Повышение долговечности приборов космических аппаратов

Автор: Тестоедов Н.А., Двирный В.В., Морозов Е.А., Двирный Г.В., Еременко Н.В.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 2 т.16, 2015 года.

Бесплатный доступ

Требования к долговечности бортовых приборов определяются особенностями их работы в составе мощных телекоммуникационных космических аппаратов (КА). Срок активного существования космических аппаратов - до 15 лет, мощность - до 15 кВт, десятки транспондеров в С-, Ku-, Ka- и L-диапазонах частот приводят к необходимости разработки и наземной экспериментальной отработки (НЭО) большого количества теплонагруженных приборов КА. Для сужения температурного диапазона работы бортовых приборов очень важно принять правильную концепцию проектного облика системы терморегулирования (СТР) КА. Приведен пример основных положений концепции СТР теплонагруженного КА. Для повышения долговечности бортовых приборов КА необходимо обеспечить качественную кондуктивную связь приборов с приборными панелями или обшивками приборных панелей КА, на которые они установлены. Тепловые анализы для бортовых приборов необходимо выполнять при различных режимах работы оборудования, например, методом конечных элементов, реализованном в приложении COSMOS для программы SolidWorks. Для обеспечения длительного срока работы электрорадиоизделий бортовых приборов теплонагруженных КА необходимо обеспечить коэффициент токовой нагрузки 30…50 %. Рассмотрены «горячий» и «холодный» расчетные случаи температуры посадочных мест бортовых приборов, при этом температура электрорадиоизделий составила от -10 до +40 °С. Надежность напрямую связана с долговечностью бортовых приборов, которая, в свою очередь, зависит от протекающих в конструкциях термопрочностных процессов. Дан анализ теоретических исследований. Результаты теоретических исследований термопрочностных процессов бортовых приборов подтверждены результатами НЭО и положительными результатами эксплуатации мощных телекоммуникационных космических аппаратов «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6». Приведены результаты прецизионных измерений в термовакуумных условиях типичной платы бортового прибора разработки и производства АО «ИСС» в диапазоне температур от -100 до +100 °С.

Еще

Долговечность приборов космического аппарата, наземная экспериментальная отработка, теплонагруженные приборы, система терморегулирования, термопрочность

