Научная статья на тему 'Анализ надежности работы системы терморегулирования космического аппарата'

Анализ надежности работы системы терморегулирования космического аппарата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
74
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЕ / КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ / ЦЕЛЕВАЯ АППАРАТУРА / РАСКРЫВАЮЩИЕСЯ УСТРОЙСТВА / ТЕПЛООБМЕН / ТРАНСФОРМАЦИЯ / ВАКУУМ / НЕВЕСОМОСТЬ

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Жолдиева Ш.Б., Ергалиев Д.С., Тулегулов А.Д.

В статье рассматриваются вопросы анализа системытерморегулирования космического аппарата. Анализируются условия, необходимые для обеспечения требуемого температурного режима внутри космического аппарата. Раскрываются механизмы и способы контроля и управления температурным балансом. Отмечено, что большое количество тепла выделяется в процессе работы электронных узлов и модулей космического аппарата. По этой причине наиболее эффективным способом устранения излишнего тепла является применение радиаторных поверхностей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Жолдиева Ш.Б., Ергалиев Д.С., Тулегулов А.Д.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Анализ надежности работы системы терморегулирования космического аппарата»

Из необходимости равенства интенсивностей циркулирующих потоков непосредственно следует уравнение замыкания системы ц-otyo = Цс tyc. Дисциплина обслуживания на данном этапе исследований предполагается бесприоритетной.

В качестве дополнительных характеристик, описывающих работу СМО, могут быть рассмотрены функции распределения времени ожидания заявок в очереди перед каждым из приборов g(t) = 1 - ty exp [(Л - ц) t], и среднее время ожидания заявки в очереди (формула Поллачека-Хинчина) Гож = 0.5 АЫ2) (1 - ty) -1,

где Ь(2) - второй момент времени обслуживания заявок.

При экспоненциальном законе распределения времени обслуживания из последней формулы непосредственно следует, что при ц > 0.5, среднее время ожидания заявки в очереди больше времени обслуживания (запаздывание более 180°).

Отсюда напрашивается вывод, что при установившемся режиме ц < 0.5. Учитывая это и данные таблицы 1, можно определить максимальную длительность мускульного усилия при формировании импульсов с частотой fcp: 1и<0.7 сек. на взлете и Ьи< 0,85 сек. при посадке.

ЛИТЕРАТУРА

1. Годунов, А.И. Алгоритмы контроля действий лётного экипажа по управлению летательным аппаратом / А.И.Годунов, Б.Ж. Куатов, Д.М. Сущик //Вестник КарГУ. 2015. - №1 (19) - С. 15 - 24.

2. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Особые линейные и нелинейные системы. М.: Энергоиздат. 1981, 304 с.

3. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания.- М.: "Наука", 1966, 430 с.

4. Дедков В.К. Компьютерное моделирование характеристик надежности нестареющих восстанавливаемых объектов / В.К. Дедков, Н.А. Северцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 368-370.

5. Евстифеев A.A. Модели минимизации направленного ущерба транспортной системы при отсутствии информации / A.A. Евстифеев, Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2009. № 11. С. 137-145.

6. Северцев Н.А. Системный анализ определения параметров состояния и параметры наблюдения объекта для обеспечения безопасности //Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 4-10.

7. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.

УДК 629.396.61

Жолдиева Ш.Б., Ергалиев Д.С., Тулегулов А.Д.

Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан

АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

В статье рассматриваются вопросы анализа системы терморегулирования космического аппарата. Анализируются условия, необходимые для обеспечения требуемого температурного режима внутри космического аппарата. Раскрываются механизмы и способы контроля и управления температурным балансом. Отмечено, что большое количество тепла выделяется в процессе работы электронных узлов и модулей космического аппарата. По этой причине наиболее эффективным способом устранения излишнего тепла является применение радиаторных поверхностей. Ключевые слова:

терморегулирование, космический аппарат, обмен, трансформация, вакуум, невесомость.

