RU199964U1

RU199964U1 - HEAT FLOW SIMULATION DEVICE

Info

Publication number: RU199964U1
Application number: RU2019128362U
Authority: RU
Inventors: Евгений Геннадьевич Серенков; Анатолий Алексеевич Самсонов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Группа компаний машиностроения и приборостроения"
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-09-29

Abstract

Полезная модель относится к средствам испытательной техники и является частью стенда термовакуумных испытаний и комплексной настройки аппаратуры космических аппаратов в условиях наземной имитации космического пространства. Заявленное устройство имитации тепловых потоков (рис. 1) содержит множество одинаковых индивидуальных источников тепла в виде излучателей тепла 1 с отражателями, расположенными в рабочем пространстве вакуумной камеры ярусно и радиально в каждом ярусе. Излучатели 1 с отражателями равномерно размещены на двух зеркально расположенных подвижных панелях 2 радиальной конфигурации с идентичной геометрией обеих, установленных вертикально внутри вакуумной камеры по радиусу постоянной величины и образующих совместно сомкнутыми в рабочем положении полусферический суммарный источник внешнего теплового потока. Подвижные панели 2 смонтированы с возможностью радиального перемещения в пространстве вакуумной камеры посредством опор качения по верхней 3 и нижней 5 радиальным направляющим, жестко прикрепленным к корпусу вакуумной камеры при помощи кронштейнов 4 и 6. Каждый излучатель 1 теплового потока выполнен в виде кварцевой трубки с размещенным внутри нагревателем из проволочной спирали, концы которой сочленены с электродами подачи напряжения, вмонтированными в кварцевую трубку с обеих сторон и прикрепленными с помощью кронштейнов к отражателю теплового потока коробчатой формы. Технический результат заключается в снижении веса конструкции, а также обеспечении заданных параметров теплового потока при снижении общей энергоемкости. 1 н. и 1 з. п. ф-лы, 5 ил.The utility model refers to testing equipment and is part of a thermal vacuum test bench and complex adjustment of spacecraft equipment under conditions of ground-based space simulation. The claimed device for simulating heat flows (Fig. 1) contains many identical individual heat sources in the form of heat emitters 1 with reflectors located in the working space of the vacuum chamber in tiers and radially in each tier. Emitters 1 with reflectors are evenly placed on two mirrored movable panels 2 of a radial configuration with identical geometry of both, installed vertically inside the vacuum chamber along a radius of constant value and forming a hemispherical total source of external heat flow together closed in the working position. Movable panels 2 are mounted with the possibility of radial movement in the space of the vacuum chamber by means of rolling supports along the upper 3 and lower 5 radial guides rigidly attached to the body of the vacuum chamber using brackets 4 and 6. Each radiator 1 of the heat flux is made in the form of a quartz tube with a spiral wire heater, the ends of which are articulated with voltage supply electrodes mounted in a quartz tube on both sides and attached with brackets to a box-shaped heat flux reflector. The technical result consists in reducing the weight of the structure, as well as ensuring the specified parameters of the heat flow while reducing the total energy intensity. 1 n. and 1 h. p. f-ly, 5 ill.

Description

Полезная модель относится к средствам испытательной техники и является частью стенда термовакуумных испытаний (далее СТВИ) и комплексной настройки аппаратуры космических аппаратов (далее КА) в наземных условиях имитации космического пространства, а также может найти применение в других областях техники, с повышенными требованиями к изделиям, изготовленным из различных материалов или имеющих различные покрытия, свойства которых зависят от значений характеристик теплового излучения и отражения.The utility model refers to testing equipment and is a part of the thermal vacuum test bench (hereinafter STVI) and complex adjustment of spacecraft equipment (hereinafter SC) in ground conditions for simulating outer space, and can also be used in other areas of technology with increased requirements for products. made of different materials or with different coatings, the properties of which depend on the values of the characteristics of thermal radiation and reflection.

При проведении электрических и тепловых испытаний создаваемых крупногабаритных космических аппаратов и их модулей возникает необходимость моделирования имитации тепловых потоков (далее ИТП) на наружные поверхности КА: прямые и отраженные солнечные тепловые потоки от планеты; собственное излучение планеты; излучение и переотражение от крупногабаритных элементов КА, отсутствующих в составе экспериментальной сборки (Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2017, т. 16, №3, с. 28).When conducting electrical and thermal tests of large-sized spacecraft and their modules being created, it becomes necessary to simulate heat fluxes (hereinafter ITP) on the outer surfaces of the spacecraft: direct and reflected solar heat fluxes from the planet; the planet's own radiation; radiation and re-reflection from large-sized spacecraft elements that are absent in the experimental assembly (Bulletin of the Samara University. Aerospace engineering, technology and mechanical engineering, 2017, vol. 16, No. 3, p. 28).

