RU224524U1 - Система терморегулирования космического аппарата - Google Patents

Система терморегулирования космического аппарата Download PDF

Info

Publication number
RU224524U1
RU224524U1 RU2023117362U RU2023117362U RU224524U1 RU 224524 U1 RU224524 U1 RU 224524U1 RU 2023117362 U RU2023117362 U RU 2023117362U RU 2023117362 U RU2023117362 U RU 2023117362U RU 224524 U1 RU224524 U1 RU 224524U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat pipe
radiator
heat
heater
thermal
Prior art date
Application number
RU2023117362U
Other languages
English (en)
Inventor
Евгений Юрьевич Котляров
Геннадий Павлович Серов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Application granted granted Critical
Publication of RU224524U1 publication Critical patent/RU224524U1/ru

Links

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования космических аппаратов (КА). Система терморегулирования КА содержит термостабилизированную платформу с посадочными местами для установки научной и служебной аппаратуры. Платформа выполнена в виде плоской сотопанели со встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом. Также система содержит радиатор-охладитель с теплопроводом, испаритель, конденсатор и радиатор-нагреватель. Радиатор-нагреватель выполнен в виде теплопроводящих пластин-ребер, а его теплопоглощающие элементы снабжены селективным покрытием и экранируемыми шторками. Тепловой контакт между теплопроводом радиатора-нагревателя и платформой осуществляется через термоконтактор. Достигается пассивное регулирование температуры платформы. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования полезной нагрузки космических аппаратов (КА) и может быть использована для обеспечения теплового режима научной и служебной аппаратуры и приборов КА, требующих точного поддержания температуры.
Известна «Система обеспечения теплового режима тепловой сотопанели служебных систем», приведенная в описании патента РФ 130299, и используемая в (СОТР ТСП СС) КА «Электро-Л», разработанного в НПО им. С.А. Лавочкина [Альтов В.В., Гуля В.М., Копяткевич P.M., Мишин Г.С., Гончаров К.А., Кочетков А.Ю., Тулин Д.В., Шабарчин А.Ф. Тепловое проектирование и пофрагментная наземная отработка системы обеспечения теплового режима космического аппарата негерметичного исполнения на базе сотопанелей с тепловыми трубами // «Космонавтика и ракетостроение», ЦНИИМАШ, Королев, Россия, вып. 3(60), 2010, стр. 34-41]. Для поддержания заданного теплового режима основная часть служебной аппаратуры КА «Электро-Л» установлена на термостабилизированной платформе, выполненной в виде сотопанели (ТСП) со встроенными аксиальными тепловыми трубами. Тепловая мощность, выделяемая аппаратурой, установленной на ТСП, отводится от посадочных мест аксиальными тепловыми трубами к коллекторному теплопроводу и, далее, регулируемыми контурными тепловыми трубами к рабочей поверхности радиаторов, откуда излучается в окружающее пространство.
Известная система позволяет решать задачи терморегулирования КА при отводе тепла от посадочных мест аппаратуры, установленной на платформе, однако, для решения задачи обогрева аппаратуры в холодных режимах, которые также имеют место при эксплуатации названного КА, возникает потребность в использовании энергии бортовой системы электроснабжения (СЭС) КА с целью предотвращения недопустимого охлаждения платформы (с помощью электронагревателей, установленных на платформе).
Известна система терморегулирования (СТР) приборного отсека посадочного модуля, разработанная для Лунного посадочного модуля и содержащая радиоизотопный теплогенератор, платформу для размещения на ней оборудования и приборов, регулируемую контурную тепловую трубу с испарителем, транспортными трубопроводами и конденсатором, встроенным в радиационный теплообменник, а также трехходовой клапан, обеспечивающий отключение радиационного теплообменника с помощью байпасной линии при достижении температуры платформы заданного нижнего температурного предела [патент РФ 2487063].
Указанная система позволяет обеспечить требуемый тепловой режим негерметичного приборного отсека Лунного посадочного модуля в условиях воздействий окружающей среды Луны, которые характеризуются экстремальным перепадом температур в дневное и ночное время. Однако, не применяя для обогрева аппаратуры в холодных режимах энергию СЭС КА, данная система использует с этой целью радиоактивный источник тепла, что создает ряд серьезных проблем при наземной подготовке космического аппарата к пуску. Кроме этого, неотключаемый источник тепла в СТР лунного модуля создает определенные проблемы на всех горячих режимах, выраженные в том, что проектную хладопроизводительность радиаторов СТР, вместе с их массогабаритными характеристиками необходимо существенно нарастить.
