В настоящее время в отечественной авиации возникает острая необходимость импортозамещения короткоразрядных аккумуляторных батарей (АКБ) никель-кадмиевой электрохимической системы. Несмотря на существования в России единичных организаций, способных к самостоятельной реализации аккумуляторной продукции применительно к системам энергоснабжения летательных аппаратов, спрос на авиационные батареи в должной степени не удовлетворен.
Короткоразрядные никель-кадмиевые аккумуляторы обладают рядом преимуществ для применения в сфере авиации. К ним, прежде всего, относятся: высокие удельные энергетические характеристики, значительный срок службы и ресурс, относительно малые трудозатраты в обслуживании, меньший диапазон климатических ограничений в применении. Важными критериями также выступают высокая надежность и безотказность в продолжительности обслуживаемого периода.
Отсюда возникает необходимость в разработке АКБ с использованием отечественных материалов и комплектующих, обладающих высокими зарядно-разрядными характеристиками.
В рамках конструкторско-исследовательской работы сотрудниками научно-исследовательского отдела АО «НИАИ «ИСТОЧНИК» была осуществлена разработка никель-кадмиевых аккумуляторов для систем энергоснабжения летательных аппаратов, KSX-27.
Аккумуляторы комплектуются в АКБ емкостью 27 А·ч и напряжением 24 В. Исходя из габаритов АКБ, были рассчитаны габариты аккумуляторов типа KSX-27. Расчет электрических характеристик аккумуляторов был произведен на основании расчетов габаритов аккумуляторов по внутренним размерам АКБ и среднестатистического уровня характеристик, равных 0,39 А·ч/см3 для положительного электрода, и 0,55А·ч/см3 для отрицательного электрода.
Для моделирования и проведения испытаний были изготовлены пропорционально уменьшенные макеты аккумуляторов емкостью 20 А·ч (KSX-20). В качестве основы электродов для макетов была выбрана просечная никелевая фольга со слоем спеченного карбонильного никеля — традиционная основа спеченных металлокерамических электродов для короткоразрядных Ni-Cd аккумуляторов. Для проверки влияния площади токосъема на величину разрядных характеристик, аккумуляторы были разделены на группы с различной толщиной полосы никелевой фольги, приваренной по центру электрода, в качестве дополнительной токоснимающей составляющей.
Анализ испытаний макетов токами 5Сн и 10Сн показал, что при наличии дополнительного элемента токосъема на коротких начальных периодах разряда напряжение как функция от времени характеризуется плавным снижением.
В ходе работ была подтверждена возможность разработки и последующего изготовления АКБ с максимальным использованием отечественных материалов и комплектующих более 90%.