Из уровня техники известны устройства ИТП, представляющие собой определенное количественное множество одинаковых индивидуальных источников падающих тепловых потоков, суммарно воздействующих на внешнюю поверхность КА с заданной плотностью. Известна конструкция устройства, имитирующего воздействие внешних тепловых потоков на КА для наземной отработки его теплового режима, используемая в вакуумной камере ВК 600/300 (Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2017, т.16, №3, с. 28-32, рис. 1, 2, 3). Устройство ИТП ВК 600/300 состоит из модулей, размещенных на цилиндрическом стальном каркасе. Каркас имеет кронштейны и платы для прокладки, фиксации и присоединения модулей, а также держатели модулей с механизмами юстировки. Модули по высоте размещаются в 8 ярусах. В каждом ярусе находится по 24 равномерно расположенных по окружности модуля. Модули содержат излучатели в виде токопроводящих стеклографитовых лент шириной 20 мм. Излучатели размещаются в отражателях, изготовленных из алюминиевого сплава АМЦ в виде профиля ПС 835-928.From the prior art, ITP devices are known, which are a certain quantitative set of identical individual sources of incident heat fluxes that collectively affect the outer surface of the spacecraft with a given density. The known design of a device that simulates the effect of external heat flows on a spacecraft for ground testing of its thermal regime, used in the vacuum chamber VK 600/300 (Bulletin of the Samara University. Aerospace engineering, technology and mechanical engineering, 2017, vol. 16, No. 3, p. 28 -32, fig. 1, 2, 3). The ITP VK 600/300 device consists of modules placed on a cylindrical steel frame. The frame has brackets and boards for routing, fixing and attaching modules, as well as module holders with adjustment mechanisms. The modules are placed in 8 tiers in height. Each tier contains 24 modules evenly spaced around the circumference. The modules contain emitters in the form of conductive glass-graphite tapes 20 mm wide. The emitters are placed in reflectors made of AMTs aluminum alloy in the form of a PS 835-928 profile.

Недостатком данного технического решения известного устройства является излишняя сложность конструкции, обусловленная необходимостью поддержания при помощи специального пружинного механизма натяжки ленты излучателя, которая постоянно удлиняется в процессе нагрева, а также использование массивного профиля в качестве отражателя, что в совокупности приводит к существенному увеличению веса известного устройства в целом. Сложность конструкции также увеличивает риск поломок и, как следствие, возникновение затрат на возможный ремонт.The disadvantage of this technical solution to the known device is the excessive complexity of the design, due to the need to maintain, using a special spring mechanism, the tension of the emitter tape, which is constantly lengthened during heating, as well as the use of a massive profile as a reflector, which together leads to a significant increase in the weight of the known device in the whole. The complexity of the design also increases the risk of breakdowns and, as a result, the cost of possible repairs.

Известно также устройство ИТП, используемое в термобарокамере ТБК-110, предназначенной для проведения термовакуумных испытаний элементов КА системы «ГЛОНАСС» (электронный ресурс http://npopm-mkb.ru/files/МБК Буклет-презентация 2013, с. 11.pdf).It is also known the ITP device used in the TBK-110 thermal vacuum chamber, designed for thermal vacuum testing of the SC elements of the GLONASS system (electronic resource http://npopm-mkb.ru/files/MBK Presentation Booklet 2013, p. 11.pdf) ...

