Содержание к диссертации
Введение
Глава 1- Анализ литературных данных по вопросам электризации космических аппаратов (КА) и моделированию воздействия электростатических разрядов (ЭСР) на работу бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) КА 9
1.1. Электризация космических аппаратов. Общие положения 9
1.2. Электростатические разряды на поверхности КА 11
1.3. Результаты лабораторного моделирования и летных испытаний 14
1.4. Электростатический разряд и его природа 22
1.5. Особенности ЭСР при радиационном заряжен и и 24
1.6. Воздействие ЭСР на работу БРЭА КА 25
1.7. Программное обеспечение для моделирования воздействия космической среды на работу КА 32
1.8. Выводы по главе 1 36
Глава 2 Электризация полимерных покрытий внешней поверхности КА на геостационарной орбите во время магнитной суббури 38
2.1. Электризация полимерных покрытий внешней поверхности КА при их облучении электронами 38
2.2. Моделирование объемного заряжения полимерных покрытий КА на геостационарной орбите вовремя магнитной суббури 40
2.3 Объемное заряжение полимеров потоком моноэнергетических электронов 47
2.4. Выводы по главе 2 51
Глава 3. Разработка структурной электрофизической модели электризации КА 52
3, 1. Введение 52
3.2, Моделирование картины растекания токов по поверхности КА с помощью электрических цепей из сосредоточенных элементов 53
3 3. Этапы построения СЭМ 54
3.4. Параметрическое моделирование элементоь поверхности КА 56
3.5. Зависимость характеристик элементоь СЭМ от параметров дискретизации геометрической модели КА 61
3.6. Выводы по главе 3 64
Глава 4. Разработка программного обеспечения СЭМ 65
4.1 Введение 65
4.2. Общая архитектура системы СЭМ электризации КА 69
4.3 Создание трехмерной модели КА п трансляция в эквивалентную электрическую схему 71
4.4. Визуализация картины растекания токов 85
4.5. Модуль расчета наводок в БКС космического аппарата 86
4.6. Методика моделирования ЭСР и расчета наводок в БКС конкретного КА и результаты измерения этих наводок 95
4.6.1, Экспериментальная проверка результатов расчета наводок в БКС конкретного КА ПО
4.7. Выводы по главе 4 ПО
Общие выводы 112
Список литературы
- Электростатические разряды на поверхности КА
- Моделирование объемного заряжения полимерных покрытий КА на геостационарной орбите вовремя магнитной суббури
- Зависимость характеристик элементоь СЭМ от параметров дискретизации геометрической модели КА
- Создание трехмерной модели КА п трансляция в эквивалентную электрическую схему
Введение к работе
Актуальность работы. Заряжение диэлектрических покрытий космических
аппаратов (КА) во время геомагнитных суббурь в магнитосфере Земли - это сложное, многофакторное, существенно нестационарное явление. Достаточно лишь кратко перечислить основные физические процессы, ответственные за формирование потенциала участка открытой поверхности диэлектрика.
Во-первых, это инжекция злектронов и протонов космической плазмы с широким энергетическим спектром в приповерхностный слой диэлектрика.
Во-вторых, радиационная электропроводность (РЭ) диэлектрика от жесткой компоненты космических ионизирующих излучений.
В-третьих, влияние потенциала поверхности на энергию падающих частиц.
В-четвертых, вторичная электронная эмиссия электронов и фотоэмиссия.
Кроме того, необходимо учитывать перенос эмитированных электронов вдоль поверхности диэлектрика под влиянием тангенциальной составляющей электрического поля, темповую электропроводность диэлектриков и влияние на нее температуры, наличие границ, углов и седловых точек потенциала, сложную геометрию поверхности, нелинейные эффекты и взаимовлияние различных процессов друг на друга.
Несмотря на 25-лстний период интенсивного исследования процессов электризации КА, до сих пор нет полного понимания этого явления, доставляющего значительные проблемы разработчикам космической техники.
