CC BY
25Решетневскуе чтения. 2014
УДК 629.78.086.018
РЕГУЛЯТОРЫ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ С ДЛИТЕЛЬНЫМ СРОКОМ АКТИВНОГО СУЩЕСТВОВАНИЯ
В. В. Двирный1, В. В. Голованова2, Г. В. Двирный1, Р. П. Туркенич1
1 ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: [email protected] 2 ФГУП «Конструкторское бюро «Арсенал» имени М. В. Фрунзе» Российская Федерация, 195009, г. Санкт-Петербург, ул. Комсомола, 1-3 E-mail: www.kb_arsenal.finances.spb.ru
Описываются особенности регуляторов расхода теплоносителя космических аппаратов с длительным сроком активного существования.
Ключевые слова: космический аппарат, регулятор расхода теплоносителя, система терморегулирования.
FLOW COOLANT ADJUSTERS FOR SPACECRAFT WITH LONG ORBITAL LIFETIME
V. V. Dvirniy1, V. V. Golovanova2, G. V. Dvirniy1, R. P. Turkenich1
1 JSC "Information Satellite Systems" named after academician M. F. Reshetnev" 52, Lenin str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation Е-mail: [email protected] 2 The Arsenal Design Bureau named after M. V. Frunze Federal State Unitary Enterprise 1-3, Komsomola str., St.-Petersburg, 195009, Russian Federation E-mail: www.kb_arsenal.finances.spb.ru
The features offlow adjusters of spacecraft coolant with long orbital lifetime are presented.
Keywords: spacecraft, coolant flow adjuster, temperature-control system.
Регулирование отвода и подвода тепла для обеспечения заданного температурного режима космического аппарата (КА) обеспечивают регуляторы расхода теплоносителя. На современных спутниках связи и технологическом оборудовании нашли применение следующие регулирующие, запорные, теплообменные и теплопередающие агрегаты систем терморегулирования: терморегулятор прямого действия, клапаны-регуляторы с электроприводами, управляемыми бортовыми цифровыми вычислительными машинами (БЦВМ). Регуляторы расхода теплоносителя могут размещаться как внутри гермоконтейнера, так и снаружи [1].
Последняя компоновка нашла применение при повышении герметичности системы терморегулирования и ее ресурса до 15 лет. При размещении в открытом космосе электроприводы ампулизируют, а агрегаты теплоизолируют экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ). Быстрое развитие спутниковых систем для нужд связи, навигации, геодезии вызывает необходимость разработки и изготовления большого количества различных конструкций регулирующих агрегатов систем терморегулирования (СТР). При достаточно стабильном диапазоне температур и вязко-стей, в которых работает арматура, изменяются допустимые утечки, давления, повышается ресурс в экстремальных условиях воздействия космоса. Особенности создания вышеуказанных агрегатов должны
прежде всего учитывать условия работы в составе автономной неремонтируемой системы и обеспечить долговечность, надежность, возможность изготовления с малыми затратами. При этом, как правило, необходимо решить различные задачи из многих областей: гидравлики, теплотехники и вакуумной техники, механики, трения и износа, материаловедения, прочности и жесткости, влияния климатических, механических и других воздействий [1; 2]. Поддержание теплового режима приборного блока космического аппарата (КА) средствами системы терморегулирования (СТР) требует введения элементов автоматики для управления клапанами распределительно-регулирующих агрегатов по данным температурных датчиков. Элементы автоматики размещаются в блоке управления БУ СТР, связанного с БЦВМ. Для КА с большим тепловыделением в герметичном приборном блоке тепловой режим обеспечивается двухконтурной (газожидкостной) СТР.
