Вентиль для двухфазной системы терморегулирования
Автор: З.А. Юдина, М.И. Синиченко, А.П. Ладыгин, Ф.К. Синьковский, А.Д. Кузнецов
Журнал: Космические аппараты и технологии.
Рубрика: Ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2, 2021 года.
Бесплатный доступ
На данный момент в космической промышленности актуальной задачей является увеличение эффективности теплоотвода системы терморегулирования космического аппарата. Такую задачу наиболее успешно решает двухфазная система терморегулирования. Надежное функционирование данной системы обеспечивается, в том числе, применением надежных элементов арматуры трубопроводов, способных работать в условиях высокого давления (4,8 МПа) в агрессивной среде (аммиак). В данной работе представлены результаты разработки и испытаний вентиля заправочного и вентиля проходного для двухфазной системы терморегулирования космического аппарата. Описаны и подробно рассмотрены технические решения, принятые для соответствия конструкции техническим требованиям: герметичность посадки клапана на седло корпуса в условиях давления 4,8 МПа, циклы срабатывания (160 открытий/закрытий). Приведены критерии выбора момента затяжки клапана в условиях давления. Описана отработка посадки типа «металл по металлу». Приведены результаты квалификационных испытаний. Описана проблема отработки режимов сварки торцевых многослойных швов для обеспечения необходимой герметичности конструкции. Совокупность примененных конструкторско-технологических решений и результаты наземной квалификации позволяют утверждать, что разработанные устройства исполнительной автоматики являются уникальными по сочетанию технических характеристик, таких как герметичность, ресурс, устойчивость к работе в агрессивных средах.
Устройство исполнительной автоматики, вентиль, двухфазная система терморегулирования
Короткий адрес: https://sciup.org/14118292
IDR: 14118292 | УДК: 629.09:62-253:629-78:621 | DOI: 10.26732/j.st.2021.2.03
Valve for two-phase fluid loop
Improvement of heat transfer efficiency of the spacecraft thermal control subsystem constitutes a relevant problem for today space industry. Two phase thermal control system presents the most suitable solution for this problem. Implementation of reliable thermal control loop elements constitutes one the major prerequisites for reliability of thermal control systems featuring the operating pressure of 4.8 MPa and ammonia as heat fluid. This paper presents the design and test results of manual valve and fill and drain valve to be operated within the spacecraft two phase thermal control subsystem. The paper provides considerations and detailed description of the technical solutions adopted to ensure compliance with the specification requirements such as operating pressure and plug seat leak tightness under the operating pressure and 160 open/close cycles. Valve plug torque selection criteria are described. The employed design and technical solutions as well as qualification test results have proven that the units designed feature outstanding combination of performances such as leak tightness, life cycle with ammonia as heat fluid.
Список литературы Вентиль для двухфазной системы терморегулирования
- Nesterov D., Dmitriev G. Investigation of loop heat pipe oscillating behavior using numerical simulation // Heat Pipe and Technology. 2015. vol. 6. issue 1–2. pp. 25–49. doi: 10.1615/HeatPipeScieTech.2015012224.
- Ley W., Wittman K., Hallmann W. Handbook of Space Technology, 2009. 884 p.
- Sarafin T. P., Larson W. J. Spacecraft structures and mechanisms. From Concept to Launch, 2007. 850 p.
- Технология производства космических аппаратов : учеб. / Н. А. Тестоедов, М. М. Михнев, А. Е. Михнев [и др.] ; Федер. агентство по образованию, Сиб. гос. аэрокосм. ун-т им. М. Ф. Решетнева, ОАО «Информ. спутниковые системы» им. М. Ф. Решетнева. Красноярск : СибГАУ, 2009. 349 с.
- Надежность КА в современной среде // Новости космонавтики. 2014. Т. 24. № 2 (373). С. 56–69.
- А.С. № 4 21838 (СССР). Самоустанавливающееся запорное устройство / Пасынков Р. А., Кухаренко В. А. – заявл. 06.03.1972 ; опубл. 30.03.1974. Бюл. № 12.
- Баранов А. А., Куршин А. П., Канищев Б. Э., Кожухов В. Б., Лавренкин Ю. А. Вентиль. Пат. № 2105219 Российская Федерация, 2005. Бюл. № 4.
- Барышников Р. С., Майоров В. Д., Макарьянц М. В., Фролов А. В., Юркин А. И. Вентиль заправочный. Пат. № 2554673 Российская Федерация, 2015. Бюл. № 18.
- ГОСТ 19749-84. Соединения неподвижные разъемные пневмогидросистем. Издательство стандартов, 1986. 22 с.
- Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Иосилевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. М. : Машиностроение, 1993. 640 с.
- Материаловедение : учеб. для вузов / Б. Н. Арзамасов [и др.]. 7-е изд. М. : Из-во МГТК, 2005. 648 с.
- ОСТ 92-8656-75. Ниппели. Конструкция и размеры, 1980. 4 с.
- Frankel M. Facility Piping Systems Handbook, 2010. 800 c.
