Разработка тепловой панели малого космического аппарата навигационного обеспечения
Автор: Кольга В.В., Ярков И.С., Яркова Е.А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 3 т.21, 2020 года.
Бесплатный доступ
Для уточнения траектории движения космического аппарата по заданной орбите учитывается параметр немоделируемого ускорения. На сегодняшний день при проектировании и изготовлении космического аппарата для обеспечения требований технического задания к предельно допустимым значениям немоделируемых ускорений при работе бортовой аппаратуры, необходим учет воздействия несимметричных тепловых потоков с панелей космического аппарата на отклонение его центра масс от заданной орбиты. В данной статье рассмотрена проблема влияния ассиметричных тепловых потоков с поверхностей космического аппарата, исходящих с панелей ±Z, +У (детерминированной и недетерминированной составляющей) на величину уровня немоделируемых ускорений, что существенно влияет на траекторию движения космического аппарата. Для обеспечения требований к системе терморегулирования в части обеспечения эффективного отвода тепла от приборов бортовой аппаратуры и распределения его по поверхности панели установки приборов необходимо значительно улучшить технические характеристики процессов теплопередачи и теплопроводности в космическом аппарате. Проведен анализ действующей системы терморегулирования в современных спутниках и выявлены её недостатки. Предложен конструктивный вариант создания энергоемкой тепловой панели, которая позволяет эффективнее отводить тепло от приборов и распределять его по панели. Спроектированная тепловая панель представляет собой плоскую герметичную панель единой сложной конструкции из алюминиевого сплава, изготовленную методом аддитивных технологий. Размеры тепловой панели ограничены конструктивными размерами рабочей зоны 3D-принтеров. На сегодняшний момент основные размеры доходят до 600-800 мм. Увеличение рабочей площади в дальнейшем даст возможность монтажа крупногабаритной радиоэлектронной аппаратуры. Представлена двухмерная математическая модель для расчета процессов теплообмена в спроектированной тепловой панели. Для расчета вводятся удельные средние величины, характеризующие эффективные сечения для паровых каналов и фитиля в продольном и поперечном направлениях, физические параметры (пористость фитиля и степень его насыщенности жидкостью).
Космический аппарат, несимметричные тепловые потоки, система терморегулирования, немоделируемые ускорения, силовая тепловая панель
Короткий адрес: https://sciup.org/148321987
IDR: 148321987 | DOI: 10.31772/2587-6066-2020-21-3-382-388
Список литературы Разработка тепловой панели малого космического аппарата навигационного обеспечения
- Beloysov L. U. Ocenivanie parametrov dvizheniya kosmicheskih apparatov [Estimation of motion parameters of spacecraft]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2002, 216 p.
- Malahovskij E. E., Poznyak E. L., Shulyaka A. A. [Flexible controlled apparatus with disturbances from internal sources]. Kosmicheskiye issledovaniya. 1995, Vol. 33, No. 5, P. 538-545 (In Russ.).
- Maximov I. A. [Problems of support of reliable operation of modern spacecraft under factors of space and technogeneous character destabilizing influence]. Vestnik SibGAU. 2010, Vol. 30, No. 4, P. 100-101 ( In Russ.).
- Caplin S. V., Bolychev S. A. [A system for providing thermal conditions for an experimental model of an optical-telescopic complex of a spacecraft]. Vestnik SamGU. 2013, No. 9/2(110), P. 236-243 (In Russ.).
- Alekseev N. G., Zagar O. V., Kas'yanov A. O. [A system for ensuring the thermal regime of the device with temperature control in a narrow range]. Мaterialy XI Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XI Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2007, P. 213 (In Russ.).
- Kosenko V. E, Zvonary V. D., Suntsov S. B., Der-evyanko V. A., Vasilyev E. N., Nesterov D. A. [The use of hyper-heat-conducting structures in the development of leaky space vehicles of increased power and resource] Мaterialy XVII Mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii "Sistemnyy analiz, upravlenie i navigaciya" [Materials XVII International Scientific Conference "System analysis, management and navigation"]. Evpatoria, 2012, P. 20-22 (In Russ.).
- Kosenko V. E, Zvonary V. D., Suntsov S. B., Che-botarev V. E., Fatkulin R. F., Bakirov M. T., Derevyanko V. A., Makukha M. V. [The Results of Using Heat-Conductive structures in the apparatus of spacecraft]. Мaterialy ХXI Mezhdunarodnoy nauchnoy konferencii "Sistemnyy analiz, upravlenie i navigaciya" [Materials ХXI International Scientific Conference "System analysis, management and navigation"]. Moscow, MAI, 2016, P. 45-47 (In Russ.).
- Meseguer J., Perez-Grande I., Sanz-Andres A. Spacecraft thermal control. Cambridge, UK: Woodhead Publishing Limited, 2012. 413p.
- Analysis of efficiency of systems for control of the thermal regime of spacecraft / A.V. Delkov et al. Chemical and Petroleum Engineering. 2016, No. 9, P. 714-719.
- Suntsov S. B., Kosenko V. E, Derevyanko V. A. Modul' radioelektronnoj apparatury s giperteploprovod-yashchim osnovaniem [The module of electronic equipment with hyperthermally conductive]. Patent RF, no 2403692, 2009.
- Vasilyev E. N., Derevyanko V. A., Nesterov D. A., Kosenko V. E., Chebotarev V. E. [Computational modeling of heat exchange processes in thermal control systems of spacecraft]. Vychislitel'nyye tekhnologii. 2009, Vol. 14, Iss. 6, P. 19-28 (In Russ.).
- Delcov A. V., Hodenkov A. A., Zhuikov D. A. Mathematical modeling of single-phase thermal control system of the spacecraft. Proceedings of 12th Intern. Conf. on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering. APEIPE 2014, P. 591-593.
- Tanasienko F. V., Shevchenko Y. N., Delikov A. V., Kishkin A. A. [Two-dimensional thermal model of the thermal control system for nonhermetic formation spacecraft]. Siberian Journal of Science and Technology. 2018, Vol. 19. No. 3, P. 445-451 (In Russ.).
- Kraev M. V., Zagar O. V., Kraev V. M., Golik-ovskaya K. F. Nestacionarnye teplovye rezhimy kos-micheskih apparatov sputnikovyh system [Non-stationary thermal conditions of spacecraft of satellite systems]. Krasnoyarsk, 2004, 280 p.
- Faghri A. Heat Pipe Science and Technology. Taylor and Francis Group, 1995, 874 p.