Наиболее близким аналогом к заявленной системе терморегулирования, выбранным в качестве прототипа, является разработанная в АО «НПО Лавочкина» СТР КА «Интергелиозонд» [Котляров Е.Ю., Луженков В.В., Тулин Д.В., Басов А.А. и др. Система терморегулирования негерметичного приборного отсека космического аппарата «Интергелиозонд» для исследования Солнца с близких расстояний // «Космическая техника и технологии» №4, 2018 (23), стр. 7-11, изд. ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева]. КА «Интергелиозонд» содержит корпус, собранный из плоских тепловых сотопанелей, на которые устанавливается научная и служебная аппаратура. Внутри панелей встроены тепловые трубы, соединенные друг с другом общим коллекторным теплопроводом. Дозируемый сброс избыточного тепла в окружающую среду обеспечивается с помощью теплопроводов радиатора, сконструированных на базе регулируемой контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с коллекторным теплопроводом, а конденсатор интегрирован в радиатор. КА снабжен неподвижным теплозащитным экраном, расположенным со стороны одного из торцов КА, а также может быть снабжен радиатором-нагревателем (РН), выполненным в виде солнечного коллектора с теплопередающим устройством в виде гидроконтура, обеспечивающего передачу тепла между термостабилизированными платформами и радиатором-нагревателем, при этом теплопоглощающие элементы радиатора-нагревателя снабжены селективным покрытием обращенной к Солнцу стороны и поворотной экранирующей теплозащитной шторкой с обратной стороны, что позволяет управлять теплопроизводительностью радиатора-нагревателя.
Применение солнечного коллектора в качестве дополнительного радиатора-нагревателя (РН), а при определенной ориентации КА и в качестве радиатора охладителя, позволяет несколько снизить нагрузку на основную систему терморегулирования и сократить потребляемую мощность от СЭС КА. Однако использование гидроконтура в составе СТР КА значительно увеличит ее массу и снизит ее надежность, поскольку потребуется использовать приводы, регуляторы, насос, гибкие жидкостные магистрали и т.п. При этом, для защиты радиатора-нагревателя от экстремального солнечного теплового потока наличия шторки с его обратной стороны недостаточно, поэтому полная защита от падающего излучения Солнца осуществляется с помощью неподвижного теплозащитного экрана и переориентации аппарата, в результате которой солнечный коллектор попадает в тень.
Известен солнечный коллектор (для бытовых и промышленных систем теплоснабжения), выполненный в виде поворотных теплопроводящих пластин-ребер, соединенных с длинными тепловыми трубами (ТТ), свободные концы которых помещены в общий (проточный) коллектор, по которому течет жидкий теплоноситель, например, вода или антифриз, при этом поворот тепловых труб (выполняющих, функции стержней) для ориентации пластин ребер на Солнце осуществляется посредством привода и системы рычагов [патент РФ 94316]. Указанная конструкция содержит гидроконтур (ГК) и привод с рычагами (а также уплотнения в поворотных элементах в зоне взаимодействия ГК и ТТ, наличие которых, в силу вышеприведенных причин, делает данную конструкцию солнечного коллектора мало пригодной для использования в составе КА.
Известен радиоизотопный нагреватель переменной мощности для обогрева сборки двигателей малой тяги (ДМТ) в составе КА «Кассини». Особенность данного нагревателя состоит в том, что необходимая мощность для нагрева ДМТ подбирается с помощью пассивно управляемой экранирующей теплозащитной шторки, приводимой в движение биметаллической пружиной в зависимости от температуры ДМТ, при возрастании которой пружина открывает шторку, что позволяет сбрасывать часть тепловой энергии радиоизотопного источника в окружающую среду [Jacqueline C. Lyra and James W. Stultz The Variable Radioisotope Heater Unit for the Cassini Spacecraft SAE Transactions Vol. 103, Section 1: JOURNAL OF AEROSPACE (1994), hpp. 539-547 (9 pages)].
