Введение к работе
Актуальность работы. Одной из наиболее важных и сложных задач,
возникающих при разработке космических аппаратов (КА),
является обеспечение тепловых режимов бортовой научной
аппаратуры КА. Нормальные условия существования н
плодотворная деятельность экипажа, обеспечения
функционирования приборов и элементов конструкции, а также выполнение поставленных перед КА задач невозможны без системы обеспечения теплового режима (СОТР). Эффективность и надежность создаваемой СОТР в значительной степени определяет эксплуатационные характеристики КА.
СОТР для космических аппаратов стали развиваться сравнительно недавно. В 50-е годы в связи с возникновением космической техники создаются первые такие системы на искусственных спутниках Земли. С тех пор за короткий период СОТР КА из простейших технических устройств, обеспечивающих тепловой режим отдельных агрегатов, превратились в сложный многофункциональный комплекс, поддерживающий необходимые тепловые условия для жизнедеятельности и работы экипажа, функционирования приборов и элементов конструкции.
Современные СОТР имеют следующие особенности: большая терморегулирующая способность, высокая точность регулирования и надежность, а также длительнный ресурс.
В соответствии с различными типами КА и полетной задачей создание СОТР может осуществляться с использованием пассивных и активных способов терморегулирования.
При разработке нового поколения космических аппаратов — малых космических лабораторий (МКЛ) — возникает ряд задач, в
том числе создание системы обеспечения теплового режима научной аппаратуры для КА, ориентированных на Солнце.
Решение указанных научно-технических задач определяет актуальность диссертации.
Цель работы — исследование и создание системы обеспечения теплового режима бортовой научной аппаратуры КА, ориентированных на Солнце. В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
анализ возможных концепций построения СОТР бортовой научной аппаратуры для КА, ориентированных на Солнце;
разработка конструктивной тепловой схемы СОТР;
разработка тепловой математической модели и методики проведения анализа теплового режима для штатных и переходных этапов работы аппаратуры;
разработка конструкции основных элементов СОТР;
экспериментальные исследовании различных приборных панелей с СОТР.
Научная новизна. В ".вязи с особенностью ориентации оси МКЛ на Солнце разработана СОТР с использованием техники пассивного терморегулирования без дополнительных затрат энергии. Определены условия применения этого тина СОТР для бортовой аппаратуры КА, ориентированных на Солнце. Разработаны и экспериментально исследованы конструктивная тепловая схема СОТР МКЛ и ее основные элементы. Создана тепловая математическая модель приборного отсека и методика проведения анализа его теплового режима при разных условиях внешних и внутренних тепловых потоков.
Практическая значимость. Результаты выполненных в
диссергации разработок и исследований СОТР применяются в проекте МКЛ "Регаїа-СПЛС" в качестве одной из ее систем.
Подобную СОТР в принципе можно применять на других КЛ, ориентированных на Солнце, Обоснована и экспериментально подтверждена возможность проведения тсрмопакуумпых испытаний объектов, размеры которых соизмеримы с объемом вакуумной установки, а также использования инфракрасных нагревателей для имитации внешнего теплового воздействия при проведении термовакуумных испытаний. Кроме того, разработанные и испытанные некоторые элементы СОТІ' могут быть использованы в других областях техники. Автор защищает:
-
принципиальную конструктивную тепловую схему СОТР;
-
проектирование СОТР и ее основных элементов на основе проекта МКЛ "Регата-СПАС";
-
тепловую математическую модель и результаты расчетов при штатных и переходных тепловых режимах;
-
методы и результаты экспериментальных исследований некоторых элементов СОТР.
Публикации. Основные результаты проведенных исследований были представлены на международной конференции но Космической технике (Пекин, 1987 г.) н на межреспубликанском семинаре но разработке и применению тепловых труб (Одесса, 1994 г.). По теме диссертации опубликованы 5 статей. Общая структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем составляет 136 'страниц, в том числе 132 страниц в основном тексте, включая 57 рисунков и 11 таблиц, список использованной литературы состоит из 92 наименований.
