¿Por qué 28 V es un voltaje de bus nominal común para naves espaciales?

28 VDC es un voltaje de bus de nave espacial súper común , y el artículo vinculado afirma (sin fuente) que tiene herencia de aeronave. Entonces, ¿es esta una afirmación verdadera y, de ser así, por qué 28 V era un estándar de avión?

E independientemente de la veracidad de la afirmación de la aeronave, ¿cuáles son las razones de ingeniería de sonido? 28 V se ha mantenido como un estándar. Quiero decir que la humanidad ha estado construyendo naves espaciales durante más de 50 años, por lo que debe tener algunas ventajas inherentes sobre el legado en este momento. Supongo que es una combinación de celdas solares y química de baterías y las eficiencias inherentes de los circuitos de conversión de energía en la electrónica.

"La humanidad ha estado construyendo naves espaciales durante más de 50 años, por lo que [28 VDC] debe tener algunas ventajas inherentes sobre el legado en este momento" ; lo contrario es cierto. Cuanto más tiempo esté en uso un estándar, más probable es que los problemas heredados anulen los problemas de optimización.
Para ilustrar el punto de @RussellBorogove, mire el teclado que usó para escribir su pregunta. Lo más probable es que la fila superior de letras comience con QWERTY. Este estándar ad hoc es un diseño que supuestamente era bastante óptimo para las primeras máquinas de escribir mecánicas. Aunque no he visto una máquina de escribir mecánica durante décadas, los teclados hasta el día de hoy tienen casi exclusivamente ese diseño QWERY.
Sí, QWERTY fue diseñado para evitar atascos mecánicos al separar las letras en dígrafos comunes como "th" y "st" para que las barras de escritura adjuntas a esas letras no colisionen al escribir rápidamente. Más de 50 años después de que el cabezal de impresión tipo "pelota de golf" Selectric de IBM eliminara las barras tipográficas, todavía lo estamos usando.
Aprecio la analogía QWERTY, pero no creo que tenga suficiente poder explicativo en este contexto. QWERTY, en comparación con los esquemas alternativos como Dvorak o colocar las teclas en orden alfabético, es la elección entre enseñar a cambiar a toda la humanidad que escribe en inglés mientras existe un continuo de personas capacitadas en el método anterior. Es bastante fácil diseñar componentes electrónicos para que funcionen con un voltaje de suministro más alto y una conversión descendente. Eso se hace de todos modos, ya que muchos chips funcionan con voltajes más bajos como 5 o 3.3. Tiene sentido que el estándar de 120 VCA no cambie, pero las naves espaciales no están todas en una red eléctrica.

Respuestas (2)

De un foro titulado "Las alas de la Web" en Airliners.net

Encontré una conversación preguntando lo mismo y leí esto:

Los aviones más grandes adoptados 24/28 (batería/generador) reducen el peso del sistema de cableado y los componentes. Dado que el trabajo se relaciona con los vatios que consume (energía eléctrica) y los vatios son un producto del voltaje y la corriente, cuanto mayor sea el voltaje que use, menores serán los requisitos de corriente y más pequeños serán los componentes (hasta cierto punto) y el cableado.

Algunas aeronaves (como el SAAB 340) tienen un arrancador de 48 vdc que usa las 2 baterías de 24 voltios a bordo y las conecta en serie durante un arranque. Por lo tanto, hay aún más potencia disponible con cables de arranque relativamente pequeños.

La mayoría de los aviones más grandes utilizan la batería para iniciar la APU únicamente. Por lo tanto, no hay necesidad de aumentar el voltaje. Pero dado que la alimentación de CA es abundante, utilizan un cargador de batería que funciona con CA. Sin embargo, todavía solo emite 28 VCC.

Aquí hay un enlace a la publicación original del foro.

Me doy cuenta de que su pregunta estaba dirigida específicamente a las naves espaciales, pero dado que todavía están en el mundo de la aviación, tiende a haber muchos componentes compartidos. Por eso, supongo que el razonamiento de la industria espacial sería muy similar al de la aviación.

Espero que esta cita, ayude,

Eso proporciona algunas fuentes detrás de la afirmación de que las naves espaciales usan 28 V porque la aviación lo hace. También proporciona una explicación de por qué 28 V es mejor que algo más bajo, pero no hace mucho para explicar por qué no es más alto. ¿Hubo un límite superior práctico en el voltaje de la batería en ese período de tiempo?
Los 24 V probablemente se derivan de la química de las baterías de plomo-ácido (2 V por celda), donde 12 celdas es un compromiso razonable entre un voltaje lo suficientemente alto y pocas celdas.
@AdamWuerl El voltaje más alto, incluso en un rango de voltaje bajo, tiene sus propios problemas; es por eso que los circuitos integrados han pasado de funcionar con 5 V, a 3,3 V, a 1,5 V, a 0,7 V (o eso recuerdo; no tome los números exactos como un evangelio, pero el voltaje de suministro de los circuitos integrados ha disminuido con los años, y mucho menos cómo los tubos de vacío comúnmente necesitaban unos pocos cientos de voltios). La conversión de voltaje no es perfecta y, especialmente en el vacío del espacio, deshacerse del calor residual es un gran problema. Cambiar el voltaje de cualquier manera necesitaría algún tipo de justificación en la que los beneficios superen las desventajas.

Una de las razones por las que un estándar técnico puede persistir es la disponibilidad de componentes listos para usar diseñados con un estándar determinado en mente y la economía de desarrollar y fabricar componentes en torno a un nuevo estándar. Tener un catálogo de componentes con registros de confiabilidad establecidos puede ser un gran ahorro de tiempo y costos en lugar de tener que acumular experiencia de prueba con nuevos diseños basados ​​en nuevos estándares de trabajo. Esto es especialmente cierto cuando la confiabilidad importa, como en una sonda espacial a miles de millones de millas de la Tierra donde no hay oportunidad de cambiar una pieza defectuosa, o cuando la falla de un componente puede poner en peligro la vida humana.

¿Por qué 28 V es un voltaje de bus nominal común para naves espaciales?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v