Инновационные технологии при производстве приборов многофункциональных космических аппаратов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневские чтения. 2017

УДК629.78.01:001.6

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРИБОРОВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

В. В. Двирный, Е. П. Маслов, Е. А. Старостин*

АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52

E-mail: st.evgen@yandex.ru

Статья содержит обоснования инновационных подходов при производстве приборов многофункциональных космических аппаратов.

Ключевые слова: система электропитания (СЭП), космический аппарат (КА), энергопреобразующая аппаратура (ЭПА), радиоэлектронная аппаратура (РЭА), гипертеплопроводящая секция (ГТПС).

INNOVATIVE TECHNOLOGIES DURING THE MANUFACTURE OF INSTRUMENTS OF MULTIFUNCTIONAL SPACECRAFT

V. V. Dvirniy, E. P. Maslov, E. A. Starostin*

JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: st.evgen@yandex.ru

This article contains the innovative approach validation during the manufacture of instruments of multifunctional spacecraft.

Keywords: electric power supply system (EPSS), spacecraft, energy-converting equipment(ECE), radioelectronic equipment, hyperheat-conducting section(HCS).

Развитие АО «ИСС» в области создания нового поколения систем электропитания (СЭП) космических аппаратов (КА) мощностью более 20 кВт и выходным напряжением 100В/27В предопределяет повышение надежности и конкурентоспособности энер-гопреобразующей аппаратуры (ЭПА), входящей в состав СЭП. СЭП является одной из важнейших частей в составе оборудования спутника, обеспечивая энергией все его служебные системы и полезную нагрузку КА.

Комплекс энергопреобразующий (КЭП), как один из основных составляющих СЭП, обеспечивает стабильное питание потребителей и согласование источников между собой. Для таких приборов как КЭП, имеющих высокое тепловыделение, проблемы обеспечения тепловых режимов работы имеют особую значимость.

Развитие силовой электроники, используемой в космической радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), вопросы отвода тепла от электрорадиоизделий (ЭРИ) и обеспечение оптимального теплового режима бортовой РЭА являются одним из важнейших факторов, определяющих срок её активного существования (САС). Применение современных высоко интегрированных ЭРИ и силовых ЭРИ с высокой удельной мощностью, усугубляют эту проблему.

Результатом повышения САС космических аппаратов до 15 лет является ужесточение требований по обеспечению тепловых режимов ЭРИ. Традиционные способы отвода тепла для бортовой РЭА уже не при-

менимы, так как ведут к существенному увеличению её массы [1]. Для обеспечения оптимальных тепловых режимов требуется применение нестандартных решений.

Для этого необходимо уменьшение теплового сопротивления от каждого ЭРИ до термостабилизиро-ванной поверхности, уменьшение плотности теплового потока.

Уменьшение теплового сопротивления от ЭРИ до посадочной поверхности прибора может быть достигнуто за счет:

- конструктивного исполнения несущих рамок силовых блоков КЭП (материала металлического основания, медных полигонов в конструкции печатных плат, и т. д.);

- способов монтажа силовых ЭРИ и обеспечение условий отвода тепла от них;

Еще один путь снижения температуры основания КЭП - использование ГТПС [2] между посадочной поверхностью прибора и панелью КА. Применение ГТПС позволяет распределить тепло между нагруженными и ненагруженными блоками, и тем самым понизить температуру теплонагруженных блоков [3].

Уменьшение теплового сопротивления от ЭРИ до посадочной поверхности прибора также достигается за счет применения теплопроводящих клеев, паст, медных полигонов в конструкции печатных плат, металлического основания несущих рамок в составе каждой рамки.

Для установки керамических подложек и силовых ЭРИ в блоках КЭП применяется клей-герметик

Инновационные технологии управления и международная кооперация в аэрокосмическом производстве

Эласил 137-182 [4], обеспечивающий необходимые параметры теплопроводности, совместно с подслоем П-11 [5], повышающим адгезию клея-герметика к склеиваемым поверхностям.

Для реализации всех вышеперечисленных КТР на предприятии разработаны соответствующие технологические процессы, которые были квалифицированы и внедрены по результатам НЭО предыдущих заказов.

Выводы:

1. Энергопреобразующая аппаратура систем электропитания космических аппаратов любого назначения является важнейшей аппаратурой, обеспечивающей бортовое электропитание КА требуемого качества. Это обстоятельство требует обеспечения высокой надежности ЭПА при длительных сроках ее эксплуатации, обеспечение качества бортового электропитания как в статических, так и динамических электрических режимах эксплуатации ЭПА.

2. Для решения перспективных задач необходимо определять приоритеты и поэтапно проводить выполнение работ по внедрению новых конструкторско-технологических решений.

3. Основным направлением работы технологических служб приборного производства является проведение дальнейших работ по отработке и совершенствованию технологии производства, анализ мировых тенденций изготовления бортовой аппаратуры и отработка новейших конструкторско-технологических решений еще до момента внедрения ее на штатной бортовой аппаратуре.

4. В процессе отработки технологии необходимо обеспечить стабильность технологических процессов, оптимизировать технологические режимы, обеспечить строгое выполнение требований КД и НТД, а также многое другое, что позволит с минимальными затратами решать сложнейшие технические и технологические задачи. В связи с этим потребовалось применение инновационных технологий.

Библиографические ссылки

1. Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.

2. Нестеров Д. А., Деревянко В. В., Сунцов С. Б. Программный комплекс теплового моделирования бортовой радиоэлектронной аппаратуры с плоскими тепловыми трубами // Решетневские чтения : материалы ХХ Междунар. науч. конф. (09-12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016.

3. Пат. 2403692 Российская Федерация, МПК Н05К 1/00, Н05К 7/20. Модуль радиоэлектронной аппаратуры с гипертеплопроводящим основанием / Сунцов С. Б., Косенко В. Е., Деревянко В. А. ; заявитель и патентообладатель АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Ре-шетнёва» № 2009116488/07 ; заявл. 29.04.2009 ; опубл. 10.11.2010, Бюл. № 31.

4. ТУ6-02-1 -015-89.

5. ОСТ 92-4685.

References

1. Chebotaryov V. E., Kosenko V. E. Osnovy proektirovaniya kosmicheskih apparatov informacion-nogo obespecheniya [Spacecraft design fundamentals for information support] : ucheb. posobie / SibSAU. Krasnoyarsk, 2011. 488 с.

2. Nesterov D. A., Derevyanko V. A., Suntsov S. B. Programmnyj kompleks teplovogo modelirovaniya bortovoj radioehlektronnoj apparatury s ploskimi teplovymi trubami // Materialy XX Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XX Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2016.

3. Pat. 2403692 Russian Federation, MPK Н05К 1/00, Н05К 7/20 / Suntsov S. B., Kosenko V. E., Derevyanko V. A. Modul ' radioehlektronnoj apparatury s giperteplo-provodyashchim osnovaniem [Radioelectronic equipment module with a hyperthermalheat-conducting base]. Applicant and patent owner JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev". № 2009116488/07 ; declared 29.04.2009 ; published 10.11.2010, № 31.

4. TU6-02-1-015-89.

5. OST 92-4685.

© Двирный В. В., Маслов Е. П., Старостин Е. А., 2017