Расчетно-экспериментальный метод выбора параметров испытательных камер для отработки тепловых режимов бортовой аппаратуры негерметичных космических аппаратов

Предложен расчетно-экспериментальный метод выбора параметров испытательных камер для отработки тепловых режимов бортовой аппаратуры негерметичных отсеков космических аппаратов. Поставлена задача определить критериальные условия, обеспечивающие поле температур аппаратуры в космическом аппарате идентичное полю температур этой же аппаратуры в климатической камере, при одинаковых тепловыделениях аппаратуры. Это позволит частично заменить дорогие и трудоемкие испытания тепловых режимов бортовой аппаратуры в тепловакуумных камерах на испытания в климатической камере. Приведены сравнительные результаты тепловых испытаний типового блока бортовой аппаратуры в тепловакуумной и климатической камерах при температурах, полученных с помощью предложенного расчетно-экспериментального метода

Литература

[1] Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 343 с.

[2] Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергоиздат, 1981. 415 с.

[3] Якоб М. Вопросы теплопередачи. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. 517 с.

[4] Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960. 478 с.

[5] Robert D. Karam. Satellite thermal control for systems engineers. AIAA, 1998. 274 p.

[6] Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М.: Высшая школа, 1984. 247 с.

[7] Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. 312 с.

[8] Кошкин В.К., ред. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике. М.: Машиностроение, 1992. 528 с.

[9] Фаворский О.Н., Каданер Я.С. Вопросы теплообмена в космосе. М.: Высшая школа, 1972. 280 с.

[10] Залетаев В.М., Капинос Ю.В., Сургучев О.Н. Расчет теплообмена космического аппарата. М.: Машиностроение, 1979. 208 с.

[11] Негерметичная платформа космического аппарата для дистанционного зондирования Земли / Е.А. Шангина, А.С. Рыбаков, К.А. Пасечник, П.А. Зайцев, А.Ю. Власов // Сибирский журнал науки и технологий. 2010. № 6. С. 95–97.

[12] Novel analytical and numerical methods in heat transfer enhancement and thermal management / A. Andreozzi, G. Lauriat, Q. Wang, S. Karellas, Y. Jaluria // Journal of Applied Mathematics. 2016. Vol. 2016. DOI: 10.1155/2016/8450794 URL: https://www.hindawi.com/journals/jam/2016/8450794

[13] Heat transfer enhancement of phase change materials for thermal energy storage applications: a critical review / N.I. Ibrahim, F.A. Al-Sulaiman, S.R. Bekir, B.S. Yilbas, A.Z. Sahin // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2017. Vol. 74. P. 26–50.

[14] Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. М.: Мир, 1988. 544 с.

[15] Дрейцер Г.А. Теплообмен при свободной конвекции. М.: Изд-во МАИ, 2002. 97 с.

[16] Дрейцер Г.А. Основы конвективного теплообмена в каналах. М.: Изд-во МАИ, 1989. 84 с.

[17] Гебхарт Б., Джалурия Й., Махаджан Р., Саммакия Б. Свободно конвективные течения, тепло- и массообмен. Кн. 2. М.: Мир, 1991. 528 с.

[18] Попов И.А. Гидродинамика и теплообмен внешних и внутренних свободно-конвективных вертикальных течений с интенсификацией. Интенсификация теплообмена. Казань: Центр инновационных технологий, 2007. 326 с.

[19] Елисеев В.Н., Товстоног В.А., Боровкова Т.В. Об эффективности оребрения охлаждаемой поверхности ребрами с внутренними источниками теплоты // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2014. № 2 (95). С. 28–43.

[20] Резник С.В., Фишер В.П., Мартинес Д. и др. Моделирование и идентификация процессов теплообмена в пористых материалах тепловой защиты многоразовых аэрокосмических систем // Инженерно-физический журнал. 2004. Т. 77. № 3. С. 3–8.

[21] Алифанов О.М., Вабищевич П.Н., Михайлов В.В. и др. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем. М.: Логос, 2001. 400 с.

[22] Merzlikin V., Timonin V., Tovstonog V. Multilayered semitransparent and opaque heat-insulating coatings for diesel combustion chamber // SAE Technical Papers. 2009. No. 24. DOI: 10.4271/2009-24-0116 URL: https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2009-24-0116

[23] Alexeev V.A., Shishanov A.V., Chukin V.F., Skobelev S.S., et. al. Heat storages based on shape-stable phase-transitional material // Applied Thermal Engineering. 2008. Vol. 28. No. 4. P. 261–265. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2006.02.024 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431106000664

[24] Prosuntsov P.V. Parametric identification of thermophysical properties of highly porous partially transparent materials based on the solution of a two-dimensional problem of radiative-conductive heat transfer // Heat Transfer Research. 2005. Vol. 36. No. 6. P. 481–500. DOI: 10.1615/HeatTransRes.v36.i6.60

[25] Расчетно-экспериментальное определение теплопроводности углепластика в плоскости армирования на основе бесконтактного измерения температуры / С.В. Резник, П.В. Просунцов, О.В. Денисов, Н.М. Петров, А.В. Шуляковский, Л.В. Денисова // Тепловые процессы в технике. 2016. № 12. С. 557–563.

[26] 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.

[27] Просунцов П.В., Данилова Д.А. Математическое моделирование процессов комбинированного теплообмена и оптимизация параметров теплозащитного покрытия с системой радиационных экранов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. Спец. вып. «Прогрессивные материалы, конструкции и технологии ракетно-космического машиностроения». С. 59–66.

[28] Математическое моделирование тепловых процессов малогабаритной бортовой аппаратуры / В.А. Алексеев, Н.С. Кудрявцева, В.В. Малоземов, В.С. Пичулин, А.С. Титова, И.А. Шангин // Вестник МАИ. 2010. Т. 17. № 1. С. 55–61.

[29] ГОСТ РВ 20.39.304–98. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Требования стойкости к внешним воздействующим факторам. М.: Стандартинформ, 2015. 54 с.

[30] ГОСТ РВ 20.57.306–98. Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Методы испытаний на воздействие климатических факторов. М.: Стандартинформ, 2015. 26 c.

[31] Аксаментов В.А., Беднов С.М., Залетаев С.В. и др. Руководство для конструкторов по обеспечению тепловых режимов. Т. 2. Расчет температурных полей конструкций летательного аппарата и его элементов. Калининград: ГОНТИ, 1989. 184 с.

[32] Алексеев В.А., Дуюнов В.В., Кудрявцева Н.С., Титова А.С. Экспериментальное исследование свободно-конвективного течения и теплопередачи в замкнутых каналах малогабаритной бортовой аппаратуры негерметичных спутников Земли // Тепловые процессы в технике. 2016. Т. 8. № 5. С. 201–206.

[33] Алифанов О.М., Артюхин Е.А., Ненарокомов А.В. Обратные задачи в исследовании сложного теплообмена. М.: Янус-К, 2009. 300 с.