Математическое моделирование тепловых испытаний космических аппаратов с применением криогенных экранов

Описан способ тепловых испытаний космических аппаратов в вакуумной камере, где создаются условия пониженного давления в широком диапазоне температур, свойственного космическому пространству. Охлаждение объекта в камере осуществляется с помощью криогенных экранов, охлаждаемых жидкими азотом, гелием или неоном. Криоагент подается в систему из рефрижератора-ожижителя. В системе учитываются тепловые потоки из окружающей среды, от объекта и тепловые потери в магистралях. Основная задача системы - понизить температуру объекта до значения, соответствующего программе испытаний. Дано описание физической и математической моделей системы тепловакуумных испытаний космической техники, состоящей из модели теплообмена криогенного экрана и расчeтной модели охлаждения исследуемого объекта в вакуумной камере. При заданных параметрах камеры, криоэкранов и объекта охлаждения проведeнныерасчеты позволяют определить изменение температуры в системе по времени, достижимую температуру объекта и время выхода на стационарный режим.

Литература

[1] Колесников А.В. Конспект лекций по курсу "Испытания конструкций и систем космических аппаратов". М.: Изд-во МАИ, 2007. 155 с.

[2] Холодков Н.В., Афанасьев В.А., Барсуков В.С. Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов / под ред. ХолодковаН.В. М.: Изд-во МАИ, 1994. 412 с.

[3] Денисова Л.В., Калинин Д.Ю., Резник С.В. Теоретические и экспериментальные исследования тепловых режимов сетчатых рефлекторов космических антенн // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2011. № 1. С. 92-105.

[4] Дражников Б.Н., Бычковский Я.С., Кондюшин И.С., Козлов К.В. Стенд для проведения термовакуумных испытаний крупноформатных фотоприемных устройств космического применения // Успехи прикладной физики. 2013. Т. 1. № 3. С. 386-389.

[5] Крат С.А., Христин В.В. Тепловакуумная отработка КА: развитие современных тенденций // Вестник СибГАУ. 2010. Вып. 4 (30). С. 123-129.

[6] Виноградов И.С. Результаты термовакуумных испытаний конструкции и систем обеспечения теплового режима космического радиотелескопа КА "Спектр-Р" [Электронный ресурс] / И.С. Виноградов, С.Б. Новиков, Д.В. Тулин, А.Ф. Шабарчин // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. Режим доступа: http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011-03-24-001.pdf

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

[8] Авдуевский В.С., Галицейский Б.М., Глебов Г.А. и др. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / под общ. ред. В.С. Авдуевского, В.К. Кошкина. М.: Машиностроение, 1992. 528 с.

[9] Леонтьев А.И. Теория тепломассообмена М.: Высш. шк., 1979. 431 с.

[10] Подходы к созданию комплексных систем для отработки и испытания космических аппаратов / Кравченко С.В., Нестеров С.Б., Романько В.А., Тестоедов Н.А., Халиманович В.И., Христич В.В. // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 1(13). С. 149-175.

[11] Борзенко Е.И. Статика и динамика элементов криогенных систем. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1988. 212 с.

[12] Криогенные системы. В 2 т. Т. 2. Основы проектирования аппаратов, установок и систем /А.М. Архаров, И.А. Архаров, В.П. Беляков и др. М.: Машиностроение, 1999. 720 с.