Поэтому в МИЭМ была разработана идеология многоступенчатой защиты КА от эффектов электризации, в основе которой лежит структурное электрофизическое моделирование КА- Прежде всего, это комплекс технических мероприятий, позволяющих свести к минимуму дифференциальную зарядку аппарат. К таким мероприятиям относится применение материалов внешней поверхности КА с повышенной радиационной и темновой электропроводностью. Разумное сочетание программного обеспечения и критерия выбора
5 диэлектрических материал он значительно снижает вероятность возникновения электростатических разрядов (ЭСР) на борту КА.
Разработка рекомендаций по снижению электризуемости внешних полимерных покрытий КА является важным этапом многоступенчатой защиты КА. Но так как подобрать полимерные покрытия, полностью исключающие ЭСР, все же не удается, то возникает другая актуальная задача - определение уровней помеховых сигналов, возникающих во фрагментах бортовой кабельной сети (БКС) при протекании ЭСР на поверхности КА. Знание величин помеховых сигналов позволяет разработчикам создавать электронных блоки бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА) КА, стойкие к таким помехам, и тем самым обеспечивать ее безотказную работу.
Цель работы. Провести моделирование электризации полимерных покрытий, используемых на внешней поверхности космических аппаратов при воздействии потоков электронов на геостационарной орбите во время магнитной суббури, обосновать необходимость создания методики построения структурных электрофизических моделей (СЭМ) электризации КА и разработать указанную методику, позволяющую получать картину растекания токов по поверхности КА при разряде и определять величины наводок во фрагментах БКС, проложенных по внешней поверхности К А,
Научная новизна.
1. Выполнен теоретический анализ электризации полимерных покрытий, используемых на внешней поверхности космических аппаратов при воздействии потоков электронов на геостационарной орбите во время магнитной суббури. Базовым полимером для моделирования электризации служил полготилентерефталаг (ПЭТФ). Методами Монте-Карло по схеме группировки малых передач энергии и по схеме укрупненных столкновений выполнен расчет
распределения мощности дозы g{x) и тока быстрых электронов f(x) по толщине образна. С использованием системы уравнений Пуассона и непрерывности получено пространственно-временное распределение плотности объемного заряда и напряженности электрического поля в полимере при облучении его электронами реального энергетического спектра геостационарной орбиты во время магнитной суббури.
2. Установлено, что нелинейные свойства РЭ полимерного слоя оказывают
сильное влияние на уровень электризации. Показано, что для снижения
внутренних полей в защитном полимерном покрытии необходимо использовать
полимеры со сверхлинейной зависимостью РЭ от электрического поля и с
высокими значениями Д в степенной зависимости РЭ полимера от мощности дозы
излучения вида Уг\х)~ лг '^ \х)^ где 0,5<Л<1 Д К таким полимерам относятся ПЭТФ, полиимид ПМ-1 и находящийся в стадии разработки поликарбонат с молекулярными добавками.
3. Показано, что при воздействии на ПЭТФ электронов реального
энергетического спектра геостационарной орбиты максимальное электрическое
поле составляет 2,5x10 В/см, что в несколько раз ниже максимального поля,
возникающего при облучении этого же материала моноэнергетическими
электронами (1,5x10й В/см). Выявлено, что и в том, и в другом случае значения
этих полей в объеме полимера превышают величину критического поля (2х105
В/см), при котором начинают возникать ЭСР в околоземной космической плазме
во время суббурь. Показано, что даже специально отобранные полимерные
материалы поверхности КА не могут обеспечить отсутствие ЭСР в натурных
условиях во время суббури, и поэтому необходимо построение структурных
электрофизических моделей (СЭМ) электризации КА, позволяющих рассчитывать
наводки в БКС, возникающие при разрядах.