ИТП ТБК-110 состоит из сварного каркаса, изготовленного из профильной прямоугольной стальной трубы, на котором размещены 20 излучателей. Излучатели выполнены в виде цилиндрического плафона с опорами крепления к каркасу. Каждый излучатель состоит из двух полуцилиндров, один из которых является отражателем, а второй выступает в роли излучателя. Материал отражателя - листовой алюминий марки АМг6.БМ1 ГОСТ 21631-76, поверхности которого обработаны со всех сторон способом электрохимического полирования по ОСТ 92-1176-77. Материал излучателя листовой алюминий марки АМг6.БМ1 ГОСТ 21631-76, поверхности которого анодированы со всех сторон. Внутри цилиндрического плафона размещается кварцевая лампа КГТ220-1000-1 ОСТ 16 0.535.024, которая разогреваясь, преобразует электрическую энергию в тепловую, которая передается на излучатель. Подключение лампы к питающему напряжению выполняется при помощи вилки 2РМД42БПН45Ш5В1 ГЕО.364.126 ТУ.ITP TBK-110 consists of a welded frame made of a shaped rectangular steel pipe, on which 20 emitters are placed. The emitters are made in the form of a cylindrical shade with supports for fastening to the frame. Each emitter consists of two half-cylinders, one of which is a reflector, and the other acts as a radiator. Reflector material - sheet aluminum grade AMg6.BM1 GOST 21631-76, the surfaces of which are treated from all sides by electrochemical polishing according to OST 92-1176-77. The material of the emitter is sheet aluminum of the AMg6.BM1 brand GOST 21631-76, the surfaces of which are anodized on all sides Inside the cylindrical shade there is a KGT220-1000-1 OST 16 0.535.024 quartz lamp, which, warming up, converts electrical energy into heat, which is transmitted to the emitter. The lamp is connected to the supply voltage using a plug 2RMD42BPN45SH5V1 GEO.364.126 TU.

Недостатками известного решения является излишняя сложность конструкции, что приводит к увеличению ее веса. Подключение кварцевой лампы осуществляется при помощи специального разъема,- вилки 2РМД42БПН45Ш5В1 ГЕО.364.126 ТУ, тогда как в предложенной полезной модели питание подается при помощи обычного кольцевого наконечника (клеммы типа "О"). Преобразование энергии электрической в энергию инфракрасного излучения идет в два этапа: сначала нагревается лампа КГТ220-1000-1, потом она, за счет излучения собственного и излучения, переотраженного от отражателя, нагревает излучатель, и только потом, уже «вторичным» тепловым потоком излучатель обогревает испытываемый объект, что ведет к увеличению потери энергии и усложняет конструкцию, тогда как в предлагаемой полезной модели нагретая спираль напрямую отдает тепло КА в виде инфракрасного излучения. Кроме того кварцевые лампы работают в спектре 2500К и, как следствие, нерационально расходуют часть подаваемой энергии на видимый свет, увеличивая таким образом общую потребляемую мощность ИТП. Также, кварцевые лампы не ремонтопригодны, что удорожает обслуживание эксплуатации известного устройства.The disadvantages of the known solution is the excessive complexity of the structure, which leads to an increase in its weight. The connection of the quartz lamp is carried out using a special connector - plug 2RMD42BPN45SH5V1 GEO.364.126 TU, while in the proposed utility model the power is supplied using a conventional ring lug (terminals of the "O" type). Conversion of electrical energy into infrared energy is carried out in two stages: first, the KGT220-1000-1 lamp is heated, then it, due to its own radiation and radiation reflected from the reflector, heats the emitter, and only then, with the "secondary" heat flow, the emitter heats the object under test, which leads to an increase in energy loss and complicates the design, whereas in the proposed utility model, the heated spiral directly gives off the spacecraft heat in the form of infrared radiation. In addition, quartz lamps operate in the 2500K spectrum and, as a result, waste part of the supplied energy for visible light, thus increasing the total power consumption of the ITP. Also, quartz lamps are not repairable, which increases the cost of maintenance for the operation of the known device.

Устройство ИТП термобарокамеры ТБК-110 принято за прототип заявленной полезной модели, так как является наиболее близким по технической сущности и содержит наибольшее количество одинаковых с ним существенных признаков.The device of the ITP thermal vacuum chamber TBK-110 is taken as a prototype of the declared utility model, since it is the closest in technical essence and contains the largest number of essential features identical with it.