Пассивное управление мощностью используемого для обогрева ДМТ радиоизотопного нагревателя с помощью биметаллической пружины и поворачиваемой ею шторки является важным положительным свойством данного технического решения. Однако, и в этом решении имеются известные недостатки, которые присущи радиоизотопным теплогенераторам, применяемым в составе СТР КА, в частности, усложняются операции по подготовке КА к пуску. При этом, конструкция установленного на ДМТ «Кассини» регулируемого радиоизотопного нагревателя не позволяет полностью отключить (прекратить) нагрев ДМТ.
Технической проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является снижение нагрузки на систему электроснабжения КА за счет использования солнечной энергии для обогрева научной и служебной аппаратуры КА посредством обеспечения пассивного регулирования температуры платформы с помощью РН типа солнечный коллектор, а также регулируемого стока тепла на базе КнТТ, что позволит увеличить ресурс системы электроснабжения КА и расширить возможности применения бортового и научного оборудования, особенно в условиях длительного полета.
Указанная техническая проблема решается за счет того, что в отличие от известной системы терморегулирования КА, содержащей, по меньшей мере, одну термостабилизированную платформу с посадочными местами для установки научной и служебной аппаратуры, выполненную в виде плоской сотопанели со встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом, радиатор-охладитель с теплопроводом на базе контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с сотопанелью, а конденсатор интегрирован в радиатор, рассеивающий тепло в космическое пространство, и радиатор-нагреватель, выполненный в виде солнечного коллектора, осуществляющего тепловое воздействие на термостабилизированную платформу, при этом теплопоглощающие элементы радиатора-нагревателя снабжены селективным покрытием и экранирующими шторками, новым является то, что радиатор-нагреватель выполнен в виде теплопроводящих пластин-ребер, контактирующих с теплопроводом на базе тепловой трубы, а тепловой контакт между теплопроводом радиатора-нагревателя и платформой осуществляется через термоконтактор, выполненный на базе подпружиненного сильфона, заполненного плавящимся веществом, и теплопровода в виде гибкой тепловой трубы, один конец которой постоянно контактирует с термостабилизированной платформой, а другой конец соединен с сильфоном и при его сжатом состоянии контактирует с теплопроводом радиатора-нагревателя для обеспечения регулируемой тепловой связи между радиатором-нагревателем и термостабилизированной платформой.
Кроме того, радиатор нагреватель состоит из трех ребер, плоскости которых развернуты относительно друг друга на 120 градусов и ориентированы перпендикулярно плоскости эклиптики, при этом каждая сторона имеет поглощающее селективное покрытие и снабжена светоотражающей экранирующей шторкой, а управление разворотом шторок осуществляется с помощью общей биметаллической пружины.
Кроме того, гибкая тепловая труба теплового ключа выполнена в виде герметичного металлорукава с сетчатой фитильной структурой в зоне изгиба, а термическое сопротивление гибкой тепловой трубы определяется на основе соотношения
,
где RТП - термическое сопротивление гибкой тепловой трубы с учетом минимального значения теплового (регулируемого) контактного сопротивления между конденсатором теплопровода РН и испарителем гибкой ТТ термоконтактора, К/Вт;
ТБМП - температура регулирования биметаллической пружины, при которой полностью открываются экранирующие шторки радиатора-нагревателя (РН), °С;
ТТК - температура платформы, которую должен поддерживать РН, примерно равная температуре плавления фазопереходного материала, заправленного в сильфон термоконтактора, °С;
QСК - тепловой поток для поддержания заданной минимальной температуры платформы с приборами, который обеспечивает РН с учетом местной солнечной постоянной и угла падения солнечных лучей на пластины РН, Вт;
Rск - термическое сопротивление теплопровода РН, К/Вт.
Кроме того, рабочий температурный диапазон теплоносителя гибкой тепловой трубы превышает границы температурного диапазона от ТМИН до ТБМП, а рабочий температурный диапазон теплоносителя теплопровода радиатора-нагревателя (РН) превышает границы температурного диапазона от ТМИН до ТМАКС,
где ТМИН - минимально разрешенная температура для термостатируемой панели, °С;
ТМАКС - температура теплопровода РН, когда он отключен от контактора и гибкой ТТ, а шторки на пластинах-ребрах РН - полностью закрыты, °С.