4. Разработана методика построения СЭМ, основанная на методе конечных
элементов и дополненная программным модулем расчета электромагнитных
помеховых сигналов во фрагментах БКС. Особенности предложенной методики
заключаются в следующем:
- вся конструкция КА представляется в виде единой геометрической трехмерной
сетки с булевым объединением геометрических поверхностей базовых
примитивов и созданием единой трехмерной полигональной сетки,
описывающей геометрическую форму КА и электрофизические свойства
элементов его конструкции;
полученная полигональная сетка преобразуется в эквивалентную электрическую схему из R, L и С элементов;
для повышения точности расчетов используется экспериментально определяемый коэффициент трансформации тока, протекающего по корпусу КА, в напряжение помехового сигнала во фрагменте БКС,
Полученные результаты имеют важное значение для радиационной физики твердого тела.
Практическая ценность.
Даны рекомендации по выбору полимерных покрытий внешней поверхности КА, обладающих пониженной способностью к электризации. Для этого необходимо использовать полимеры с нелинейными свойствами РЭ (сверхлинейность ВАХ и высокие значения показателя степени в зависимости РЭ от мощности дозы).
Разработано программное обеспечение для проведения численных расчетов наводок в БКС КА по предложенной методике построения СЭМ. Разработанное ПО позволяет:
- на основе чертежей конкретного КА строить его модель, используя
трехмерный редактор 3D МАХ и САПР AutoCAD;
- превращать модель в эквивалентную электрическую схему с высокой степенью
дискретизации;
- с помощью системы PSPICE получать картину растекания токов по
поверхности КА;
8 - определять величины наводок во фрагментах БКС, проложенных по внешней поверхности КА.
Разработанная в диссертации методика построения структурных электрофизических моделей электризации КА внедрена в производство изделий космической техники. С ее помощью выполнены расчеты помеховых сигналов во фрагментах БКС КА «Монитор», «Рамос», «Казсат», «Экспресс МД» и РБ «Бриз-КМ».
Электростатические разряды на поверхности КА
Изучение явления электризации непосредственно на орбите представляет по-прежнему значительные трудности, хотя определенный объем информации с американских спутников ATS-5 и ATS-6, а также специального технологического спутника SCATHA представляет несомненный интерес [10-17]. Тем не менее, основной объем информации получают по результатам лабораторных испытаний диэлектрических материалов, элементов КА или их масштабных моделей с последующим анализом в рамках тех или иных математических моделей с помощью ЭВМ [17-20].
Электризация КА это сложное, многофакторное явление. Поэтому неудивительно, что лабораторное изучение этого явления чрезвычайно многообразно: одни исследователи делают акцент на одной стороне этого явления, добиваясь углубленного понимания изучаемого частного вопроса, другие в свою очередь стремятся выяснить вопросы комбинированного воздействия факторов, теряя при этом в глубине научного анализа, вынужденно ограничиваясь технической стороной дела [21-23]. Ниже мы постараемся дать сбалансированное изложение полученных результатов (зачастую весьма противоречивых) с целью получения возможно более полной картины этого сложного явления.
Практически всеми авторами признается, что одной из центральных проблем является вопрос о заряжении протяженных диэлектрических покрытий с открытой поверхностью, влиянии границ и элементов заземления на потенциальный рельеф поверхности и характеристиках ЭСР, наблюдаемых в этом случае.
При отборе экспериментальных данных следует иметь в виду реальные условия электризации КА на орбите. Естественно, что можно говорить только о некоторых средних наиболее представительных значениях, так как в действительности они довольно сильно изменяются от аппарата к аппарату в зависимости от типа орбиты, времени запуска, конструкции и т.д.
Типичная постановка лабораторного эксперимента с масштабной моделью КА состоит в следующем [24]. Электрическая прочность элементов модели как относительно вакуумной камеры, так и между собой не ниже 10 - 14 кВ. При больших потенциалах корпуса КА возникают импульсные электрические разряды. При подаче отрицательного напряжения на проводящие элементы моделей в них возникает ток утечки, экспоненциально возрастающий с абсолютной величиной разности потенциалов относительно камеры. При -20 кВ он достигает 10" - 10" А. Токи утечки между токовой шиной фотоэлектрического преобразователя и корпусом модели имеют ярко выраженный автоэмиссионный характер.
