Программный комплекс, который поможет проектировать помехозащищенные силовые шины электропитания космических аппаратов, разрабатывают ученые ТУСУРа в рамках реализации программы развития «Приоритет 2030».
В основу проекта по созданию программного комплекса легла работа, которая выполнялась коллективом кафедры телевидения и управления в рамках ФЦП «Теоретические и экспериментальные исследования по синтезу оптимальной сети высоковольтного электропитания для космических аппаратов», который был реализован в 2017–2019 годах совместно с АО «Решетнёв».
«В рамках ФЦП мы создали аппаратно-программный комплекс для синтеза и испытаний оптимальной сети высоковольтного электропитания космического аппарата, результатом которого являлся прототип силовой шины электропитания, – рассказывает докторант кафедры ТУ Максим Комнатнов. – Этот комплекс и результаты испытаний шины подтолкнули нас к решению задачи, над которой мы работаем в рамках программы «Приоритет 2030»: создать комплекс программ для проектирования лёгких помехозащищённых силовых шин электропитания перспективных космических аппаратов. В настоящее время нет единой концепции по созданию подобных конструкций, вследствие чего силовые шины электропитания каждый раз проектируются индивидуально под заданные требования, к сожалению, не без ошибок. Разработанный нами комплекс программ позволит для конкретных задач синтезировать геометрические и электрические параметры проектируемой силовой шины электропитания. Кроме того, используя разработанный комплекс программ, помимо прочего, станет возможным спроектировать шину и сделать её более устойчивой к воздействию электростатического разряда, повысить пробивное напряжение при минимальных массогабаритных показателях, минимизировать ошибки при сборке конструкции».
Силовые шины электропитания известны давно, в основном они применяются для электрического соединения источника и потребителя электроэнергии. Использование шин электропитания в космических аппаратах позволяет не только уменьшить вес, но и повысить надёжность и помехозащищенность. Включение в электрические межсоединения шины дополнительных помехоподавляющих фильтров позволит повысить помехозащищенность модулей, блоков и космического аппарата в целом.
«К силовой шине электропитания космического аппарата предъявляются высокие требования в плане надежности, поскольку она не резервируется, а её пробой приводит к выходу из строя всего космического аппарата» – рассказывает Максим Комнатнов.
Первый этап посвящён разработке математических моделей для вычисления оптимальных геометрических форм силовой шины электропитания и её отводов, электромагнитного воздействия, схемотехнического анализа и локализации мест пробоя изоляторов. «Мы предполагаем разработку математических моделей для выявления и локализации мест, в которых возможны высокие амплитуды напряженности электрического поля, что может привести к пробою изолятора – уточняет Максим Комнатнов. – Локализация мест позволит за счёт добавления разнородных диэлектрических слоев в изолятор повысить уровень пробивного напряжения шины, а также учесть места, где может повлиять человеческий фактор при установке шины на космический аппарат».
На втором этапе математические модели будут объединены в программные модули. После их верификации будет создан комплекс программ, который позволит проектировать легкие помехозащищенные силовые шины электропитания космических аппаратов.
Завершение работы планируется в 2025 году.
Разработка/научное исследование выполнено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»). Программа «Приоритет 2030» реализуется в рамках федерального проекта «Интеграция» («Развитие интеграционных процессов в сфере науки, высшего образования и индустрии») национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России.
Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники и Уфимский университет науки и технологии договорились о сотрудничестве передовых инженерных школ двух вузов.
15 сентября состоялось совещание представителей Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники и Новосибирского государственного университета экономики и управления.
Студенты вузов Томска могут стать участниками «Космической одиссеи». Научно-образовательный проект будет реализовываться на базе ТУСУРа.
С 10 по 16 сентября 2023 года в рамках реализации регионального проекта «Успех каждого ребёнка» национального проекта «Образование» Томский региональный центр развития талантов «Пульсар», Томский госуниверситет систем управления и радиоэлектроники совестно с Лабораторией космических систем ООО «НЕЙРО-МАСТЕР» проводят образовательную программу «Ступени к космосу: космические аппараты» в формате профильной региональной интенсивной смены.