Космический накопитель энергии

 

Накопитель энергии предназначен для использования в космосе и позволяет выдавать механическую или электрическую энергию. Накопитель содержит два независимых маховика, электроагрегат, способный работать в режиме двигателя и в режиме генератора, и ось с жестко прикрепленным в ее середине двухконусным элементом муфты сцепления, соосно которому с зазором на маховике жестко прикреплены одноконусные детали сцепления. Ось установлена в подшипниках с возможностью вращения и продольного перемещения, обеспечивающих поочередное сцепление элементов муфты и передачу усилий от электроагрегата к маховикам или от оси к агрегату отбора мощности. Накопитель энергии может быть полезно использован для выработки электроэнергии, когда солнечные батареи, попавшие в тень, не могут обеспечивать космический объект электроэнергией. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к строительству в космосе объектов, связанных с энергетикой.

Известны решения накопителей энергии, работающие в "земных" условиях, по которым в 1985 г. в г. Житомире состоялась конференция.

В журнале "Изобретатель и рационализатор" N 4 за 1975 г. на стр. 15-17 и в N 4 за 1986 г., стр.24 имеются сведения о "земных" накопителях энергии.

Более близким по существу является аккумулятор электромеханической энергии, описанный в авторском свидетельстве СССР N 1126746, МПК 7 F 16 H 3/302, 1984 г., которое принято за прототип.

Недостатками прототипа являются его неприспособленность к использованию в космическом пространстве, усложненное решение с двумя осями и тормозными устройствами, одиночный маховик.

Задачей изобретения является создание накопителя энергии для применения в космосе, содержащего группу маховиков, способных выдавать накопленную энергию механическим путем отбора мощности и с преобразованием в электроэнергию.

Для достижения указанных результатов принято решение выполнения накопителя с двумя плоскостными с утолщенным ободом маховиками /вообще, количество их не ограничено/, заключенными в жесткий корпус из линейных элементов, ужесточенный крестовыми связями, состыкованный из частей, к которому по обеим сторонам прикреплены кожухи - электро и управления агрегатов /в заявку не включены/.

Вдоль устройства пропущена через подшипники маховиков и корпуса, а также через агрегаты - ось, способная перемещаться вдоль и вращаться.

В середине оси жестко закреплен двухконусный элемент муфты сцепления, на маховиках также жестко прикреплены одноконусные детали сцепления, по положению отвечающие элементу муфты сцепления, с зазорами от него, между цапфами маховиков и корпусом, а также между ободами предусмотрены упорные подшипники.

Для иллюстрации принятого решения представлены чертежи.

На фиг. 1 показано сечение 1-1, общий вид устройства в продольном разрезе; на фиг. 2 - сечение 2-2, поперечный разрез; на фиг. 3 показан вид по 3-3 устройства.

Космический накопитель энергии содержит: корпус, состоящий из трубчатых элементов, в торце кругового очертания 1 с заключенными внутри их грузов магнитного перемещения 2; прямолинейных элементов 3, простыкованных на фланцах 4, развязанных связями 5, с цапфами 6 и с подшипниками 7; маховики, состоящие из массивного обода 8, дисковых частей 9, цапф 10, снабженных подшипниками 11 и 12, элементами сцепления 13, упорными подшипниками 14; детали вращательной системы в составе продольной оси 15, пропущенной через подшипники корпуса 7, подшипники маховиков 11, снабженной в середине элементов муфты сцепления 16, пропущенной по концам через электроагрегат 17 и агрегат управления и отбора мощности 18.

При практическом применении производится заводское изготовление деталей и элементов накопителя, поставка их в рабочую зону, где производится сборка, а при его малых размерах возможно поставлять на место монтажа в полностью собранном виде.

Накопитель энергии может эксплуатироваться с закреплением на космических объектах или в виде отдельно парящей в космосе установки - электростанции или механического двигателя.

Устройство работает в следующем порядке.

Ось 15 сдвигается вдоль до сцепления муфты сцепления 16 с деталью сцепления 13 одного из маховиков (8, 9, 10), подключается электроагрегат 17 и, работая как мотор, осью 15 вращает маховик (8-10), в котором запасается энергия, передвигая ось 15 в другую сторону, производится накопление энергии во втором маховике, после чего сцепление отключается от обоих маховиков, питание электроагрегата 17 прекращается, в обоих вращающихся свободно маховиках сохраняется накопленная энергия.

Для выдачи электроэнергии, используя накопленную, один из вращающихся маховиков через муфту сцепления приводит во вращение ось 15 и электроагрегат 17, работающий в режиме генератора.

Для выдачи механической энергии используется непосредственно вращение оси 15, воздействующее на агрегат 18.

Накопитель энергии может быть полезно использован для подачи электроэнергии, когда плоские солнечные батареи, попавшие в тень, не работают и вообще для создания стабильных источников электротока в космосе в условиях невесомости и солнечной радиации.

Формула изобретения

1. Космический накопитель энергии, содержащий жесткий корпус, маховик и электроагрегат, способный работать в режиме двигателя для раскручивания маховика и в режиме генератора для выдачи электроэнергии, отличающийся тем, что он снабжен вторым независимым маховиком, агрегатом отбора мощности и осью с жестко прикрепленным в ее середине двухконусным элементом муфты сцепления, соосно которому с зазором на маховиках жестко прикреплены одноконусные детали сцепления, при этом ось установлена в подшипниках с возможностью вращения и продольного перемещения, обеспечивающих поочередное сцепление элементов муфты и передачу усилий от электроагрегата к маховикам или от оси к агрегату отбора мощности.

2. Накопитель по п.1, отличающийся тем, что по торцу корпуса выполнен круговой трубчатый элемент, по оси которого расположены грузы магнитного перемещения и подвески для стабилизации неподвижного положения конуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3