RU2302984C1 - Method of simulation of external thermal fluxes for ground optimization of spacecraft thermal conditions - Google Patents
Method of simulation of external thermal fluxes for ground optimization of spacecraft thermal conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2302984C1 RU2302984C1 RU2005131077/11A RU2005131077A RU2302984C1 RU 2302984 C1 RU2302984 C1 RU 2302984C1 RU 2005131077/11 A RU2005131077/11 A RU 2005131077/11A RU 2005131077 A RU2005131077 A RU 2005131077A RU 2302984 C1 RU2302984 C1 RU 2302984C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spacecraft
- simulator
- thermal
- fluxes
- vacuum chamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к тепловакуумным испытаниям космических аппаратов (КА) в условиях, приближенных к эксплуатации КА в открытом космическом пространстве, а также может найти применение в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к вопросам теоретических и экспериментальных исследований излучательных и отражательных характеристик изделий, изготовленных из различных материалов или имеющих разные покрытия.The invention relates to the field of testing equipment, in particular to thermal vacuum tests of spacecraft (SC) in conditions close to the operation of the SC in open space, and may also find application in those areas of technology where there are increased requirements for theoretical and experimental studies of radiative and reflective characteristics of products made of various materials or having different coatings.
Известен способ имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима КА, заключающийся в помещении КА в термовакуумную камеру с криоэкранами, вакуумировании камеры, захолаживании криоэкранов и воздействии на КА тепловых потоков [1].There is a method of simulating external heat fluxes for ground-based working out of the thermal regime of a spacecraft, which consists in placing the spacecraft in a thermal vacuum chamber with cryoscreens, evacuating the chamber, cooling the cryoscreens and affecting the heat flows on the spacecraft [1].
Известен способ имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима КА, заключающийся в том, что помещают КА в термовакуумную камеру с криоэкранами, вакуумируют камеру до давления, исключающего конвективный теплообмен в камере, захолаживают криоэкраны для имитации холода окружающего космического пространства и подвергают КА воздействию тепловых потоков, моделируемых по результатам теоретических расчетов, от имитатора внешних тепловых потоков термовакуумной камеры, измеряя потоки по датчикам теплового потока [2].There is a method of simulating external heat fluxes for ground-based development of the spacecraft’s thermal regime, which consists in placing the spacecraft in a thermal vacuum chamber with cryoscreens, vacuuming the chamber to a pressure that excludes convective heat transfer in the chamber, cooling the cryoscreens to simulate the cold of outer space, and exposing the spacecraft to thermal flows, modeled by the results of theoretical calculations, from a simulator of external heat fluxes of a thermal vacuum chamber, measuring fluxes from heat flux sensors [2 ].
Данный способ имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима космических аппаратов принят за прототип.This method of simulating external heat fluxes for ground testing of the thermal regime of spacecraft is adopted as a prototype.
Недостаток аналога и прототипа заключается в недостаточной достоверности воспроизведения характеристик штатного облучения КА имитатором внешних тепловых потоков, обусловленной большими погрешностями из-за несовершенства расчетных методов определения тепловых потоков.The disadvantage of the analogue and the prototype is the lack of reliability of the reproduction of the characteristics of the regular spacecraft irradiation with a simulator of external heat fluxes, due to large errors due to the imperfection of the calculation methods for determining heat fluxes.
Задачей изобретения является повышение достоверности имитации внешних тепловых потоков при наземной отработке теплового режима КА, а следовательно, увеличение точности тепловакуумных испытаний.The objective of the invention is to increase the reliability of the simulation of external heat fluxes during ground testing of the thermal regime of the spacecraft, and therefore, to increase the accuracy of thermal vacuum tests.
