CC BY
18Двигатели, энергетические установки и системы терморегулирования космическиХ.аппаратов
новной хладагент/расход-воздух 2,1 кг/с, отношение мощности излучения к полной массе лазерного комплекса при Тохл = 273 К 0,5 Вт-кг1.
Библиографический список
1. Васильев, Б. И. Инфракрасные лидары для экологического мониторинга атмосферы / Б. И. Васильев, У. М. Маннун. М. : МФТИ, 2005.
2. Протопопов, В. В. Инфракрасные лазерные локационные системы / В. В. Протопопов, Н. Д. Устинов. М. : Воениздат, 1987.
3. Bridges, T. J. High-power Brewster window laser at 10.6 microns / T. J. Bridges, C. K. N. Patel // Appl. Phys. Letts. 1965. № 7. Р. 244-245.
4. Басов, Н. Г. Теоретическое исследование перспективных способов повышения энергетических характеристик непрерывных технологических электроионизационных лазеров / Н. Г. Басов, В. А. Данилычев, Е. П. Глотов, А. М. Сорока // Труды ФИАН. Т. 142. 1983. С. 95-116.
5. Бродянский, В. М. Эксергетический метод и его приложения / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек. М. : Энергоатомиздат, 1988.
V. A. Lapshina, P. A. Chertykovcev Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev, Russia, Samara
COMPARATIVE ANALYSIS OF LASER COOLING SYSTEMS
The different types of laser cooling systems, used to remove heat from laser unit during its work, are analyzed and compared with each other. The best model of laser cooling systems is chosen on the basis of the information obtained.
© Лапшина В. А., Чертыковцев П. А., 2009
УДК 629.09:629.78
А. А. Логанов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
РАЗРАБОТКА АКТИВНОГО НАСОСА ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Изложены основные технические проблемы, связанные с созданием активного насоса двухфазной системы терморегулирования, и предложены пути их решения. Представлены конструктивные решения, минимизирующие или устраняющие проблемы, вызванные применением двухфазного теплоносителя - лабиринтное уплотнение на входе в рабочее колесо, соотношение размеров радиальных лопаток вращающегося корпуса.
По сравнению с системой терморегулирования (СТР), построенной на основе только тепловых труб, в том числе контурных, активная (с механическим насосом) двухфазная СТР имеет комплекс преимуществ: более удобное интегрирование в конструкцию космического аппарата, возможность точного поддержания температуры посадочных мест приборов в заданном узком диапазоне температур, если этого требуют особенности применяемого оборудования.
Практическая реализация всех этих преимуществ требует учета особенностей процесса терморегулирования с применением смеси «жидкость-пар».
В качестве основы для разработки активного насоса двухфазного контура (ДФК) (см. рисунок)
выбраны два варианта - так называемый черпако-вый насос (центробежный насос с вращающимся корпусом) (рисунок, часть б) и центробежный насос традиционной схемы (см. рисунок, часть а).
Известно одно бесспорное преимущество насосов с вращающимся корпусом в сравнении с традиционными центробежными - возможность разделения паровой и жидкостной фаз [1]. Отделение паровой фазы осуществляется механическим путем: при раскручивании рабочей среды во вращающемся корпусе пузырьки, образующие паровую фазу, группируются поблизости от оси вращения. Схема функционирования СТР с ДФК предполагает полную конденсацию теплоносителя перед входом в насос, но было решено проверить на практике оба варианта.
Фешетневскцие чтения
Новые экспериментальные насосы двухфазного контура:
а - насос с вращающимся корпусом; б - центробежный насос с рабочим колесом
Основное отличие экспериментального центробежного насосного агрегата, разработанного для СТР с ДФК, от образцов для жидкостной СТР состоит в конструкции корпуса. Увеличение в 3 раза значения перепада давления на расчетном режиме (с 0,61 до 1,85 кгс/см2) привело к увеличению диаметра рабочего колеса с 41,6 до 72 мм и сделало неприменимыми прежние компоновочные решения. Ранее наружный диаметр рабочего колеса не превышал диаметра центрирующего выступа на фланце электродвигателя.
Другое отличие нового центробежного ЭНА от прежних вариантов - число и форма лопастей рабочего колеса (см. рисунок, часть б). Вместо обычных для большинства ЭНА прежних разработок 6 пар лопастей (полной и половинной длины) рабочее колесо нового ЭНА имеет 8 лопастей полной длины. Отказ от применения дополнительных лопастей половинной длины обусловлен тем, что на наиболее эффективном из разработанных ранее ЭНА (1417-0) такие лопасти отсутствовали.
Более низкая вязкость аммиака в сравнении с ЛЗ-ТК проявляется в увеличении объемных потерь.
Причиной этого является уменьшенная доля проходного сечения щелевого уплотнения, блокированная пограничным слоем. Для компенсации этого нежелательного эффекта применено щелевое уплотнение.
Кроме описанных выше решений при выборе данных типов ЭНА принято во внимание также, что объемные потери в черпаковом насосе равны нулю, а КПД центробежного насоса лишь в незначительной степени зависит от масштабного фактора [2].
Библиографический список
1. Спасский, К. Н. Новые насосы для малых подач и высоких напоров / К. Н. Спасский,
B. В. Шаумян. М. : Машиностроение, 1972.
2. Логанов, А. А. Оценка резервов повышения эффективности конструкций агрегатов терморегулирования модуля служебных систем космических аппаратов / А. А. Логанов, М. И. Соколов // Авиакосмическое приборостроение. 2007. № 10.
C. 41-44.
A. A. Loganov
JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
DEVELOPMENT OF THE SPACE VEHICLE TWO-PHASE THERMAL CONTROL SYSTEM ACTIVE PUMP
In the paper the basic technical problems connected with creation of the active pump of two-phase thermal control system are stated and the ways of their decision and are offered. The constructive decisions, reducing or eliminating problems caused by application of the two-phase coolant - labyrinth seal on an input in the driving wheel, ratio of the radial blade sizes of the rotating case are submitted.
© Логанов А. А., 2009