В основу заявленной полезной модели положена задача создания конструкции ИТП, с осуществлением возможности перемещения источников тепловых потоков, открывая тем самым доступ в рабочее пространство камеры СТВИ. Причем успешная реализация поставленной задачи возможна только при максимальном снижении веса всей конструкции в целом. Так же необходимо обеспечить наличие теплового потока плотностью 500 Вт/м кв. в условиях вакуума (инфракрасный диапазон с длиной волны 5…50 мкм), обеспечивая неравномерность теплового потока по площади облучаемой поверхности, равной 10 м кв. не более 15%. При этом необходимо обеспечить еще и низкую энергоемкость заявленного устройства за счет минимума общей потребляемой мощности, не более 10 кВт.The declared utility model is based on the task of creating an ITP design, with the possibility of moving heat flow sources, thereby opening access to the working space of the STVI chamber. Moreover, the successful implementation of the task is possible only with the maximum reduction in the weight of the entire structure as a whole. It is also necessary to ensure the presence of a heat flux with a density of 500 W / m2. in vacuum conditions (infrared range with a wavelength of 5 ... 50 microns), providing non-uniformity of the heat flux over the area of the irradiated surface, equal to 10 square meters. no more than 15%. At the same time, it is necessary to ensure also low energy consumption of the declared device due to the minimum total power consumption, not more than 10 kW.

Технический результат от использования заявленной полезной модели заключается в снижении веса конструкции, а также обеспечении заданных параметров теплового потока при снижении общей энергоемкости.The technical result from the use of the claimed utility model is to reduce the weight of the structure, as well as to ensure the specified heat flow parameters while reducing the total energy consumption.

Поставленная задача может быть реализована, а ее технический результат может быть достигнут посредством конкретного технического решения полезной модели, характеризующегося тем, что заявленное устройство:The set task can be realized, and its technical result can be achieved by means of a specific technical solution to the utility model, characterized by the fact that the claimed device:

- содержит множество одинаковых индивидуальных источников тепла в виде излучателей тепла с отражателями, расположенными в рабочем пространстве вакуумной камеры ярусно и радиально в каждом ярусе (что традиционно используется в конструкциях подобного типа и надежно зарекомендовано на практике);- contains many identical individual heat sources in the form of heat radiators with reflectors located in the working space of the vacuum chamber in tiers and radially in each tier (which is traditionally used in structures of this type and is reliably recommended in practice);

- излучатели с отражателями равномерно размещены на двух зеркально расположенных подвижных панелях радиальной конфигурации с идентичной геометрией обеих, установленных вертикально внутри вакуумной камеры по радиусу постоянной величины и образующих совместно сомкнутыми в рабочем положении полусферический суммарный источник внешнего теплового потока (что обеспечит заданные технические параметры теплового потока);- emitters with reflectors are evenly placed on two mirrored movable panels of radial configuration with identical geometry of both, installed vertically inside the vacuum chamber along a constant radius and forming a hemispherical total source of external heat flux, jointly closed in the working position (which will provide the specified technical parameters of the heat flux) ;

для доступа к рабочей области стенда термовакуумных испытаний и комплексной настройки аппаратуры космических аппаратов подвижные панели смонтированы с возможностью радиального перемещения в пространстве вакуумной камеры посредством опор качения по верхней и нижней радиальным направляющим, жестко прикрепленным к корпусу вакуумной камеры при помощи кронштейнов (что обеспечит требуемый режим доступа к рабочей области СТВИ посредством перемещения панелей на заданный угол);for access to the working area of the thermal vacuum test bench and complex adjustment of the spacecraft equipment, the movable panels are mounted with the possibility of radial movement in the space of the vacuum chamber by means of rolling bearings along the upper and lower radial guides rigidly attached to the body of the vacuum chamber using brackets (which will provide the required access mode to the STVI working area by moving the panels to a given angle);

- для равномерного распределения теплового потока по наружной поверхности космического аппарата, каждый излучатель теплового потока выполнен в виде кварцевой трубки с размещенным внутри нагревателем из проволочной спирали, концы которой сочленены с электродами подачи напряжения на излучатель, вмонтированными в кварцевую трубку с обеих сторон и прикрепленными с помощью кронштейнов к отражателю коробчатой формы, перекрывающим кварцевый излучатель на всю его длину и представляющим собой равнобедренную трапецию в поперечном сечении (что упрощает и облегчает заявленную конструкцию в сравнении с прототипом);- for uniform distribution of the heat flux over the outer surface of the spacecraft, each heat flux emitter is made in the form of a quartz tube with a wire spiral heater placed inside, the ends of which are articulated with the electrodes for supplying voltage to the emitter, mounted in a quartz tube on both sides and attached with brackets to a box-shaped reflector that overlaps the quartz emitter for its entire length and is an isosceles trapezoid in cross section (which simplifies and lightens the claimed structure in comparison with the prototype);

