2 / 13
А.А. Солуянов
16
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
поверхность Земли разбивается на множество зон подсветки, и для каждой зоны
определяются условия освещения ее Солнцем на момент расчета — не освещена,
освещена частично или полностью. С учетом освещенности для каждой зоны рас-
считываются суммарные потоки, включающие в себя компоненты собственного
излучения Земли и отраженного Землей солнечного излучения. В пределах телес-
ного угла, охватывающего каждую зону подсветки, излучение принимается одно-
родным и уходящим из ее центра в виде параллельного пучка лучей [3]. Учитывая
это допущение, тепловой поток, падающий от какой-либо зоны подсветки на КЭ
КА, может быть определен способом, аналогичным расчету потока прямого сол-
нечного излучения, — путем произведения плотности потока от зоны подсветки
на площадь проекции КЭ по направлению на ее центр.
Описанный подход позволяет получать значения падающих на КЭ КА лу-
чистых потоков с использованием единого алгоритма независимо от их источ-
ника. Ключевым моментом в реализации такого алгоритма является расчет
площади проекции каждого КЭ КА на плоскость, перпендикулярную направле-
нию распространения излучения, т. е. площади миделя.
Для КА простой формы решение этой задачи не вызывает трудностей. Рас-
чет площадей миделей КЭ может быть выполнен аналитически, графически или
численно [4, 5]. Однако на практике такая ситуация встречается нечасто. Боль-
шинство современных КА имеет сложную конфигурацию, для которой харак-
терно наличие взаимного экранирования (затенения) тех или иных участков
внешней поверхности в зависимости от ракурса визирования.
Расчет площадей миделей КЭ КА с учетом их взаимного экранирования для
произвольного направления наблюдения является сложной задачей. Для ее ре-
шения используются методики, основанные на последовательном применении
доступных CAD/CAE-систем (CATIA, ANSYS и др.) и разработанных исследова-
телями собственных программных средств [6, 7]. Первые используются для по-
строения сеточной геометрической модели (СГМ) КА, вторые — для расчета
экранирования. Сеточная геометрическая модель с требуемой степенью точно-
сти аппроксимирует КЭ КА, расположенные на его внешней поверхности,
множеством площадок выпуклой (обычно плоской) формы. Степень экраниро-
вания какого-либо КЭ определяется отношением суммы площадей проекций
аппроксимирующих его площадок на заданное направление, затененных от па-
дающего излучения другими площадками, к общей площади проекций площа-
док, аппроксимирующих элемент, на это же направление.
Для расчета экранирования какой-либо площадки обычно используются две
основные схемы. Первая основана на последовательном переборе всех площадок
СГМ и проверке пересечения с ними луча, испущенного из центра заданной пло-
щадки в направлении распространения излучения. Если точка пересечения луча с
плоскостью площадки находится внутри ее контура, площадка считается экраном,
в противном случае — нет. Такой способ расчета экранирования имеет невысокую
производительность, так как требует значительных вычислительных затрат, быст-
ро возрастающих с увеличением числа площадок СГМ. Вторая схема отличается