Установлено, что эмиссия электронов и развитие электрических разрядов локализуется на элементах с малыми радиусами кривизны и стыках металл-диэлек фик: кромки ФЭП, лавсана, стеклоткани, зеркальных отражателей и т.п. Токи эмиссии возникают вследствие локального усиления среднего электрического поля на микроостриях или диэлектрических включениях. Коэффициент усиления составляет от 40 до 200.
Как и следовало ожидать равновесный потенциал элементов модели или отдельных образцов определяется начальной энергией электронов Ее и практически не зависит от плотности тока пучка при давлениях 5-10 5 мм рт. ст. и составляет Ф (Ее - Её2), где - энергия, при которой коэффициент вторичной эмиссии 3(E) равен 1 на ниспадающей ветви. Были измерены характерные токи утечки по диэлектрику, присущие сложным металл-диэлектрическим конструкциям. Для кварцевого стекла при потенциале поверхности 8 кВ (Ее = 15 кэВ) только 25 - 30% заряда стекает за счет темновой проводимости. Это наблюдение показывает, что для большей части диэлектрической поверхности равновесный потенциал определяется балансом первичных и вторично-эмиссионных токов.
Общей закономерностью для испытываемых моделей и образцов является линейная зависимость частоты разрядов от плотности тока пучка (10"у - 10 7 А/см). В области, энергий 1-2 кэВ разряды отсутствуют, при энергии 8 кэВ слабо зависят от начальной энергии электронов. При давлении в камере 10"4торр частота разрядов снижается. Места развития ЭСР сосредоточены на кромках элементов (ФЭП, лавсан), стыках металл-диэлектрик.
Прохождение ЭСР сопровождается световой вспышкой. Полный заряд электронов, сбрасываемый с модели, в отдельных случаях достигает 100%. Однако регистрируются и вспышки без сброса заряда - (во внутренних экранах ЭВТИ).
Определение параметров разрядных токов и их природы проводится, как правило, на отдельных образцах ЭВТИ, размещенных на проводящей подложке с низким потенциалом.
Как правило, исследуется заряжение открытых диэлектрических покрытий, нанесенных на металлическую подложку (в ряде работ по схеме, применяемой на КА) и соединенных на землю через измерительное сопротивление малой (1 - 50 Ом) или большой величины ( I МОм). Сразу надо отметить, что ценность этих работ с точки зрения оценки электризации диэлектрических покрытий на борту КА невелик поскольку облучение ведется моноэнергетическими электронами с энергией 10 - 30 кэВ (наличие спектра энергий принципиально важно), при плотности пучка 10" -10" А/см (вместо 5. 10" А/см в худшем случае) и чаще всего при закорачивании подложки на землю (измерительное сопротивление 10 Ом). Тем не менее, для разработки модели заряжения (в частности определения необходимых констант материалов) и изучения физики пробоя они представляют определенный интерес.
Моделирование объемного заряжения полимерных покрытий КА на геостационарной орбите вовремя магнитной суббури
Существует несколько прикладных программных пакетов, моделирующих воздействие ЭСР на работу КА. Наиболее известным из них является NASA Charging and Analysis Program или сокращенно NASCAP, который был разработан в 1980 году в США. На первом этапе была создана версия NASCAP-GEO, которая моделировала условия воздействия ЭСР на геостационарной орбите. Следующая версия NASCAP-LEO моделировала воздействие ЭСР на низких орбитах.
