Разработка, создание и исследование компактных трансформируемых источников теплового излучения солнечного спектра Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Решетнеескцие чтения. 2015

УДК 629.78

РАЗРАБОТКА, СОЗДАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПАКТНЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ СОЛНЕЧНОГО СПЕКТРА

Р. О. Асланян, И. А. Марченко

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

E-mail: roksana_a@list.ru

Рассмотрен вопрос о возможности создания и применения компактных трансформируемых источников теплового излучения солнечного спектра.

Ключевые слова: космический аппарат, тепловакуумные испытания, наземные испытания, имитатор солнечного излучения, световое пятно.

DESIGN, DEVELOPMENT AND STUDY OF SMALL-SIZED AND VARIABLE SOLAR SPECTRUM THERMAL RADIATION SOURCES

R. O. Aslanyan, I. A. Marchenko

JSC "Information satellite systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation. E-mail: roksana_a@list.ru

This research considers a possibility to use a small-sized and variable solar spectrum thermal radiation sources.

Keywords: spacecrafts, thermal vacuum tests, ground tests, solar simulator, light spot.

Надежность космического аппарата (КА) подтверждается на этапе проведения наземной экспериментальной отработки (НЭО). Следовательно, вероятность безотказной работы КА зависит от качества НЭО. Тепловакуумные испытания (ТВИ) являются одним из главных этапов НЭО системы терморегулирования (СТР) и КА в целом. Целью ТВИ является подтверждение теплового состояния КА и расчетных теплофизических характеристик СТР в условиях, близких к эксплуатационным, а также подтверждение соответствия разработанной тепловой математической модели КА. Основным требованием к ТВИ является имитация условий штатного функционирования КА. При анализе результатов испытаний регистрируемые температурные параметры проверяются на соответствие допустимым значениям. ТВИ проводятся на специально оборудованных испытательных комплексах, обеспечивающих имитацию внешних тепловых факторов, воздействующих на КА при орбитальном функционировании. Одним из базовых и наиболее сложных элементов таких комплексов является имитатор солнечного излучения (ИСИ), имитирующий солнечное воздействие на КА при орбитальном функционировании [1-2]. Так как стоимость КА весьма высока, то при ТВИ теплофизической модели (ТФМ) КА вместо штатных приборов и антенн устанавливают их тепловые имитаторы, идентичные по теплофизическим и термооптическим характеристикам штатным. ТФМ КА (изделие 07ТВИ) помещают в термобарокамеру, где подвергают воздействию тепловых потоков с помощью имитатора Солнца. Сол-

нечные имитаторы создают поток непрерывного оптического излучения, спектральные характеристики которого должны быть близки к спектральным характеристикам солнечного излучения.

К ИСИ предъявляются следующие требования: спектральное распределение энергии излучения в диапазоне длин волн (0,2...2,5) мкм, близкое к распределению солнечного излучения; плотность потока излучения на уровне (1 340-1 440) Вт/м2 с погрешностью не более 10 % от номинальных значений; размеры светового пятна, соответствующие размерам рабочего поля; непараллельность потока не более ±3о [3].

В АО «ИСС» применяются две вакуумные установки: ТБК-120 и ГВУ-600 с имитаторами солнечного излучения (размеры светового пятна 2*2 и 4*4 м соответственно). ИСИ термобарокамер состоит из следующих подсистем: осветительная система; входные блоки; зеркальный коллиматор; система подвода мощности; автоматизированная система управления; система измерения параметров излучения [4]. Осветительная система ИСИ ГВУ-600 и ТБК-120 построена по принципу суммирования световых потоков от массива ламп [5].

В данной работе рассмотрена возможность создания и последующего применения компактных трансформируемых источников теплового излучения солнечного спектра. Задачей исследования является разработка компактных трансформируемых источников теплового излучения солнечного спектра с целью повышения качества ТВИ для КА различных классов.

Контроль и испытания ракетно-космической техники

Преимуществом таких компактных источников также является их способность подстраиваться под любые размеры и формы испытуемого изделия, что приведет к рациональному использованию термобарокамеры и её ресурсов.

