Другие журналы
Сетевое издание Аэрокосмический научный журнал

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61858. ISSN 2413-0982

Локальное распределение температуры на поверхности космического аппарата при неравномерном солнечном облучении

Аэрокосмический научный журнал # 05, сентябрь 2015
DOI: 10.7463/aersp.0515.0820883
Файл статьи: Aerosp_S...o063.pdf (440.25Кб)
авторы: профессор Зарубин В. С.1,*, профессор Кувыркин Г. Н.1, Савельева И. Ю.1

УДК 536.2

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Солнечное излучение является основным фактором, определяющим температурное состояние космического аппарата (КА) при его движении на освещенном Солнцем участке околоземной орбиты и при удалении КА от Земли. Степень влияния излучения Солнца на температурное состояние КА зависит, главным образом, от взаимодействия этого излучения с участками поверхности корпуса аппарата и элементов конструкции, которые вынесены за пределы основного корпуса. Для обеспечения требуемого температурного режима поверхности КА используют различные покрытия и экранно-вакуумную теплоизоляцию, а также многослойные оптические солнечные рефлекторы, толщина которых лежит в интервале от десятых долей миллиметра до 15-20~мм.
При проектировании КА для прогноза их температурного состояния на различных этапах функционирования используют математические модели различного уровня сложности, в том числе модели, связанные с решением обратных задач для определения условий теплового воздействия на КА и теплофизических свойств их конструкционных теплозащитных материалов. В большинстве известных работ,посвященных анализу и температурного состояния КА, основой математической модели является уравнение теплового баланса, составленное для дискретной схемы аппарата и содержащее искомые дискретные величины температур отдельных функциональных блоков, элементов конструкции и участков поверхности.
Данная работа посвящена определению непрерывного локального распределения температуры по поверхности тонкостенной оболочки КА при неравномерном солнечном облучении, включая случаи перемещения границы между участками с различной интенсивностью облучения. С применением понятия равновесной температуры облучаемого Солнцем участка поверхности КА сформулированы и решены нелинейные задачи по расчету температурного состояния оболочки, идеально теплоизолированной с внутренней поверхности и неравномерно облучаемой с наружной поверхности. Представлены расчетные зависимости для нахождения распределения температуры оболочки в окрестности скачка значений равновесной температуры поверхности и в зоне затененной полосы. Рассмотрены задачи по определению температурного состояния оболочки при поступательном и колебательном перемещении границы между затененным и облучаемым участками.

Список литературы
  1. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / Под ред. В.К. Кошкина. М.: Машиностроение, 1975. 624 с.
  2. Комарова М.А. Температурные условия на корпусе узлового модуля на этапе автономного полета к международной космической станции // Известия РАН. Энергетика. 2012. № 2. С. 23-30.
  3. Spacecraft thermal control handbook. Ed. D.G. Gilmor. Vol.1. Fundamental Technologies. El Segundo, California: Aerospace Press, 2002. 836 p.
  4. Martinez I. Spacecraft thermal control. Set of lectures on the fundamentals of Spacecraft Thermal Control (STC). 2013. 34 p. // Departamento de Motopropulsion y Termofluidodinamica: website. Режим доступа: http :// webserver . dmt . upm . es /~ isidoro / (Дата обращения 19.10.2015).
  5. Tsai J.-R. Thertmal analytical formulations in various satellite development stages // 8th AIAA/ASME Joint Thermophysics and Heat Transfer Conference 24-26 June 2002, St. Louis, Missouri. American Institute of Aeronautics and Astronautics (Paper No. AIAA 2002-3018, 10 p.).
  6. Williams A.D., Palo S.E. Issues and implications of the thermal control system on the “Six day spacecraft” // 4th Responsive Space Conference. April 24–27, 2006, Los Angeles, California (Paper No. AIAA-RS4-2006-6001, 14 p.).
  7. Narayana K.B., Reddy V.V. Thermal design and performance of HAMSAT // Acta Astronautica. 2007. Vol. 60, pp. 7-16.
  8. Гукало А . А ., Грибков А.С. Оптимизация температуры плоского и крестообразного холодильника--излучателя космической ядерной энергетической установки с учетом внешнего теплового излучения // Известия РАН. Энергетика . 2012. № 2. С. 103-110.
  9. Arduini C., Laneve G., Folco S. Linearized techniques for solving the inverse problem in the satellite thermal control // Acta Astronautica. 1998. Vol . 43. № 9-10. P . 473-479.
  10. Зарубин В.С. Температурные поля в конструкции летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1966. 216 с.
  11. Исаев С. И., Кожинов И. А., Кофанов В. И. и др. Теория тепломассообмена / Ред. А.И. Леонтьев. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 684 с.
  12. Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением: пер. с англ. М.: Мир, 1975. 934 с.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Аэрокосмический научный журнал» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)