Дальнейшим развитием NASCAP стал комплекс NASCAP-2K, в который вошли ранее созданные NASCAP-GEO, NASCAP-LEO, а также POLAR и DynaPAC. По утверждению разработчиков комплекс позволяет проводит расчеты заряжения КА при геомагнитных суббурях, солнечном ветре, на низких орбитах, а также при воздействии авроральных электронов на полюсных орбитах. Комплекс включает в себя графический интерфейс (GUI) написанный на JAVA, который рассчитан на широкий круг ученых и инженеров, не имеющих специальной компьютерной подготовки. Это позволяет пользователю легко вводить в программу исходные данные для моделирования, выбирать варианты расчетов и получать результаты расчетов и анализов на экран [65-68].
Система также имеет модуль Object Toolkit, который содержит базу данных графических 3D примитивов: «стержень», «панель», «цилиндр», «параллелепипед» и пр. Каждый базовый примитив описывается размерами, параметрами разбиения сетки, материалом, числом емкостей, Из этих базовых примитивов проводится построение трехмерной геометрической модели КА. Модуль имеет специальную программу -«помощник», которая позволяет стыковать примитивы. Полученная геометрическая модель загружается в специальный модуль для электростатических потенциалов- NASCAP-GEO проводит расчеты на основе метода конечных элементов. NASCAP-2K проводит расчеты потенциалов и электрических полей на основе метода граничных элементов [69], Метод граничных элементов обеспечивает связь между зарядом, потенциалами и электрическими полями вокруг поверхности КА. Ядро модуля написано на языках FORTRAN и C++.
Также в США в Air Force Research Lab был разработан программный комплекс COLISEUM для моделирования электризации КА. В этом пакете также создается трехмерная модель космического летательного аппарата. Поверхность КА представляется в виде полигональной сетки. Ядром пакета является модуль DRACO, алгоритм которого использует метод «частица в ячейке» (particle-in-cell, РІС) [70-71],
Специалистами из компании Alcatel (Франция) разработан программный комплекс SPARCS (SPAcecRaft Charging Software), который моделирует процессы заряжения поверхности космических аппаратов.
Программа рассчитывает ток ионов и электронов из магнитосферы по поверхности спутника по алгоритму обратных траекторий- Токи вторичной эмиссии электронов и фотоэмиссии рассчитываются стандартными методами.
Программа также позволяет рассчитывать потенциалы вокруг КА. Результирующее уравнение Пуассона рассчитывается методом конечных элементов на нерегулярной сетке. Начало работы над проектом датируется 1998 годом. В результате через год был представлен первый релиз 3D системы для расчета заряжения спутника на геостационарной орбите. При этом поверхность КА разбивается на элементарные треугольники. Далее вычисляется распределение ионов и электронов на каждый треугольник. На сетке, описывающей поверхность КА, расставляются векторы скорости. Далее рассчитывается функция распределения методом обратных траекторий [72-78].
В Японии Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) совместно с Kyushu Institute of Technology (KIT) в марте 2007 года была представлена финальная версия пакета Multi-Utility Spacecraft Charging Analysis Tool (MUSCAT), работа над которым началась в ноябре 2004 года. MUSCAT предназначен для расчета воздействия потока плазмы на поверхность КА на низкой орбите, геостационарной орбите и полюсной орбите [79].
Зависимость характеристик элементоь СЭМ от параметров дискретизации геометрической модели КА
Для трансляции геометрической модели КА в эквивалентную электрическую схему необходимо представить его поверхность ввиде единой полигональной сетки. Состыковка базовых примитивов производится с помощью булевых операций - объединения, пересечения и вычитания. Рассмотрим алгоритм операции объединения. 1. Построить линии пресечения граней двух примитивов» а на их базе построить новые ребра. 2. Определим точки пересечения новых ребер со старыми ребрами и в этих точках разрежем старые ребра на несколько новых ребер, 3. Перестроить циклы пересекшихся граней. После этого добавить к пресекшимся граням примитивов грани, топологически связанные с ними.