Кроме того, в качестве теплоносителя теплопровода радиатора - нагревателя используется этиловый спирт (С2Н5ОН), в качестве теплоносителя гибкой тепловой трубы используется аммиак (NH3), а в качестве фазопереходного материала в термоконтакторе используется тетрадекан (С14Н30).
Кроме того, усилие пружины, воздействующей на сильфон, выбирается с учетом того, чтобы при сжатом сильфоне коэффициент теплопередачи в зоне контакта теплопровода радиатора-нагревателя и испарителя гибкой тепловой трубы был не менее 2000 Вт/м2К.
Кроме того, соединение гибкой тепловой трубы с сильфоном выполнено с минимизацией теплового контакта между ними.
Применение пластин-ребер, соединенных с теплопроводом на основе тепловой трубы, позволяет обеспечить сбор тепла от солнечного коллектора (радиатора-нагревателя) и передачу тепла далее к термостатируемой платформе без использования жидкостного контура с насосом (или других подобных активных систем).
Использование термоконтактора позволяет обеспечить регулируемую тепловую связь между радиатором-нагревателем и платформой за счет регулирования теплового контакта с помощью подпружиненного сильфона и гибкой тепловой трубы, позволяющих подключать либо отключать теплопровод коллектора от термостатируемой платформы, либо устанавливать его в промежуточное положение для обеспечения требуемого нагрева.
Наличие нескольких ребер с селективным двухсторонним покрытием, например, трех ориентированных на 120 градусов, позволяет использовать статично ориентированный перпендикулярно плоскости эклиптики солнечный коллектор, что обеспечивает постоянную (независящую от положения Солнца) возможность нагрева термостатируемой платформы, с помощью заявляемой системы терморегулирования.
Снабжение ребер экранирующими шторками, пассивно управляемыми с помощью биметаллической пружины, позволяет защитить солнечный коллектор от перегрева при его отключении от платформы.
Выполнение гибкой тепловой трубы теплового ключа в виде герметичного металлорукава с сетчатой фитильной структурой в зоне изгиба обеспечивает регулирование теплового контакта посредством перемещения как минимум одной из контактных поверхностей, в качестве которой используется испаритель гибкой тепловой трубы.
Выбор термического сопротивления гибкой тепловой трубы на основе соотношения
позволяет обеспечить регулировку температуры платформы посредством достижения необходимой величины теплового потока к платформе Qск, величина которого зависит от разности температур РН и платформы.
Превышение температурного диапазона теплоносителя гибкой тепловой трубы границ температурного диапазона от ТМИН до ТБМП, и превышение рабочего температурного диапазона теплоносителя теплопровода радиатора-нагревателя границ температурного диапазона от ТМИН до ТМАКС позволяет обеспечить работоспособность тепловых труб для различных температурных состояний системы как при подключении, так и при отключении радиатора-нагревателя (к/от гибкой тепловой трубе).
Использование в качестве теплоносителя теплопровода радиатора - нагревателя этилового спирта (С2Н5ОН), в качестве теплоносителя гибкой тепловой трубы аммиака (NH3), а в качестве фазопереходного материала в термоконтакторе тетрадекана (С14Н30) позволяет обеспечить работоспособность теплопроводов заявляемой системы в диапазоне температур от - 60 до +120°С, а регулирование температуры платформы осуществлять на уровне температуры +9°С.
Выбор усилия пружины, воздействующей на сильфон, с учетом того, чтобы при сжатом сильфоне коэффициент теплопередачи в зоне контакта теплопровода радиатора-нагревателя и испарителя гибкой тепловой трубы был не менее 2000 Вт/м2К, позволяет обеспечить требуемую эффективную тепловую проводимость в зоне контакта.
Минимизация теплового контакта между гибкой тепловой трубой и сильфоном обеспечивает повышение точности регулирования температуры платформы, поскольку выполнение данного условия гарантирует доминирующее тепловое воздействие платформы на создание температуры сильфона.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
Фиг. 1 - принципиальная схема системы терморегулирования с радиатором-нагревателем типа солнечный коллектор с одним плоским ребром и регулируемой шторкой;
Фиг. 2 - общий вид радиатора нагревателя на базе трех (двухсторонних) пластин-ребер со светоотражающими шторками;
Фиг. 3 - схематическое изображение пространственной ориентации КА (оснащенного радиатором-нагревателем) на орбитальной траектории.