Короткий адрес: https://sciup.org/148177437

IDR: 148177437

Список литературы Повышение долговечности приборов космических аппаратов

Надежность КА в современной среде//Новости космонавтики 2014. Т. 24, № 02 (373). С. 56-59.
«Экспресс-АМ6»: пополнение орбитальной группировки России//Сибирский спутник/ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва». 2014, № 15 (369). С. 1.
«Экспресс-АМ8» -новый спутник для российской орбитальной группировки//«Сибирский спутник»/ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва». 2015. № 4 (377). С. 1.
SESAT спутник. Свободная общедоступная мультиязычная универсальная интернет-энцикло-педия //RU.WIKIPEDIA.ORG: URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Sesat_(%F1%EF%F3 %F2%ED%E8%EA) (дата обращения: 01.04.2015)
Дульнев Г. Н., Семяшкин Э. М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. М.: Энергия, 1968. 361 с.
Теплообмен в приборостроении/Г. М. Кондратьев //Прикладная физика. Серия «Выдающиеся ученые ИТМО». СПб.: СПбГУ ИТМО, 2003. 560 с.
Spacecraft Thermal Control Handbook. Vol. I: Fundamental Technologies/ed. by David G. Gilmore. 2nd ed.; American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). Reston, Virginia, 2002, 836 p.
Прогнозирование надежности узлов и блоков радиотехнических устройств космического назначения на основе моделирования напряженно-деформируемых состояний/С. Б. Сунцов //Томск: Изд-во Том. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2012. 114 с.
Материаловедение: учеб. для вузов/Б. Н. Арзамасов . 7-е изд. М.: Изд-во МГТУ, 2005. 648 с.
Соболев Н.Д., Егоров В.И. Термическая усталость и термический удар//Прочность и деформация в неравномерных температурных полях. М.: Госатомиздат, 1962. С. 94-183.
Шаповалов Л. А. Термическая устойчивость пластин и оболочек//Прочность и деформация в неравномерных температурных полях. М.: Госатомиздат, 1962. С. 241-255.
Основы расчета на ползучесть неравномерно нагретых деталей//Прочность и деформация в неравномерных температурных полях. М.: Госатомиздат, 1962. С. 183-239.
Карташов Е. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. 3-е изд. М.: Высш. шк., 2001. 550 с.
Самарский А. А., Бабищевич П. Н. Вычислительная теплопередача. М.: Едиториал УРСС, 2003. 784 с.
Моделирование тепловыделяющих систем/А. Р. Дорохов Томск: Изд-во НТЛ, 2000. 233 с.
Беляев Н. М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности: в ч. М.: Высш. шк., 1982. 327 с.
Зарубин В.С. Инженерные методы решения задач теплопроводности. М.: Энергоатомиздат,1983. 326 с.
Темников А. В., Слесаренко А. П. Современные приближенные методы решения задач теплообмена. Самара: Изд-во СамПИ, 1991. 88 с.
Самарский А. А. Численные методы математической физики. М.: Научный мир, 2000. 316 с.
Халиманович В. И., Синьковский Ф. К., Ишенина Н. Н. Сотовые конструкции для космических аппаратов связи и навигации: опыт проектирования и изготовления//Эффективность сотовых конструкций в изделиях авиационно-космической техники: сб. материалов III Междунар. науч.-практ. конф. (27-29 мая 2009, г. Днепропетровск)/Укр. НИИ технологии машиностроения. Днепропетровск, 2009. С. 161-171.
Novosti kosmonavtiki. 2014, Vol. 24, No. 02 (373), P. 56-59 (In Russ.).
Sibirskii sputnik ISS-Reshetnev. 2014, No. 15 (369), P. 1 (In Russ.).
Sibirskii sputnik ISS-Reshetnev. 2015, No. 4 (377), P. 1 (In Russ.).
SESAT sputnik. . Wikipedia, the free encyclopedia. Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/Sesat_(%F1%EF%F3%F2%ED%E8%EA) (accessed 01.04.2015).
Dul’nev G. N., Semyashkin E. M. Teploobmen v radioelektronnykh apparatakh . Moscow: Energiya, 1968. 361 p.
Kondrat’ev G. M., Dul’nev G. N, Platunov E. S. et al. . Prikladnaya fizika. St.Petersburg: SPbGU ITMO, 2003. 560 p.
Spacecraft Thermal Control Handbook Volume I: Fundamental Technologies. Edited by David G. Gilmore.-2nd ed. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), Reston, Virginia, 2002, 836 p.
Suntsov S. B., Alekseev V. P., Karaban V. M. et al. Prognozirovanie nadezhnosti uzlov i blokov radiotekhnicheskikh ustroistv kosmicheskogo naznacheniya na osnove modelirovaniya napryazhenno-deformiruemykh sostoyanii Tomsk, Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics Publ., 2012, 114 p.
Arzamasov B. N., Makarova V. I., Mukhin G. G. et al. Materialovedenie . College textbook. 7th ed. Moscow, Moscow State Technical University Publ., 2005, 648 p.
Sobolev N. D., Egorov V. I. . Prochnost' i deformatsiya v neravnomernykh temperaturnykh polyakh . Moscow, Gosatomizdat Publ., 1962, P. 94-183.
Shapovalov L. A. . Prochnost' i deformatsiya v neravnomernykh temperaturnykh polyakh . Moscow, Gosatomizdat Publ., 1962, P. 241-255.
Prochnost' i deformatsiya v neravnomernykh temperaturnykh polyakh . Moscow, Gosatomizdat Publ., 1962, P. 183-239.
Kartashov E. M. Analiticheskie metody v teorii teploprovodnosti tverdykh tel . 3rd ed. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 2001, 550 p.
Samarskii A. A., Babishchevich P. N. Vychislitel'naya teploperedacha . Moscow, Editorial URSS Publ., 2003, 784 p.
Dorokhov A. R., Zavorin A. S., Kazanov A. M. et al. Modelirovanie teplovydelyayushchikh sistem . Tomsk, NTL Publ., 2000, 233 p.
Belyaev N. M., Ryadno A. A. Metody teorii teploprovodnosti . Two vol. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1982, 327 p.
Zarubin V. S. Inzhenernye metody resheniya zadach teploprovodnosti . Moscow, Energoatomizdat Publ., 1983, 326 p.
Temnikov A. V., Slesarenko A. P. Sovremennye priblizhennye metody resheniya zadach teploobmena . Samara, SamPI Publ., 1991, 88 p.
Samarskii A. A. Chislennye metody matematicheskoi fiziki . Moscow: Nauchnyi mir, 2000, 316 p.
Khalimanovich V. I. et al. . Effektivnost' sotovykh konstruktsii v izdeliyakh aviatsionno-kosmicheskoi tekhniki . 3rd international workshop package, Dnepropetrovsk, May, 27-29, 2009. Ukr. NII tekhnologii mashinostroeniya. Dnepropetrovsk, 2009, P. 161-171 (In Russ.).

Еще

Статья научная