Кратко суть операции можно описать следующим образом: нужно найти линии пересечения граней примитивов, удалить ту часть первого примитива, которая попала внутрь второго примитива и ту часть второго примитива, которая попала внутрь первого примитива, а из всего остального поострить новое тело.
Булева операция пресечения примитивов похожа на операцию объединения. Алгоритм выполнения этой операции выглядит следующим образом: 1. Найти линии пресечения граней примитивов 2. В пресечении примитивов войдет часть грани перового примитива, лежащая внутри второго примитива, и часть грани второго примитива, лежащая внутри первого примитива.
Булева операция вычитания примитивов сводится к булевой операции пересечения уменьшаемого примитива и вывернутого наизнанку вычитаемого примитива. Вывернутый наизнанку примитив мы получим из исходного примитива путем переориентации направления нормалей граней и направления циклов граней. Переориентация направления нормали грани производится изменением признака совпадения нормали поверхности и нормали грани. Переориентация направления цикла грани производится перестроением списка ребер (изменением на обратный порядок следования ребер в списке) и заменой на противоположные флагов ребер в списках. Для вывернутого примитива внутренним объемом является часть пространства, находящаяся вне его оболочки. Поэтому при пересечении уменьшаемого тела и вывернутого наизнанку вычитаемого тела результирующая оболочка будет содержать ту часть объема уменьшаемого тела, которая лежит вне вычитаемого примитива.
Применение булевых операций при моделировании поверхности КА позволило решить задачу стыковки. При этом еще на этапе выбора набора базовых примитивов можно задавать R, L, С элементов конструкции спутника для составления структурной электрофизической модели.
При создании структурной электрофизической модели необходимо чтобы эквивалентная электрическая схема включала в себя емкости, через которые заряд стекает в плазму. Для иллюстрации нахождения величины этой емкости рассмотрим простейшую модель КА сферической формы.
В этом случае эквивалентной электрическая схема будет выглядеть как на Рис 1], Емкость идеального сферического космического аппарата описывается формулой где R- радиус сферического спутника.
Поскольку геометрическая модель КА, представляющая собой полигональную сетку, транслируется в эквивалентную электрическую схему то, следует иметь ввиду, что при трансляции из каждой вершины этой сетки необходимо указать емкость между поверхностью КА и плазмой. Таким образом, если полигональная сетка геометрической модели КА имеет N-количество вершин, то в эквивалентной электрической схеме должно быть N емкостей С.
Следовательно, номинал каждой емкости будет равен, где R - радиус сферического КА, N - количество вершин геометрической модели Известно также, чю сопротивление элемента поверхности КА рассчитывается по формуле где Ps - удельное поверхностное сопротивление, I-длина кусочка поверхности, w - ширина кусочка поверхности. Следовательно, таким образом, сопротивления R каждого сосредоточенного элемента также зависит от степени дискретизации геометрической модели КА [101-103].
Создание трехмерной модели КА п трансляция в эквивалентную электрическую схему
Для численного решения задачи на ЭВМ необходимо разбить поверхность каждого базового элемента на конечное число полигонов (прямоугольников) или треугольников, которые затем представляются в виде простейшей электрической цепи, состоящей из сопротивлений, емкостей и индуктивностей.
Количество разбиений по каждому элементу определяется исходя из требуемой точности вычислений. Однако, следует иметь в виду, что при увеличении степени дискретизации резко возрастает количество электрических элементов в эквивалентной электрической схеме, представляющей всю поверхность КА. Это может значительно увеличить время расчета ЭВМ переходных токов в схеме. Таким образом, следует соблюсти баланс между требуемой точностью вычислений и машинно-временными затратами [104],
В тоже время, в случае необходимости можно увеличить степень дискретизации необходимого участка поверхности. Для этого каждый элемент разбивается дополнительно на N-oe количество элементов (Рис. 12).