Предлагаемая система (фиг. 1) содержит платформу 1 с посадочными местами для установки научной и служебной аппаратуры и приборов 2, выполненную в виде плоской сотопанели со встроенными тепловыми трубами, которые контактируют с коллекторным теплопроводом 3. Излишки тепла от платформы 1 отводятся в космос радиатором-охладителем 4, который с помощью регулируемой контурной тепловой трубы (КнТТ) 5, отбирает тепло от коллекторного теплопровода 3. Для этого испаритель 6 КнТТ соединен с коллекторным теплопроводом 3, а конденсатор 7 КнТТ интегрирован (встроен) в излучающую панель радиатора-охладителя 4. Для нагрева с помощью солнечной энергии система снабжена радиатором-нагревателем 8, выполненным в виде теплопроводящих пластин - ребер 9, имеющих селективное покрытие, хорошо поглощающее излучение Солнца в коротковолновом спектре и слабо излучающее его в инфракрасном (на фиг. 1 представлен вариант с одним ребром). Мощность солнечного потока, поступающего к плоскому ребру 9 может регулироваться с помощью экранирующей шторки 10. Пластины - ребра контактируют с теплопроводом 11 радиатора-нагревателя на базе тепловой трубы, а тепловой контакт между теплопроводом 11 радиатора-нагревателя 8 и платформой 1 осуществляется через термоконтактор 12, выполненный на базе подпружиненного (пружина-13) сильфона 14, заполненного плавящимся веществом, и теплопровода в виде гибкой тепловой трубы 15. Один конец гибкой тепловой трубы постоянно контактирует с термостабилизированной платформой, а другой конец соединен с сильфоном 14 и при его сжатом состоянии контактирует с теплопроводом 11 радиатора-нагревателя для обеспечения регулируемой тепловой связи между радиатором-нагревателем 8 и термостабилизированной платформой 1.
В процессе работы теплопровод 11, соединенный с ребром (ребрами) 9, передает абсорбируемое солнечное тепло к платформе 1, на которой установлен сильфон 14. Последний заправлен плавящимся веществом и обеспечивает регулируемый тепловой контакт между теплопроводом 11 и платформой 1 с помощью гибкой тепловой трубы 15, контактирующей или не контактирующей с теплопроводом 11 РН. При этом биметаллическая пружина 16 управляет положением шторки 10 для регулирования, поступающего к ребру 9 солнечного потока, т.к. при отсутствии такого регулирования температура РН 8 может достигать ~480°С и более (на орбите Земли) в режиме отключения РН от платформы. Наличие шторок 10 позволит обеспечить поддержание температуры РН 8 на уровне ~30°С, если шторки полностью закрыть.
Как показано на фиг 2. радиатор-нагреватель 8 может иметь несколько ребер 9, например, три и, соответственно, в два раза больше шторок 10, если требуется обеспечить защиту каждой стороны ребра от Солнца. Количество биметаллических пружин может быть одна или несколько. В частности, на примере фиг. 2 показано наличие двух пружин, каждая из которых поворачивает свою «тройку» шторок. Для обеспечения правильных открытых позиций шторок могут применяться механические ограничители, препятствующие воздействию соседних шторок друг на друга. Если указанные на фиг. 2 РН расположить вертикально в плоскости эклиптики, ребра такого РН могут получать солнечный свет практически при любом положении Солнца (фиг. 3), что позволяет более эффективно применять и РН иКА.
Предлагаемая система терморегулирования работает следующим образом.
При отключении установленных на платформе приборов 2 происходит охлаждение платформы 1. Поскольку к платформе присоединен сильфон 14 термоконтактора, то заправленное в сильфон вещество затвердеет при охлаждении платформы. Сильфон сместится в положение, при котором пружина 13 прижмет испаритель 6 гибкой ТТ к конденсатору теплопровода РН 8. Это обеспечит тепловой контакт двух ТТ и тогда тепло от РН начнет поступать через две контактирующие ТТ к платформе с приборами. Положение шторок 10 при этом будет сохраняться открытым. Тепловой поток от РН может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от силы прижатия двух ТТ в зоне контакта. Таким образом, температура платформы 1 будет поддерживаться на уровне температуры плавления вещества в сильфоне 14.
