ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ
ELECTRIC GENERATOR FOR EARTH SATELLITE

Изобретение относится к электрической технике, в частности к устройствам получения электрической энергии, и может быть использовано для получения электрической энергии на летательных аппаратах, перемещающихся в пространстве относительно силовых линий магнитного поля Земли.
Известно устройство (Tether power generator for earth orbiting satellites. Патент США 4953151, B64G 1/64, 1990 г.), конструкция которого предполагает наличие двух объектов, движущихся на орбите вокруг Земли и связанных между собой коаксиальным кабелем. Однако вывод такого объекта на орбиту или монтаж его на орбите, а также постоянная ориентация в пространстве является весьма сложной задачей.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является электрический генератор для подвижных объектов (патент РФ №2460199 от 19.11.2010 г., МПК H02K 23/62), в котором якорь выполнен в виде катушки, половина которой, включающая в себя половину каждого витка катушки, закрыта магнитонепроницаемым экраном. Использование катушки вместо прямолинейного отрезка кабеля снижает вес генератора и облегчает осуществление ориентации проводника.
Существенным недостатком такого генератора является возникновение вращающего момента под действием силы Лореца при протекании тока в проводнике, когда генератор работает под нагрузкой. Поскольку обмотка генератора на летательном аппарате не находится в его центре масс, возникновение этой силы приведет к появлению момента относительно центра масс аппарата, нарушению его ориентации в пространстве. Даже если эти силы и невелики, но действуя продолжительное время, пропорциональные им угловые ускорения в отсутствии демпфирования в безвоздушном пространстве способны существенно влиять на угловую ориентацию и стабилизацию объекта. При этом будет нарушена и ориентация обмоток генератора относительно силовых линий магнитного поля Земли, что скажется на эффективности генератора.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности работы генератора и уменьшение влияния его работы на ориентацию летательного аппарата.
Указанная задача достигается тем, что согласно изобретению якорь генератора выполнен из двух одинаковых катушек, расположенных по обе стороны искусственного спутника Земли симметрично относительно его центра масс, обмотки которых соединены параллельно или последовательно и согласно.
Существенным отличием предлагаемого технического решения является выполнение якоря генератора из двух одинаковых катушек, расположенных по обе стороны искусственного спутника Земли симметрично относительно его центра масс, обмотки которых соединены параллельно или последовательно и согласно.
На фиг.1 показан электрический генератор, якорь которого выполнен в виде катушек 1 и 2, расположенных по обе стороны искусственного спутника Земли 3, при этом половины катушек 1 и 2, включающие в себя половину каждого витка соответствующей катушки, закрыты магнитонепроницаемыми экранами 4 и 5. Обмотки катушек 1 и 2 соединены параллельно.
На фиг.2 показано последовательное и согласное соединение обмоток катушек 1 и 2 генератора.
При пересечении катушками (якорем генератора) силовых линий магнитного поля Земли в обеих катушках индуцируется ЭДС. При замыкании цепи через них будут протекать одинаковые токи I, причем в одном направлении относительно корпуса искусственного спутника Земли (показано на фиг.1 и фиг.2 стрелками). Возникающая при этом сила Лоренца F при симметричном расположении обмоток относительно центра масс будет создавать равные, но противоположно направленные моменты, которые будут уравновешивать друг друга. Это не приведет к возникновению момента, нарушающего ориентацию летательного аппарата. Одинаковые токи в одном направлении относительно корпуса искусственного спутника Земли будут протекать как при параллельном соединении обмоток катушек, так и при их последовательном и согласном соединении.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволит уменьшить влияние работы генератора на ориентацию летательного аппарата и самого генератора, что повысит эффективность последнего.