Далее, для каждого базового элемента конструкции КА следует произвести процесс, обратный дискретизации, т.е. соединить простейшие электрические схемы участков поверхности базового элемента в единую схему. Параметры элементов схемы (R, L, С) задаются исходя из электрофизических параметров проводящих материалов поверхности КА.
После дискретизации геометрической поверхности каждого базового элемента конструкции КА и представления ее в виде эквивалентной электрической схемы необходимо произвести стыковку базовых элементов КА таким образом, чтобы в результате была получена эквивалентная электрическая схема всей поверхности КА, с учетом всей сложной геометрии и электрофизических характеристик проводящих материалов поверхности спутника. Эта схема должна быть пригодна для расчета переходных токов, т.е. в ней не должно быть висящих или закороченных элементов.
Теперь, зная возможные мисі а возникновения ЭСР, можно рассчитать картину растекания переходных токов по корпусу и навесным элементам КА. При этом ЭСР представляются в виде импульсного источника тока с заранее заданными характеристиками, соответствующими параметрами разряда. Данные источники подключаются к точкам, между которыми возможно возникновение ЭСР- Затем с помощью модуля анализа электрических схем рассчитываются переходные токи.
Изложенный подход позволяет моделировать процессы, протекающие при ЭСР, и, таким образом, оптимизировать трассы прокладки БКС и степень экранирования бортовой кабельной сети КА. Весь описанный процесс является достаточно трудоемким, и его алгоритмизация является не тривиальной задачей»
Для моделирования процесса электростатического заряжения КА, расчетов переходных токов, протекающих по его поверхности, было разработано специальное программное обеспечение, в основу которого был положен метод структурной электрофизической модели. Выделим и рассмотрим последовательные этапы по анализу картины растекания токов по поверхности спутника с помощью этого ПО,
1. Построение трехмерной геометрической модели КА из базовых элементов. Построение геометрической модели КА начинается с выбора базовых элементов, аппроксимирующих элементы конструкции корабля. Так, например, корпус корабля, имеющий форму куба, представляется в виде прямоугольной призмы, у которой все стороны равны. Панель солнечной батареи представляется также в виде прямоугольной призмы, у которой есть только две размерности - длина и ширина. Аналогично, любой стержень можно представить в виде прямоугольной призмы, у которой только одна размерность - длина.
При установке базовых примитивов в дизайнерском пространстве тут же в диалоговом окне можно задавать размеры примитивов, а так же степень дискретизации. Например, можно указать, что каждая грань поверхности кубического корпуса состоит из 9 прямоугольников» Также в диалоговом окне можно задать электрофизические свойства материала, из которого сделан элемент конструкции корабля. Для этого существует специальная база данных материалов. Отдельно следует остановиться на элементах, имеющих сферическую поверхность: параболических антеннах, обтекателях и др. Как показали предварительные результаты моделирования, если для аппроксимации сферы или полусферы использовать модель глобуса (т.е. поверхность сферы поделена меридианами и параллелями), то картина растекания токов по такой поверхности будет сильно искажаться из-за наличия полюсов, В связи с этим предлагается использовать геометрическое тело, имеющее название «геодезический купол», В этом случае поверхность, аппроксимирующая сферу или полусферу состоит только из треугольников и является однородной, что и позволяет получить реальную картину растекания токов. Степень разбиения этой поверхности на треугольники можно также изменять с помощью диалогового окна.
При разработке способа создания геометрической модели КА были исследованы программные средства, предназначенные для создания объектов в трехмерном пространстве. Анализ этих пакетов показал, что наиболее удобное средство - это пакет "3D Studio Мах", так как в нем есть возможность сохранения графики в формате "DXF", который является текстовым и удобным для считывания созданным программным комплексом. [105].
После выбора базовых геометрических примитивов, установки степени дискретизации их поверхности и задания их электрофизических свойств, следует сориентировать их в пространстве, прежде чем переходить к одному из наиболее важных моментов - стыковке элементов.
