Расчет тепловой защиты привода грунтозаборного устройства автоматической межпланетной станции "Венера-Д" в экстремальных условиях эксплуатации

Аннотация

Предложен способ обеспечения тепловой защиты привода грунтозаборного устройства на спускаемом аппарате автоматической межпланетной станции "Венера-Д". При разработке тепловой защиты привода необходимо учитывать суровые условия эксплуатации аппаратов на поверхности Венеры, температура атмосферы которой составляет ~ 500 °C, а давление ~ 100 атм. В силу возможной нехватки места в герметичном отсеке спускаемого аппарата, привод грунтозаборного устройства размещается за пределами герметичного отсека. Способ обеспечения тепловой защиты заключается в применении в конструкции устройства теплового аккумулятора с фазовым переходом как ключевого элемента, парирующего внешние тепловые потоки. С помощью математической модели проведен вычислительный эксперимент, по результатам которого из двух материалов для теплового аккумулятора выбран наиболее подходящий и найдены оптимальные параметры геометрии тепловой защиты, обеспечивающие наименьшую массу устройства. Разработано конструктивное решение тепловой защиты, представляющее собой электромотор с редуктором, окруженный внутренним слоем теплового аккумулятора и внешним слоем из теплозащитного вещества, с выходным валом, зафиксированным радиально-упорными подшипниками, находящимися в стакане. Проведено сравнение двух технических решений, полученных в результате вычислительного эксперимента по выбору материала для теплового аккумулятора

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Ковешников А.А., Палешкин А.В. Расчет тепловой защиты привода грунтозаборного устройства автоматической межпланетной станции "Венера-Д" в экстремальных условиях эксплуатации. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2024, № 3 (150), c. 4--18. EDN: WGLVOV

Литература

[1] Воронцов В.А., Карчаев Х.Ж., Мартынов М.Б. и др. Программа исследования Венеры и международное сотрудничество. Труды МАИ, 2016, № 86. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=65702

[2] Маров М.Я., Хантресс У.Т. Советские роботы в Солнечной системе. М., ФИЗМАТЛИТ, 2018.

[3] Ксанфомалити Л.В. Планета Венера. М., Наука, 1985.

[4] Кузьмин А.Д. Планета Венера. М., Наука, 1981.

[5] Phase I. Venera-D: expanding our horizon of terrestrial planet climate and geology through the comprehensive exploration of Venus. Отчет объединенной научной рабочей группы "Venera-D". М., ИКИ РАН, 2017.

[6] Засова Л.В., Горинов Д.А., Эйсмонт Н.А. и др. "Венера-Д" --- проект автоматической станции для исследования Венеры. Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2018, № 3, с. 13--17. EDN: VKMNPS

[7] Борисенко А.В. Выбор хладагента и оптимизация параметров цикла системы термостатирования посадочного аппарата "Венера-Д". Молодежный научно-технический вестник, 2015, № 2, с. 10. EDN: TMNEFB

[8] Reid E. Long-term researcher of Venus. Kalamazoo, Western Michigan University, 2021. URL: https://scholarworks.wmich.edu/honors_theses/3384

[9] 17th meeting of the Venus research group. Lunar and Planetary Institute, 2019. lpi.usra.edu: веб-сайт. URL: https://www.lpi.usra.edu/vexag/meetings/vexag-17 (дата обращения: 24.06.2024).

[10] Venera-D: expanding our horizon of terrestrial planet climate and geology through the comprehensive exploration of Venus. Отчет объединенной научной рабочей группы "Venera-D" по второму этапу работы. М., ИКИ РАН, 2017, с. 1--93.

[11] Venera-D: expanding our horizon of terrestrial planet climate and geology through the comprehensive exploration of Venus. Заключительный отчет объединенной научной рабочей группы "Venera-D". М., ИКИ, 2019, с. 1--174.

[12] Zasova L., Gregg T., Burdanov A., et al. Venera-D: expanding our horizon of terrestrial planet climate and geology through the comprehensive exploration of Venus. EPSC-DPS Joint Meeting, 2019, vol. 13, art. EPSC-DPS2019-1938-1.

[13] Долгополов В.П., Пичхадзе К.М., Суханов К.Г. Проект "Вега" --- космическая экспедиция к Венере и комете Галлея. Вестник НПО им. С.А. Лавочкина, 2011, № 5, с. 41--50. EDN: OJNPLR

[14] Зеленый Л.М., ред. Венера-Д. Совещание по моделированию Венеры. М., ИКИ РАН, 2018.

[15] Бронштэн В.А. Планета Венера. М., Знание, 1971.

[16] Кондратьев К.Я., Крупенио Н.Н., Селиванов А.С. Планета Венера. Л., Гидрометеоиздат, 1987.

[17] Келлог У., Саган К. Атмосфера Марса и Венеры. М., ИИЛ, 1962.

[18] Изаков М.Н. О глобальной циркуляции атмосферы Венеры. М., ИКИ РАН, 1989

[19] Поршнев Г.П. Проектирование систем обеспечения теплового режима роботов-планетоходов. Дис. ... д-ра техн. наук. СПб., СПбПУ, 1998.

[20] Финченко В.С., Котляров Е.Ю., Иванков А.А. Системы обеспечения тепловых режимов автоматических межпланетных станций. Химки, НПО им. С.А. Лавочкина, 2018.