Компактные трансформируемые источники теплового излучения позволят увеличить размеры светового пятна и, как следствие, размеры рабочего поля. Появится возможность использования имитаторов Солнца в камерах, не имеющих специально встроенных мест для ИСИ.

При создании компактных источников солнечного излучения предстоит решить две главные задачи:

1) выбрать материалы, наиболее удовлетворяющие соотношению «условия использования-выходные характеристики»;

2) выбрать систему охлаждения активных элементов внутри термобарокамеры и определить ее оптимальную конструкцию, применительно к испытательным стендам.

Надежность космического аппарата и его составных частей зависит от качества наземной экспериментальной отработки, а значит, и от точности имитации внешних тепловых условий, которым КА будет подвержен в процессе своей эксплуатации. Развитие стендов наземной отработки, в том числе и в области имитации солнечного излучения, является актуальной задачей по повышению качества НЭО СТР и КА в целом.

Библиографические ссылки

1. Андрейчук О. Б., Малахов Н. Н. Тепловые испытания космических аппаратов. М. : Машиностроение, 1982. 107 с.

2. Тепловакуумные испытания космического аппарата: опыт создания имитатора солнечного излучения

на основе современных газоразрядных ламп высокого давления / С. А. Крат, А. А. Филатов, В. В. Христич // Вестник СибГАУ. Красноярск, 2010. № 2 (28). С. 73.

3. Козелкин В. В., Денисов Ю. Н. Имитация космического излучения. М., 1966. 35 с.

4. Крат С., Христич В., Шаров А., Шляхтин М., Филатов А. Крупногабаритные имитаторы солнечного излучения для тепловакуумных испытаний негерметичных космических аппаратов // Фотоника. 2014. Вып. 2. С. 12-19.

5. Крат С. А., Филатов А. А., Христич В. В. Схема суммирования световых потоков от набора газоразрядных ламп для имитатора солнечного излучения / Оптический журнал. 2011. № 11. С. 66-72.

References

1. Andreychuk O. B., Malakhov N. N. Thermal testing of space vehicles. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1982. 107 p.

2. Krat S. A., Filatov A. A., Khristich V. V.,. Spacecraft thermal vacuum testing: an experience of creation of sunlignt simulator based on the high -pressure gas - discharge lamps. Vestnik SibGAU. Krasnoyarsk, 2010, no. 2, p. 73. (In Russ.)

3. Kozelkin V. V.., Denisov Y. N. Simulation of space radiation. Moscow, Ed. - edition., 1966. 35 p.

4. Krat S., Khristich V., Sharov A., Shlyakhtin M., Filatov A. [Large solar radiation simulators for thermal vacuum tests on non-container spacecraft]. Fotonika Publ., 2014, vol. 2, p. 12-19. (In Russ.)

5. S. A. Krat, V. V. Khristich, A. A. Filatov. Setup for summing the light fluxes from a set of gas-discharge lamps for a solar - radiation simulator, Journal of Optical Technology, 2011, vol. 78, Issue 11, p. 66-72. (In Russ.)

© Асланян Р. О., Марченко И. А., 2015

УДК 629.7.054

СТЕНД ИЗМЕРЕНИЯ МОМЕНТОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ СИСТЕМЫ ОРИЕНТАЦИИ И СТАБИЛИЗАЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

А. В. Бисеров, М. В. Милованов, В. В. Михайлов*, М. А. Павленко, С. С. Щесняк

ОАО «Научный центр прикладной электродинамики» Российская Федерация, 190103, г. Санкт-Петербург, Рижский просп., 26

*Е-таЛ: fardeil@scaegroup.com

Предложена конструкция стенда для измерения крутящих моментов электродвигателей-маховиков системы ориентации и стабилизации космического аппарата. Стенд введен в эксплуатацию. Проанализированы полученные характеристики и результаты ввода в эксплуатацию стенда.

Ключевые слова: двигатель-маховик, измерение момента.