Эта задача решается за счет того, что в способе имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима КА, заключающемся в том, что помещают КА в термовакуумную камеру с криоэкранами, вакуумируют камеру до давления, исключающего конвективный теплообмен в камере, захолаживают криоэкраны до температуры, имитирующей холод окружающего космического пространства, и подвергают КА воздействию тепловых потоков от имитатора внешних тепловых потоков термовакуумной камеры, измеряя потоки по датчикам теплового потока, при этом в качестве космического аппарата используют аппарат-имитатор, проводят юстировку имитатора внешних тепловых потоков для получения оптимальной равномерности плотности теплового потока относительно аппарата-имитатора, подвергают аппарат-имитатор воздействию тепловых потоков, имитируя температурные режимы полета при штатной эксплуатации КА на орбите, тарируют при этих условиях датчики теплового потока по эталонным датчикам теплового потока, установленным на аппарате-имитаторе, сравнивая показания упомянутых датчиков теплового потока с эталонными датчиками теплового потока, получают зависимость плотности потока от напряжения, подаваемого на имитатор внешних тепловых потоков, вновь воздействуют на аппарат-имитатор тепловыми потоками, соответствующими полученной зависимости плотности потока от напряжения, с учетом штатной программы полета космического аппарата по орбите, смены времени суток и времен года, после чего отогревают криоэкраны до нормальной температуры, разгерметизируют термовакуумную камеру, извлекают аппарат-имитатор из камеры и на его место помещают штатный космический аппарат и подвергают его воздействию тепловых потоков вышеуказанным образом при вышеуказанном значении вакуума и температуры криоэкранов.This problem is solved due to the fact that in the method of simulating external heat fluxes for ground-based working out of the thermal regime of the spacecraft, which consists in placing the spacecraft in a thermal vacuum chamber with cryoscreens, vacuuming the chamber to a pressure that excludes convective heat transfer in the chamber, cooling the cryoscreens to a temperature simulating the cold of outer space, and the spacecraft is exposed to heat fluxes from a simulator of external heat fluxes of a thermal vacuum chamber, measuring fluxes from heat flux sensors, while As a spacecraft, a simulator is used, an alignment of the simulator of external heat fluxes is performed to obtain the optimal uniformity of the heat flux density relative to the simulator, the simulator is exposed to heat fluxes, simulating the flight temperature during normal operation of the spacecraft in orbit, sensors are calibrated under these conditions heat flow by reference heat flow sensors installed on the simulator apparatus, comparing the readings of the mentioned heat flow sensors and with reference heat flux sensors, they obtain the dependence of the flux density on the voltage supplied to the simulator of external heat fluxes, again act on the simulator apparatus with heat fluxes corresponding to the obtained dependence of the flux density on voltage, taking into account the regular program of the spacecraft’s flight in orbit, time change days and seasons, after which cryoscreens are heated to normal temperature, depressurize the thermal vacuum chamber, remove the simulator from the chamber and place it in its place They are equipped with a standard spacecraft and subjected to heat fluxes in the above manner at the above vacuum value and temperature of cryoscreens.
По сравнению с прототипом увеличивается достоверность тепловых испытаний, которая достигается за счет моделирования движения КА по заданной орбите и формирования теплового потока вокруг всех поверхностей КА.Compared with the prototype, the reliability of thermal tests increases, which is achieved by modeling the motion of the spacecraft in a given orbit and the formation of a heat flux around all surfaces of the spacecraft.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом:The proposed method is implemented as follows:
- помещают аппарат-имитатор (имитирующий штатный) в термовакуумную камеру, имеющую криоэкраны, и устанавливают на облучаемые поверхности аппарата-имитатора датчики теплового потока и эталонные датчики теплового потока;- place the simulator apparatus (simulating a standard one) in a thermal vacuum chamber having cryoscreens and install heat flux sensors and reference heat flux sensors on the irradiated surfaces of the simulator apparatus;
- проводят юстировку имитатора внешних тепловых потоков для получения оптимальной равномерности плотности теплового потока на поверхностях аппарата-имитатора;- carry out the adjustment of the simulator of external heat fluxes to obtain the optimal uniformity of the density of the heat flux on the surfaces of the simulator apparatus;