При включении приборов платформа начинает нагреваться выше температуры плавления вещества в сильфоне. Последний удлиняется и отодвигает испаритель гибкой ТТ от теплопровода РН. Нагрев платформы от поглощающих солнечное тепло ребер 9 РН прекращается. При дальнейшем нагреве платформы от приборов система терморегулирования обеспечивает необходимый отвод тепла от платформы в космос с помощью радиатора-охладителя 4. Однако отключенный РН будет продолжать нагреваться от солнечного излучения. Нагрев РН приведет к нагреву биметаллических пружин 16, которые закроют шторками пластины РН от Солнца. В результате температура теплопровода РН будет поддерживаться на верхнем уровне настройки температуры биметаллической пружины 16.
При очередном выключении приборов платформа снова начнет охлаждаться и термоконтактор вновь обеспечит тепловое соединение РН 8 с платформой 1. По теплопроводу РН к платформе пойдет тепловой поток, по мере потребности в росте которого начнут открываться шторки 10, поскольку температура теплопровода РН снизится. Цикл регулирования повторится по вышеописанному алгоритму.
Предлагаемое техническое решение позволит обеспечить пассивное регулирование температуры платформы с помощью пассивно регулируемого РН типа солнечный коллектор, а также регулируемого стока тепла на базе КнТТ, при этом за счет применения солнечного обогрева будут сэкономлены ресурсы системы электроснабжения КА, что позволит расширить возможности применения бортового и научного оборудования.

Claims (16)

1. Система терморегулирования космического аппарата, содержащая одну термостабилизированную платформу с посадочными местами для установки научной и служебной аппаратуры, выполненную в виде плоской сотопанели со встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом, радиатор-охладитель с теплопроводом на базе контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с сотопанелью, а конденсатор интегрирован в радиатор, рассеивающий тепло в космическое пространство, и радиатор-нагреватель, выполненный в виде солнечного коллектора, осуществляющего тепловое воздействие на термостабилизированную платформу, при этом теплопоглощающие элементы радиатора-нагревателя снабжены селективным покрытием и экранирующими шторками, отличающаяся тем, что радиатор-нагреватель выполнен в виде теплопроводящих пластин-ребер, контактирующих с теплопроводом на базе тепловой трубы, а тепловой контакт между теплопроводом радиатора-нагревателя и платформой осуществляется через термоконтактор, выполненный на базе подпружиненного сильфона, заполненного плавящимся веществом, и теплопровода в виде гибкой тепловой трубы, один конец которой постоянно контактирует с термостабилизированной платформой, а другой конец соединен с сильфоном и при его сжатом состоянии контактирует с теплопроводом радиатора-нагревателя для обеспечения регулируемой тепловой связи между радиатором-нагревателем и термостабилизированной платформой.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что радиатор-нагреватель состоит из трех ребер, плоскости которых развернуты относительно друг друга на 120 градусов и ориентированы перпендикулярно плоскости эклиптики, при этом каждая сторона имеет поглощающее селективное покрытие и снабжена светоотражающей экранирующей шторкой, а управление разворотом шторок осуществляется с помощью общей биметаллической пружины.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что гибкая тепловая труба теплового ключа выполнена в виде герметичного металлорукава с сетчатой фитильной структурой в зоне изгиба, а термическое сопротивление гибкой тепловой трубы определяется на основе соотношения
,
где RТП - термическое сопротивление гибкой тепловой трубы с учетом минимального значения теплового (регулируемого) контактного сопротивления между конденсатором теплопровода РН и испарителем гибкой ТТ термоконтактора, К/Вт;
ТБМП - температура регулирования биметаллической пружины, при которой полностью открываются экранирующие шторки радиатора-нагревателя (РН), °С;
ТТК - температура платформы, которую должен поддерживать РН, примерно равная температуре плавления фазопереходного материала, заправленного в сильфон термоконтактора, °С;
QСК - тепловой поток для поддержания заданной минимальной температуры платформы с приборами, который обеспечивает РН с учетом местной солнечной постоянной и угла падения солнечных лучей на пластины РН, Вт;
Rск - термическое сопротивление теплопровода РН, К/Вт.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что рабочий температурный диапазон теплоносителя гибкой тепловой трубы превышает границы температурного диапазона от ТМИН до ТБМП, а рабочий температурный диапазон теплоносителя теплопровода радиатора-нагревателя (РН) превышает границы температурного диапазона от ТМИН до ТМАКС,
где ТМИН - минимально разрешенная температура для термостатируемой панели, °С;
ТМАКС - температура теплопровода РН, когда он отключен от контактора и гибкой ТТ, а шторки на пластинах-ребрах РН полностью закрыты, °С;
ТМАКС - температура теплопровода РН при его отключении от контактора и гибкой ТТ и полностью закрытых шторках на пластинах-ребрах РН, °С.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве теплоносителя теплопровода радиатора-нагревателя используется этиловый спирт (С2Н5ОН), в качестве теплоносителя гибкой тепловой трубы используется аммиак (NH3), а в качестве фазопереходного материала в термоконтакторе используется тетрадекан (С14Н30).
