Рис. 4.
Зависимости температур
T
1
(
1
) и
T
max
(
2
) от интегрального ко-
эффициента поглощения материала
оболочки-фильтра
Рис. 5. Зависимость плотно-
сти потока излучения, погло-
щенного фильтром на участ-
ке
0
< x
≤
x
max
, от инте-
грального коэффициента по-
глощения
излучения (рис. 5) обусловлен тем, что при увеличении коэффициен-
та поглощения происходит смещение координаты максимума темпе-
ратуры к внутренней интенсивно охлаждаемой поверхности фильтра
(формула (6)) и при
¯
k
→ ∞
максимальная температура достигается
на поверхности
x
= 0
, чему способствует уменьшение термического
сопротивления участка стенки между
x
= 0
и
x
max
(
T
max
)
.
C увеличением коэффициента поглощения энергия излучения, по-
глощаемая на этом участке (
q
1
, см. рис. 5), стремится к значению энер-
гии, поглощаемой непрозрачной стенкой, и лишь малая ее доля
q
2
отводится от внешней поверхности в окружающую среду путем кон-
векции.
Проведенный анализ теплового режима оболочки водоохлаждае-
мого ГИИ, выполняющей и роль фильтра излучения, показывает, что
ее температурное состояние не является ограничением для коррекции
спектра излучения в целях наилучшего соответствия спектру излуче-
ния Солнца.
Опыт разработки и эксплуатации моделирующих установок с ис-
пользованием трубчатых водоохлаждаемых ГИИ показывает, что опти-
мальной является конструкция, построенная на базе трехламповых
модулей. Такой модуль с оболочками-фильтрами, снабженный фоку-
сирующей системой, может быть использован для моделирования воз-
действия солнечного излучения при тепловых испытаниях крупнога-
баритных космических конструкций. Так, трехламповый модуль с сум-
марной мощностью
P
= 45
. . .
90
кВт с учетом КПД источников излу-
чения и отражателя обеспечивает заданную плотность потока излуче-
ния
∼
1400
Вт/м
2
на поверхности
∼
18
. . .
36
м
2
, и даже при 5-кратном
уменьшении потока излучения за счет поглощения в оболочке-фильтре
и потерь в фокусирующей системе площадь облучаемой поверхности
может составить от 3,5 до 7 м
2
.
118 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 2