- вакуумируют камеру с помощью вакуумных насосов до давления, исключающего конвективный теплообмен в камере (обычно до давления 1·10-2÷1·10-4 Па);- vacuum the chamber using vacuum pumps to a pressure that excludes convective heat transfer in the chamber (usually up to a pressure of 1 · 10 -2 ÷ 1 · 10 -4 Pa);
- одновременно с вакуумированием камеры захолаживают криоэкраны до температуры, имитирующей холод окружающего космического пространства (например, при захолаживании криоэкранов жидким азотом, до температуры минус 186±3°С);- simultaneously with the evacuation of the chamber, the cryoscreens are cooled down to a temperature simulating the cold of outer space (for example, when cooling cryoscreens with liquid nitrogen, to a temperature of minus 186 ± 3 ° С);
- подвергают аппарат-имитатор воздействию тепловых потоков, имитируя температурные режимы полета при штатной эксплуатации КА на орбите, тарируют при этих условиях датчики теплового потока по эталонным датчикам теплового потока, установленным на аппарате-имитаторе, сравнивая их показания с эталонными датчиками теплового потока, и получают сравнительную характеристику зависимости плотности потока от напряжения, подаваемого на имитатор внешних тепловых потоков термовакуумной камеры;- expose the simulator to the effects of heat fluxes, simulating the temperature conditions of flight during the normal operation of the spacecraft in orbit, calibrate the heat flux sensors under these conditions using the reference heat flux sensors installed on the simulator, comparing their readings with the reference heat flux sensors, and get a comparative characteristic of the dependence of the flux density on the voltage supplied to the simulator of the external heat fluxes of the thermal vacuum chamber;
- вновь воздействуют на аппарат-имитатор тепловыми потоками, соответствующими полученной зависимости плотности потока от напряжения, с учетом штатной программы полета КА на орбите, смены времени суток и времен года;- they again act on the simulator by heat fluxes corresponding to the obtained dependence of the flux density on voltage, taking into account the regular program of spacecraft flight in orbit, changing the time of day and seasons;
- после чего отогревают криоэкраны до нормальной температуры (15÷20°С) и разгерметизируют термовакуумную камеру, извлекают аппарат-имитатор из камеры и устанавливают на его место штатный КА, воздействуют на него тепловыми потоками таким же, как и на аппарат-имитатор, образом при вышеуказанных значениях вакуума и температуры криоэкранов с учетом штатной программы полета космического аппарата по орбите, смены времени суток и времен года.- then the cryoscreens are heated to normal temperature (15 ÷ 20 ° C) and the thermal vacuum chamber is depressurized, the simulator apparatus is removed from the chamber and a regular spacecraft is installed in its place, the heat fluxes act on it in the same way as the simulator apparatus, at the above values of vacuum and temperature of cryoscreens, taking into account the regular program of flight of the spacecraft in orbit, changing the time of day and seasons.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить достоверность тепловых испытаний за счет применения более точного способа имитации солнечного облучения КА, особенно это важно при моделировании неустановившихся тепловых процессов, обусловленных частой сменой ориентации КА на орбите, где в течение одного витка КА находится поочередно на «солнце» и в «тени».The proposed technical solution allows to increase the reliability of thermal tests due to the use of a more accurate method of simulating solar irradiation of the spacecraft, this is especially important when modeling unsteady thermal processes due to the frequent change of orientation of the spacecraft in orbit, where the spacecraft is alternately in the "sun" and "Shadows."
Предлагаемый способ достаточно прост в эксплуатации и не требует разработки нового оборудования и может иметь широкое практическое применение для получения экспериментальных данных при решении проблем, связанных с обеспечением теплового режима аппаратов, находящихся в открытом космическом пространстве.The proposed method is quite simple to operate and does not require the development of new equipment and can have wide practical application for obtaining experimental data in solving problems associated with ensuring the thermal regime of vehicles in open space.
ЛитератураLiterature
1. О.Б.Андрейчук, Н.Н.Малахов, «Тепловые испытания космических аппаратов», 1982 г., с.105.1. O. B. Andreichuk, N. N. Malakhov, “Thermal tests of spacecraft”, 1982, p.105.
