транзит-4». Источник энергии таких спутников должен иметь ресурс до 5 лет. Спутники запущены 29 июня 1961 г. («Транзит-4А») и 15 ноября 1961 г. («Транзитов»); станции слежения подтвердили, что генераторы непрерывно работали во время вывода на орбиту. В соответствии с расчетами мощность их в космосе упала на 10% из-за увеличения температуры холодных спаев на 56°. Оба генератора успешно работали в течение длительного времени в космосе, и данные по их характеристикам перестали поступать из-за выхода из строя других систем спутников.
Дата публикации: 28.04.2012
Особенности и виды межкомнатных складных дверей
Варианты применения наружных LED экранов