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что усилие пружины, воздействующей на сильфон, выбирается с учетом того, чтобы при сжатом сильфоне коэффициент теплопередачи в зоне контакта теплопровода радиатора-нагревателя и испарителя гибкой тепловой трубы был не менее 2000 Вт/м2К.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что соединение гибкой тепловой трубы с сильфоном выполнено с минимизацией теплового контакта между ними.
RU2023117362U 2023-06-30 Система терморегулирования космического аппарата RU224524U1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU224524U1 true RU224524U1 (ru) 2024-03-28

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94316U1 (ru) * 2010-01-25 2010-05-20 Апанди Абакарович Давыдов Панель солнечного коллектора
RU2487063C2 (ru) * 2011-08-25 2013-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Система терморегулирования приборного отсека посадочного лунного модуля
RU2494933C1 (ru) * 2012-02-06 2013-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Система термостатирования оборудования космического объекта
US8910701B2 (en) * 2008-10-02 2014-12-16 Iberica Del Espacio, S.A. Spacecraft modular thermal platform with temperature responsive bypass
RU164433U1 (ru) * 2016-01-18 2016-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство Система терморегулирования прецизионных приборов космического аппарата

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8910701B2 (en) * 2008-10-02 2014-12-16 Iberica Del Espacio, S.A. Spacecraft modular thermal platform with temperature responsive bypass
RU94316U1 (ru) * 2010-01-25 2010-05-20 Апанди Абакарович Давыдов Панель солнечного коллектора
RU2487063C2 (ru) * 2011-08-25 2013-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" Система терморегулирования приборного отсека посадочного лунного модуля
RU2494933C1 (ru) * 2012-02-06 2013-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Система термостатирования оборудования космического объекта
RU164433U1 (ru) * 2016-01-18 2016-08-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное космическое агентство Система терморегулирования прецизионных приборов космического аппарата

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6073887A (en) High power spacecraft with full utilization of all spacecraft surfaces
CN101633411B (zh) 航天器热控制和液体动量轮一体化执行机构
US20080257525A1 (en) Thermal control apparatus
CN101270930B (zh) 航天器上搭载热控制装置
US8967547B2 (en) Spacecraft east-west radiator assembly
CN107249984B (zh) 航天器
JP7046616B2 (ja) 太陽に垂直のラジエータを有する衛星向けのデュアルコンデンサループヒートパイプ
KR20180114933A (ko) 히트 파이프 패널을 이용한 방열 장치
EP2279380A2 (en) Concentrated solar heating
CN105346735A (zh) 自适应散热面面积调节装置
CN105383714A (zh) 一种星载主动控温系统
US4148293A (en) Solar energy receptor apparatus
GB2172394A (en) Solar power generator
CN111566415B (zh) 紧凑型太阳能收集器
RU224524U1 (ru) Система терморегулирования космического аппарата
CN205168942U (zh) 自动调节式隔热板
CN109477666B (zh) 紧凑型太阳能收集器的元件的自动液压运动系统
Baker et al. Loop heat pipe flight experiment
RU2487063C2 (ru) Система терморегулирования приборного отсека посадочного лунного модуля
US11299296B2 (en) Spacecraft
RU213247U1 (ru) Терморегулирующее нагревательное устройство на базе контурной тепловой трубы
KIRKPATRICK et al. A variable conductance heat pipe/radiator for the lunar surface magnetometer
US20230304704A1 (en) Automatic hydraulic motion system of elements of a compact solar collector
US20230324081A1 (en) Automatic hydraulic motion system of elements of a compact solar collector
KR20100055140A (ko) 잠열 복사패널을 이용한 태양열 난방시스템