- проволочная спираль излучателя теплового потока выполнена из хромоникелевого сплава марки 0,80-Х20Н80Н ГОСТ 12766.1-90, заменяемой при ее перегорании (которая при общей мощности ИТП равной 9,4 кВт обеспечивает температуру нагрева до 350 град. С и не создает видимого свечения, (что свидетельствует о том, что максимальное количество тепловой энергии трансформируется в энергию инфракрасного потока);- the wire spiral of the heat flux emitter is made of a chromium-nickel alloy of grade 0.80-Х20Н80Н GOST 12766.1-90, which is replaceable when it burns out (which, with a total power of the ITP equal to 9.4 kW, provides a heating temperature of up to 350 degrees C and does not create a visible glow, (which indicates that the maximum amount of thermal energy is transformed into infrared energy);

- отражатель излучателя теплового потока выполнен из листового алюминия марки АМг6.Б.М1 ГОСТ 21631-76, поверхности которого обработаны способом электрохимического полирования по ОСТ 92-1176-77 (что обеспечит равномерность излучения и распределения теплового потока);- the reflector of the heat flux emitter is made of sheet aluminum grade AMg6.B.M1 GOST 21631-76, the surfaces of which are treated by electrochemical polishing according to OST 92-1176-77 (which will ensure the uniformity of radiation and distribution of the heat flux);

- кронштейны крепления отражателя выполнены из теплостойкого и диэлектрического материала, преимущественно микалекса (что обеспечит требуемые параметры теплового потока в условиях работы отражателя в режиме высоких температур);- the reflector mounting brackets are made of heat-resistant and dielectric material, mainly micalex (which will provide the required heat flow parameters under the conditions of the reflector operation at high temperatures);

Заявленное техническое решение имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом: более простую конструкцию (минимум необходимых конструктивных решений, обеспечивающих требуемую работоспособность); обеспечение ремонтопригодности (кварцевая лампа КГТ220-1000-1 не ремонтопригодна); меньшую потребляющую мощность и больший рабочий ресурс за счет отсутствия переотраженного теплового потока и меньшей, но достаточной, рабочей температуры излучателя;The claimed technical solution has the following advantages over the prototype: simpler design (minimum of necessary design solutions to ensure the required performance); maintainability (the KGT220-1000-1 quartz lamp is not repairable); lower power consumption and a longer service life due to the absence of a re-reflected heat flow and a lower, but sufficient, operating temperature of the radiator;

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленной полезной модели в сравнении с ее аналогами свидетельствует, что из известного уровня техники на дату подачи заявки не известно и не следует явным образом устройство того же назначения, что и заявленная полезная модель, в котором бы применялась вся совокупность приведенных в независимом пункте формулы и раскрытых в описании существенных признаков.A comparative analysis of the essential features of the claimed utility model in comparison with its analogs indicates that the prior art as of the date of filing the application does not know and does not explicitly follow a device of the same purpose as the declared utility model, in which the entire set of items given in the independent the claim and the essential features disclosed in the description.

При этом предложенная совокупность существенных признаков обеспечивает возникновение у заявленной полезной модели новых свойств, позволяющих реализовать поставленную задачу, что означает ее соответствие критерию «новизна».At the same time, the proposed set of essential features ensures the emergence of new properties in the claimed utility model, which make it possible to implement the set task, which means its compliance with the "novelty" criterion.

В целом конструкция заявленной полезной модели технологична в изготовлении, поэтому ее производство не представляет технических трудностей, что свидетельствует о соответствии полезной модели также и критерию «промышленная применимость».In general, the design of the claimed utility model is easy to manufacture, therefore its production does not present any technical difficulties, which indicates that the utility model also complies with the criterion "industrial applicability".

Заявленная полезная модель проиллюстрирована рисунками, где изображено:The claimed utility model is illustrated with drawings, which show:

- на рис. 1 - схематичное изображение общего вида заявленного устройства;- in fig. 1 is a schematic general view of the claimed device;

- на рис. 2 - схематичное изображение вида сверху заявленного устройства;- in fig. 2 is a schematic top view of the claimed device;

- на рис. 3 - вид на излучатель теплового потока в сборе с отражателем;- in fig. 3 is a view of a heat flux emitter assembled with a reflector;

- на рис. 4 - поперечное сечение излучателя в сборе с отражателем;- in fig. 4 - cross-section of the emitter complete with reflector;

- на рис. 5 - вид на конструкцию излучателя и его крепление к кронштейну отражателя;- in fig. 5 is a view of the emitter structure and its attachment to the reflector arm;

Заявленное устройство имитации тепловых потоков (рис. 1) содержит множество одинаковых индивидуальных источников тепла в виде излучателей тепла 1 с отражателями 8 (рис. 4), расположенными в рабочем пространстве вакуумной камеры ярусно и радиально в каждом ярусе.The claimed device for simulating heat fluxes (Fig. 1) contains many identical individual heat sources in the form of heat emitters 1 with reflectors 8 (Fig. 4) located in the working space of the vacuum chamber tier and radially in each tier.