2. «Моделирование тепловых режимов КА и окружающей его среды», под ред. академика Петрова Г.И., 1971 г., с.270.2. “Modeling of the thermal conditions of the spacecraft and its environment,” ed. Academician Petrov G.I., 1971, p.270.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131077/11A RU2302984C1 (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Method of simulation of external thermal fluxes for ground optimization of spacecraft thermal conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005131077/11A RU2302984C1 (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Method of simulation of external thermal fluxes for ground optimization of spacecraft thermal conditions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005131077A RU2005131077A (en) | 2007-04-20 |
RU2302984C1 true RU2302984C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38036493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005131077/11A RU2302984C1 (en) | 2005-10-07 | 2005-10-07 | Method of simulation of external thermal fluxes for ground optimization of spacecraft thermal conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2302984C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519312C2 (en) * | 2012-09-26 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of simulation of external heat flows for ground optimisation of spacecraft temperature control |
RU2530443C1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"(Университет машиностроения) | Method for thermal testing of materials and items |
RU2564056C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-09-27 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения") | Method of heat-vacuum test of spacecraft |
RU2711407C1 (en) * | 2019-03-13 | 2020-01-17 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of spacecraft thermal vacuum testing |
RU2778479C1 (en) * | 2021-07-26 | 2022-08-22 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for outgassing structural elements of spacecraft in ground conditions |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526406C1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-08-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of heat tests of instrument compartment of aircraft |
-
2005
- 2005-10-07 RU RU2005131077/11A patent/RU2302984C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Моделирование тепловых режимов космического аппарата и окружающей его среды. / Под ред. акад. Г.И.Петрова. - М.: Машиностроение, 1971, с.270. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519312C2 (en) * | 2012-09-26 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of simulation of external heat flows for ground optimisation of spacecraft temperature control |
RU2530443C1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-10-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)"(Университет машиностроения) | Method for thermal testing of materials and items |
RU2564056C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-09-27 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (АО "ВПК "НПО машиностроения") | Method of heat-vacuum test of spacecraft |
RU2711407C1 (en) * | 2019-03-13 | 2020-01-17 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of spacecraft thermal vacuum testing |
RU2778479C1 (en) * | 2021-07-26 | 2022-08-22 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for outgassing structural elements of spacecraft in ground conditions |
RU2803298C1 (en) * | 2022-12-16 | 2023-09-12 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for simulating external heat flows for ground testing of thermal conditions of spacecraft |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005131077A (en) | 2007-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ghan et al. | A comparison of single column model simulations of summertime midlatitude continental convection | |
CN103323888B (en) | Method for eliminating delay errors of troposphere of GNSS atmospheric probing data | |
RU2302984C1 (en) | Method of simulation of external thermal fluxes for ground optimization of spacecraft thermal conditions | |
US8201994B2 (en) | Flexible thermal cycle test equipment for concentrator solar cells | |
Lu et al. | An evaluation of FY‐3A satellite data for numerical weather prediction | |
US11287549B2 (en) | Apparatus and method for radio-sonde temperature and humidity calibration using upper air simulation technology | |
JP2022033989A (en) | Apparatus and method of developing freeze drying protocol using small batch of product | |
Mekaoui et al. | Total solar irradiance absolute level from DIARAD/SOVIM on the International Space Station | |
Sonmete et al. | Assessing monthly average solar radiation models: a comparative case study in Turkey | |
CN109959970B (en) | Sky hemisphere thermal infrared atmospheric downlink radiation ground measurement method | |
CN109018456B (en) | Thermal vacuum test external heat flow simulation method of high-orbit remote sensing satellite platform | |
Wang et al. | Quality assessments of Chinese FengYun-3B microwave temperature sounder (MWTS) measurements | |
Oncley et al. | 2.1 THE ENERGY BALANCE EXPERIMENT EBEX-2000 | |
CN104215659A (en) | Infrared lamp single-lamp radiation characteristic test system under vacuum thermal environment | |
Cuccaro et al. | Development of a low frost-point generator operating at sub-atmospheric pressure | |
RU2182105C2 (en) | Method of control of process of simulation of solar illumination of spacecraft by infra-red radiators and system for realization of this method | |
Musacchio et al. | Arctic metrology: calibration of radiosondes ground check sensors in Ny‐Ålesund | |
RU2564056C1 (en) | Method of heat-vacuum test of spacecraft | |
Lee et al. | Development of upper air simulator for the calibration of solar radiation effects on radiosonde temperature sensors | |
RU2519312C2 (en) | Method of simulation of external heat flows for ground optimisation of spacecraft temperature control | |
CN112284279B (en) | High-precision spacecraft structure size deformation measurement method | |
CN108169107A (en) | The method for determining most short ground simulation time during Spacecraft Material ultraviolet radioactive saturation | |
Lee et al. | Correction of solar irradiation effects on air temperature measurement using a dual‐thermistor radiosonde at low temperature and low pressure | |
Lee et al. | Compensation of solar radiation and ventilation effects on the temperature measurement of radiosondes using dual thermistors | |
Dempster | Tightly closed ecological systems reveal atmospheric subtleties–experience from Biosphere 2 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111008 |