целевая аппаратура, раскрывающиеся устройства,

Система терморегулирования космического аппарата предназначена для обеспечения необходимого температурного режима внутри космического аппарата, а также для элементов целевой аппара

туры и внешних раскрывающихся устройств. От нормальной работы системы терморегулирования космического аппарата зависит в целом успешность миссии, выполняемой космическим аппаратом.

Рисунок 1 - Система терморегулирования космического аппарата «KazSat-3»

Для обеспечения требуемого температурного режима используют различные способы. Одним из них является способ контролируемого теплообмена с окружающей средой. Необходимый тепловой режим поддерживается активными и пассивными средствами. Если брать космические аппараты, выполненные в негерметичном исполнении, в таком случае для отвода тепла применяют специальное оборудование, которое осуществляет устранение излишнего тепла посредством контактного теплообмена. В результате мы добиваемся положительного эффекта за счет трансформации тепла из внутренних частей во внешнюю панель.

Большое количество тепла выделяется в процессе работы электронных узлов и модулей космического аппарата. К ним можно отнести системы энергообеспечения, транспондеры, системы телекоммуникаций и телеметрии. По этой причине наиболее эффективным способом устранения излишнего тепла является применение радиаторных поверхностей. Также массу проблем создает то обстоятельство, что многие радиоэлементы, прошедшие испытания и тестирование в наземных условиях, попадая в космическое пространство, оказываются в условиях вакуума и невесомости.

Система терморегулирования космического аппарата «KazSat-3» представлена на рисунке 1.

В качестве оборудования используемого для работы в системах терморегулирования используются электронасосные агрегаты, компенсаторы объёма. На рисунке 2 представлен электронасосный агрегат, используемый для спутника «KazSat-3».

На рисунке 3 представлен компенсатор объема, предназначенный для поддержания рабочего давления при изменении температуры жидкого теплоносителя, а также для хранения запаса теплоносителя и компенсации утечек теплоносителя.

На рисунке 4 представлен механизм отвода излишков тепла.

Также широко применяются терморегулирующие покрытия ОСО-С, которые представляют собой кварцевые стекла марки К208 размером 40x40 мм и 40х20 мм и толщиной 120 мкм, на внутреннюю поверхность которых нанесено серебро, а также экранно-вакуумная теплоизоляция, предназначенная для исключения неконтролируемого теплообмена элементов спутника с окружающей средой_

Рисунок 4

Механизм отвода излишнего тепла

Рисунок 2 — Электронасосный агрегат, используемый для спутника «KazSat-3»

Рисунок 5 - Терморегулирующие покрытия

Кроме того используются ЭО панелей ПН - для предотвращения переохлаждения оборудования ПН при частичном или полном отключении оборудования, а также ЭО МБТ (гидразин), которые предназначены для обеспечения гарантированных диапазонов температур рабочего тела в межблочных трубопроводах. ЭО ОКД предназначен для обеспечения гарантированного диапазона температур посадочного места кронштейна прибора ДНС. ЭО компенсатора объема предназначен для обеспечения заданного диапазона температур компенсатора

ЛИТЕРАТУРА

1. Гущин В.Н.Основы устройства космических аппаратов. Учебник для вузов-М.: Машиностроение. 2003 г., 272 с.

2. Кулик А.В., Джур О.Е., Хуторный В.В., Алексеев Ю.С., Кучма Л.Д., Николенко Е.Ю., Свищ В.М. Технология производства ракетно-космических летательных аппаратов. Учебник для вузов - Днепропетровск.: АРТ-ПРЕСС, 2014. 480 с.

3. Lee J. Digital image smoothing and the sigma filter // Computer Vision, Graphics and Image Processing. - 1983. - Vol. 24. - Issue 2. - pp. 255-269.

4. Евстифеев A.A. Модели минимизации направленного ущерба транспортной системы при отсутствии информации / A.A. Евстифеев, Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2009. № 11. С. 137-145.

5. Nagao M., Matsuyama T. Edge preserving smoothing // Computer Graphics and Image Processing. - 1979. - Vol. 9. - № 4. - pp. 394-407.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.