Излучатели 1 с отражателями 8 при помощи резьбового соединения равномерно размещены на двух зеркально расположенных подвижных панелях 2 (рис. 1, 2) радиальной конфигурации с идентичной геометрией обеих. Панели 2 установлены вертикально внутри вакуумной камеры по радиусу постоянной величины, и будучи совместно сомкнутыми в рабочем положении образуют полусферический суммарный источник внешнего теплового потока, который облучает поверхность, равную 10 м кв.Emitters 1 with reflectors 8 by means of a threaded connection are evenly placed on two mirrored movable panels 2 (Fig. 1, 2) of radial configuration with identical geometry of both. Panels 2 are installed vertically inside the vacuum chamber along a constant radius, and being jointly closed in the working position form a hemispherical total source of external heat flux, which irradiates a surface equal to 10 square meters.

Для доступа к рабочей области стенда термоваккумных испытаний и комплексной настройки аппаратуры космических аппаратов подвижные панели смонтированы с возможностью радиального перемещения в пространстве вакуумной камеры посредством опор качения (на рисунках условно не показано) по верхней 3 и нижней 5 радиальным направляющим, жестко прикрепленным к корпусу вакуумной камеры при помощи кронштейнов 4 и 6. Верхняя радиальная направляющая 3 выполнена в виде рельса из профильной прямоугольной трубы. В качестве нижней направляющей 5 также применена профильная прямоугольная труба.For access to the working area of the thermo-vacuum test bench and complex adjustment of the spacecraft equipment, the movable panels are mounted with the possibility of radial movement in the space of the vacuum chamber by means of rolling supports (not conventionally shown in the figures) along the upper 3 and lower 5 radial guides rigidly attached to the body of the vacuum chamber by means of brackets 4 and 6. The upper radial guide 3 is made in the form of a rail from a shaped rectangular pipe. A rectangular shaped tube is also used as the lower guide 5.

Для равномерного распределения теплового потока по наружной поверхности космического аппарата, каждый излучатель 1 теплового потока выполнен в виде кварцевой трубки 11 диаметром 14 мм, толщиной стенки 1 мм ТУ 21-54598235-560-2001 (рис. 3, 4, 5) с размещенным внутри нагревателем из проволочной спирали 7, концы которой сочленены, например, запрессованы, с электродами стержневого типа 10 подачи напряжения на излучатель 1, вмонтированными в кварцевую трубку 11 с обеих сторон и прикрепленными с помощью кронштейнов 9 к отражателю 8 коробчатой формы, перекрывающим кварцевый излучатель 1 на всю его длину и представляющим собой равнобедренную трапецию в поперечном сечении.For uniform distribution of the heat flux over the outer surface of the spacecraft, each radiator 1 of the heat flux is made in the form of a quartz tube 11 with a diameter of 14 mm, a wall thickness of 1 mm TU 21-54598235-560-2001 (Fig. 3, 4, 5) with a a heater made of a wire spiral 7, the ends of which are articulated, for example, pressed in, with rod-type electrodes 10 for supplying voltage to the emitter 1, mounted in a quartz tube 11 on both sides and attached by means of brackets 9 to a box-shaped reflector 8 overlapping the quartz emitter 1 on its entire length and representing an isosceles trapezoid in cross section.

Проволочная спираль 7 излучателя 1 теплового потока выполнена из хромоникелевого сплава марки 0,80-Х20Н80Н ГОСТ 12766.1-90. За счет высокого электрического сопротивления хромоникелевой проволоки при подаче напряжения спираль разогревается и начинает излучать электромагнитные волны в инфракрасном диапазоне спектра. Спираль 7 легко заменяема при ее перегорании.The wire spiral 7 of the heat flux emitter 1 is made of a chromium-nickel alloy of the grade 0.80-Kh20N80N GOST 12766.1-90. Due to the high electrical resistance of the chromium-nickel wire, when the voltage is applied, the spiral heats up and begins to emit electromagnetic waves in the infrared range of the spectrum. Spiral 7 is easily replaceable when it burns out.