В двухконтурной системе тепло от приборов с помощью газового контура передается через теплообменник (ТО) жидкостному контуру (ЖК) и далее к излучательному радиатору (РИ) [3]. Тепловой режим КА при изменении внешних и внутренних тепловых потоков в двухконтурной СТР осуществляется регулированием тепловой связи между газовым и жидкостным контурами по релейной или линейной схеме. В релейной схеме при снижении тепловыделе-
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
ния приборного блока до критичного нижнего уровня жидкостный контур отсоединяется от газового с помощью клапана перепускного (КП). В результате циркуляция жидкости осуществляется в пределах внешнего жидкостного контура, в обход теплообменника. В линейной схеме плавное регулирование тепловой связи приборного блока с радиатором осуществляется путем изменения расхода теплоносителя с помощью терморегулятора (ТР) или клапана-регулятора (КР). Линейная схема позволяет сузить диапазон изменения температуры приборного блока. КР является дублирующим агрегатом ТР и включается при наземных испытаниях и в полёте на втором и третьем витке, когда заказывающей организации демонстрируют работу резервных систем. После этого до конца срока активного существования (САС) КР при нормальной работе ТР-регулятора прямого действия никогда не включается. Однако при отказе ТР КР должен обеспечить требуемый САС КА. Поэтому исследование линейного регулятора КР в СТР КА является задачей актуальной и ответственной.
Библиографические ссылки
1. Двирный В. В. Технологические особенности агрегатов автоматики систем терморегулирования
космических аппаратов с длительным сроком активного существования : дис. ... канд. техн. наук / САА. Красноярск, 1993. С. 44.
2. Агрегаты автономных энергетических систем : монография / Головёнкин Е. Н. и др. ; под. ред. К. Г. Смирнова-Васильева / КрПИ, Красноярск, 1986.
3. Чеботарев, В. Е., Косенко, В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. С. 488.
References
1. Dvirnyy V. V. Technological features of aggregates automation systems thermal control of spacecraft with a long active lifetime : Dis. ... candles. technical Sciences. CAA. Krasnoyarsk, 1993. S. 44.
2. The units stand-alone power systems: tutorialmonograph / Golovenkin E. N. and others ; edit K. G. Smirnova-Vasileva. Krasnoyarsk, 1986.
3. Chebotarev V. E., Kosenko V. E. Design basis spacecraft information support : textbook. manual ; Sib. state. aerocosmic. university, Krasnoyarsk, 2011. S. 488.
© Двирный В. В., Голованова В. В., Двирный Г. В., Туркенич Р. П., 2014
УДК 681.7.062
ПРИМЕНЕНИЕ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ В РАЗРАБОТКЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ РАЗМЕРОСТАБИЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕЛЕСКОПОВ КОСМИЧЕСКОГО БАЗИРОВАНИЯ
Н. А. Демкович1, П. А. Додонов1, И. Е. Кожеватов2, Е. А. Руденчик3
1СП ЗАО «Би Питрон» Российская Федерация, 191014, г. Санкт-Петербург, Виленский пер., 4. Е-mail: [email protected]; [email protected] 2Научно-исследовательский радиофизический институт Российская Федерация, 603950, г. Нижний Новгород, ул. Большая Печерская, 25/12a. E-mail: [email protected] 3Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн имени Н. В. Пушкова
Российской академии наук Российская Федерация, 142190, г. Москва, г. Троицк, Калужское шоссе, 4. E-mail: [email protected]
Статья посвящена использованию численных методов моделирования в разработке прецизионных размеро-стабильных конструкций. Возможности предлагаемых методов показаны на примере облегченной конструкции главного зеркала телескопа космического базирования проекта «Интергелиозонд».
Ключевые слова: численные методы моделирования, облегченные зеркала.
NUMERICAL SIMULATION IN DEVELOPMENT OF HIGH-PRECISION DIMENSION-STABLE DESIGNS FOR SPACE-BASED TELESCOPES
N. A. Demkovich1, P. A. Dodonov1, I. E. Kozhevatov2, E. A. Rudenchik3
1Bee Pitron Co. Ltd
4, Vilensky ln., Saint-Petersburg, 191014, Russian Federation. Е-mail: [email protected]; [email protected]
2Radiophysical Research Institute 25/12a, Bolshaya Pecherskaya str., Nigniy Novgorod, 603950, Russian Federation. E-mail: [email protected]
3Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radio Wave Propagation of the Russian Academy of Sciences 4, Kaluzhskoe shosse, Troitsk, Moscow, 142190, Russian Federation. E-mail: [email protected]
