Другие журналы
Сетевое издание Аэрокосмический научный журнал

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

Экранированные радиационные теплообменники космических аппаратов для использования на дневной поверхности Меркурия, Луны и астероидов внутренней части Солнечной системы

Аэрокосмический научный журнал # 06, ноябрь 2016
DOI: 10.7463/aersp.0616.0850177
Файл статьи: Aersp_Nov2016_069to093.pdf (1550.06Кб)
автор: Игрицкий В. А.1,*

УДК 629.787; 523.34; 523.41; 523.44; 66.045.1.

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

В дневное время поверхность Луны, планеты Меркурий и астероидов во внутренней части Солнечной системы значительно нагревается и инфракрасное излучение местного грунта становится существенным. В это же время прямое и отраженное от поверхности солнечное излучение также достигает максимума. Эти радиационные потоки могут существенно снизить эффективность радиационных теплообменников космических аппаратов в дневное время. Особенно сильным этот эффект является на поверхности Меркурия, где прямое солнечное излучение в 10 раз интенсивнее, чем солнечное излучение у Земли. В результате, обычные низкотемпературные радиационные теплообменники на дневной поверхности Меркурия становятся полностью неработоспособными.
Статья посвящена разработке специальных экранированных радиационных теплообменников космических аппаратов, предназначенных для использования в условиях дневного времени на Меркурии и других безатмосферных телах внутренней части Солнечной системы. Для решения этой задачи используются зеркальные экраны (бленды). Форма этих экранов разрабатывается такой, чтобы за счёт рациональной схемы отражения излучения улучшить условия работы радиационного теплообменника космического аппарата. Задача рассмотрена в двумерном и пространственном случаях. Предложена новая конструкция экранированных радиационных теплообменников космических аппаратов и определены рациональные соотношения размеров таких радиационных теплообменников. С помощью зонального метода при учете частичного зеркального отражения получена оценка работоспособности предложенных радиационных теплообменников в условиях Меркурия и Луны. Вычисления показали, что разработанные экранированные радиационные теплообменники космических аппаратов способны работать на поверхности Меркурия в качестве низкотемпературных радиаторов даже в дневное время. Новые радиационные теплообменники обеспечивают минимальную допустимую рабочую температуру 241К (-32°С), в то время как минимальная рабочая температура радиаторов традиционной конструкции составляет 479К (206°С). Использование таких радиаторов на Луне даст возможность увеличить эффективность радиационных теплообменников и уменьшить их минимальную рабочую температуру с 270К (-3°С) до 137К (-136°С).

Список литературы
1. Основные положения ОСНОВ государственной политики Российской Федерации в области космической деятельности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, утвержденные Президентом Российской Федерации от 19 апреля 2013 г. № Пр-906 // Режим доступа: http://www.roscosmos.ru/media/files/docs/3/osnovi_do_2030.doc (дата обращения 26.09.2016).
2. Смородин А.И., Меньщиков И.Е., Гаранов С.А. Система терморегулирования пилотируемого орбитального космического аппарата с парокомпрессионной холодильной машиной // Изв. высших учебных заведений. Машиностроение. 2014. №11(656). С. 25–31. DOI: 10.18698/0536-1044-2014-11-25-31
3. Касилов П.В. 77-30569/253502 Теплообменник радиационного типа энергоустановки космического базирования // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2011. № 10. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/253502.html (дата обращения 26.09.2016).
4. Абросимов А.И., Верлан А.А., Сысоев В.К. Козырек-бленда пассивной криогенной системы охлаждения детектора для геостационарного спутника // XXXIV академические чтения по космонавтике «Актуальные проблемы российской космонавтики» (Москва, январь 2010 г.): труды. М., 2010. С. 500.
5. Абросимов А.И., Верлан А.А., Пичхадзе К.М., Сысоев В.К. Пассивная криогенная система охлаждения детектора для геостационарного спутника с поворотной блендой-козырьком // XXXV академические чтения по космонавтике «Актуальные проблемы российской космонавтики» (Москва, январь 2011 г.): труды. М., 2011. С. 524-525.
6. Kaskiewicz P., Liu L.O., Wu A.T. Spacecraft shading device: US Patent WO2000005134 A2. 2002.
7. Ewing A.P., Back J.M., Schuettpelz B.M., Laue G.P. James Webb Space Telescope Sunshield Membrane Assembly // 50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (Palm Springs, CA, USA, May 4-7, 2009): AIAA 2009-2156. Режим доступа:http://www.enu.kz/repository/2009/AIAA-2009-2156.pdf (дата обращения 26.09.2016).
8.Ercol C.J., Begley S.M., Holtzmann G.A. Return to Mercury: an overview of the Messenger spacecraft thermal control system design and update on orbital flight performance // 23rd Thermal and Fluids Analysis Workshop. TFAWS-2012 (Pasadena, CA, USA, August 13-17, 2012): proceedings. TFAWS2012-PT-03. Режим доступа:https://tfaws.nasa.gov/TFAWS12/Proceedings/TFAWS2012-PT-003.pdf (дата обращения 26.09.2016).
9. Физика космоса: Маленькая энциклопедия / Гл. ред. Р.А. Сюняев. 2-е изд. М.: Советская Энциклопедия, 1986. 783 с.
10. Физические величины: Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.
11. JPL Small-Body Database Browser / Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology. Режим доступа:http://ssd.jpl.nasa.gov/sbdb.cgi?sstr=163693 (дата обращения 09.10.2016).
12. Игрицкий В.А. Вопросы проектирования радиаторов с зеркальными экранами для использования в составе перспективных лунных баз в приэкваториальных районах Луны // XXXIV академические чтения по космонавтике «Актуальные проблемы российской космонавтики» (Москва, январь 2010 г.): труды. М., 2010. М., 2010. C. 340-341.
13. Жаренов И.С., Игрицкий В.А., Ханеня Н.Н. Разработка системы обеспечения теплового режима планетохода для исследования Меркурия // XXXVI академические чтения по космонавтике «Актуальные проблемы российской космонавтики» (Москва, январь 2012 г.): труды. М., 2012. С. 412-413.
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)