Отражатель излучателя теплового потока выполнен из листового алюминия марки АМг6.Б.М1 ГОСТ 21631-76, поверхности которого обработаны способом электрохимического полирования по ОСТ 92-1176-77. Трапецеидальная коробчатая форма отражателя 8 рассчитана на получение равномерного распределения теплового потока по поверхности КА.The reflector of the heat flux emitter is made of sheet aluminum grade AMg6.B.M1 GOST 21631-76, the surfaces of which are treated by electrochemical polishing according to OST 92-1176-77. The trapezoidal box-shaped reflector 8 is designed to obtain a uniform distribution of the heat flux over the spacecraft surface.

Кронштейны 9 крепления отражателя 8 выполнены из теплостойкого и диэлектрического материала, преимущественно микалекса, ТУ 21-25-48-83.The brackets 9 for fixing the reflector 8 are made of heat-resistant and dielectric material, mainly micalex, TU 21-25-48-83.

Принцип работы заявленного устройства имитации тепловых потоков состоит в следующем: при включении питающего напряжения происходит преобразование электрической энергии в энергию теплового излучения за счет наличия большого электрического сопротивления спирали 7. Проволока, из которой выполнена спираль 7, разогревается и начинает испускать волны в инфракрасном спектре диапазона. Испускаемые спиралью тепловые потоки, попадая на отражатель 8, направляются на поверхность КА и облучают его равномерным потоком с требуемой интенсивностью. В рабочем состоянии раздвижные панели 2 находятся в сомкнутом положении и образуют совместно единый источник ИК излучения, состоящий из 42 излучателей. После проведения испытаний, питающее напряжение отключается, и раздвижные панели 2 перемещают в стороны друг от друга, тем самым освобождая доступ рабочему персоналу к объекту испытаний.The principle of operation of the claimed device for simulating heat flows is as follows: when the supply voltage is turned on, electrical energy is converted into energy of thermal radiation due to the presence of a large electrical resistance of spiral 7. The wire from which spiral 7 is made heats up and starts emitting waves in the infrared spectrum. The heat fluxes emitted by the spiral, falling on the reflector 8, are directed to the spacecraft surface and irradiate it with a uniform flux with the required intensity. In working condition, the sliding panels 2 are in a closed position and together form a single source of IR radiation, consisting of 42 emitters. After testing, the supply voltage is turned off, and the sliding panels 2 are moved apart from each other, thereby freeing access for the operating personnel to the test object.

Использование заявленной конструкции полезной модели позволит обеспечить создание стабильного теплового потока с заданными значениями его параметров и успешно провести тепловые испытания космических аппаратов в условиях наземной имитации космического пространства.The use of the declared design of the utility model will ensure the creation of a stable heat flow with the specified values of its parameters and successfully conduct thermal tests of spacecraft in the conditions of ground simulation of outer space.

Claims

1. A device for simulating heat flows, containing many identical individual heat sources in the form of heat emitters with reflectors located in the working space of the vacuum chamber in tiers and radially in each tier, characterized in that the emitters with reflectors are evenly placed on two mirrored movable panels of radial configuration with identical geometry of both, installed vertically inside the vacuum chamber along a constant radius and forming together closed in the operating position a hemispherical total source of external heat flux, and for access to the working area of the thermal-vacuum test bench for the complex adjustment of spacecraft equipment, the movable panels are mounted with the possibility of radial displacement in space of the vacuum chamber by means of rolling bearings along the upper and lower radial guides, rigidly attached to the body of the vacuum chamber using brackets, while for uniform heat flux distribution over the outer surface of the spacecraft, each heat flux emitter is made in the form of a quartz tube with a wire spiral heater placed inside, the ends of which are articulated with the electrodes for supplying voltage to the emitter, mounted in the quartz tube on both sides and attached by means of brackets to the reflector a box-shaped heat flow that overlaps the quartz radiator along its entire length and is an isosceles trapezoid in cross section.

2. The device for simulating heat fluxes according to claim 1, characterized in that the wire spiral of the heat flux emitter is made of a chromium-nickel alloy, which can be replaced when it burns out, the reflector of the heat flux emitter is made of sheet aluminum, the surfaces of which are treated by electrochemical polishing, and the reflector mounting brackets made of heat-resistant and dielectric material, mainly micalex.