RU2346861C2 - Spacecraft temperature control system - Google Patents

Spacecraft temperature control system Download PDF

Info

Publication number
RU2346861C2
RU2346861C2 RU2007108171/11A RU2007108171A RU2346861C2 RU 2346861 C2 RU2346861 C2 RU 2346861C2 RU 2007108171/11 A RU2007108171/11 A RU 2007108171/11A RU 2007108171 A RU2007108171 A RU 2007108171A RU 2346861 C2 RU2346861 C2 RU 2346861C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
inlet
fluid connectors
outlet
Prior art date
Application number
RU2007108171/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007108171A (en
Inventor
Николай Алексеевич Тестоедов (RU)
Николай Алексеевич Тестоедов
Виктор Евгеньевич Косенко (RU)
Виктор Евгеньевич Косенко
Владимир Афанасьевич Бартенев (RU)
Владимир Афанасьевич Бартенев
Геннадий Давыдович Кесельман (RU)
Геннадий Давыдович Кесельман
Александр Сергеевич Близневский (RU)
Александр Сергеевич Близневский
Владимир Иванович Халиманович (RU)
Владимир Иванович Халиманович
Владимир Петрович Акчурин (RU)
Владимир Петрович Акчурин
Олег В чеславович Загар (RU)
Олег Вячеславович Загар
Альберт Владимирович Томчук (RU)
Альберт Владимирович Томчук
Роман Петрович Туркенич (RU)
Роман Петрович Туркенич
Евгений Николаевич Головенкин (RU)
Евгений Николаевич Головенкин
Андрей Петрович Юровских (RU)
Андрей Петрович Юровских
Олег Валентинович Шилкин (RU)
Олег Валентинович Шилкин
Юрий Дмитриевич Сергеев (RU)
Юрий Дмитриевич Сергеев
Юрий Матвеевич Голованов (RU)
Юрий Матвеевич Голованов
Анатолий Юрьевич Кузнецов (RU)
Анатолий Юрьевич Кузнецов
Виктор Владимирович Басынин (RU)
Виктор Владимирович Басынин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2007108171/11A priority Critical patent/RU2346861C2/en
Publication of RU2007108171A publication Critical patent/RU2007108171A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2346861C2 publication Critical patent/RU2346861C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: transportation; heating.
SUBSTANCE: proposed temperature control system has two independent, onboard circulation channels with a heat carrier, with the same composition. The channels are arranged next to each other in honeycomb panels and each of them has inlet and outlet fluid connectors. The temperature control system also has a plug-in unit, whose outlet and inlet fluid connectors are connected to the inlet and outlet fluid connectors of one of the above mentioned channels. The plug-in unit has extra inlet and outlet fluid connectors with which it is connected to the outlet and inlet fluid connector of another circulation channel. These extra fluid connectors in turn are connected through switches to lines of the plug-in unit, leading to the given inlet and outlet fluid connectors of this unit. Switches are used in the given lines. Output parts of the outlet and extra outlet fluid connectors of the unit are ringed through one more switch to parts of the inlet and extra inlet fluid connectors of the unit, respectively.
EFFECT: simplification of the whole structure of the temperature control system due to use of the corresponding plug-in unit.
3 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам обеспечения теплового режима телекоммуникационных спутников, и создано авторами в порядке выполнения служебного задания.The invention relates to space technology, in particular to systems for ensuring the thermal regime of telecommunication satellites, and was created by the authors in the order of performance of a job.

Известны системы терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА) по патентам Российской Федерации №2151722, №2209750, которые содержат бортовую часть СТР (функционирующая как при наземных испытаниях, так и при работе на орбите) и соединенную с бортовой частью через гидроразъемы наземную (съемную) часть СТР (т.е. блок съемного оборудования СТР, используемый в составе СТР только при наземных испытаниях, в т.ч. при испытаниях КА в термобарокамере, - имеет достаточно сложную конструкцию и состоит из: теплообменников, соединенных при наземных испытаниях с наземной системой обеспечения теплового режима; вентилей; компенсационных устройств; системой измерения параметров: расхода и давления теплоносителя; перепускного клапана; гидроразъемов и соединительных трубопроводов).Thermoregulation systems (STR) of spacecraft (SC) are known according to the patents of the Russian Federation No. 2151722, No. 2209750, which contain the airborne part of the STR (functioning both during ground tests and when working in orbit) and connected to the airborne part through the hydraulic connectors ground (removable) ) part of the STR (i.e., the removable equipment block of the STR, used in the STR only for ground tests, including when testing the spacecraft in a pressure chamber, has a rather complicated design and consists of: heat exchangers connected during ground tests contact with the ground-based thermal management system; valves; compensation devices; system for measuring parameters: flow rate and pressure of the coolant; bypass valve; hydraulic sockets and connecting pipelines).

В настоящее время с целью обеспечения высоконадежного функционирования вновь разрабатываемого нашим предприятием КА с длительным (15 и более лет) сроком эксплуатации его СТР выполнена из двух независимых и одинаковых по составу двух параллельно встроенных в сотовые панели трактов теплоносителя. Для такого КА при его наземных испытаниях, в т.ч. при термовакуумных испытаниях, проводимых в термобарокамере, согласно известным техническим решениям к бортовой части СТР, содержащей два независимых тракта теплоносителя, должно быть присоединено два достаточно сложных (и дорогостоящих) блока съемного оборудования СТР, которые, в свою очередь, должны быть соединены с двумя независимыми системами обеспечения теплового режима; кроме того, из-за использования двух блоков необходимо предусмотреть, в частности, дополнительную систему гермоввода в термобарокамеру, усложняющей ее конструкцию; также при этом усложняется процедура проведения наземных испытаний - и все это приводит к существенным дополнительным материальным и трудовым затратам.Currently, in order to ensure the highly reliable functioning of the spacecraft newly developed by our enterprise with a long (15 or more years) service life, its STR is made of two independent and identical in composition two heat-transfer paths parallel to the cell panels. For such a spacecraft during its ground tests, incl. during thermal vacuum tests carried out in a pressure chamber, according to well-known technical solutions, two rather complex (and expensive) blocks of removable equipment of the STR, which, in turn, must be connected to two independent, must be connected to the airborne part of the STR, containing two independent paths of the coolant thermal management systems; in addition, due to the use of two blocks, it is necessary to provide, in particular, an additional pressure-tight sealing system to the pressure chamber, complicating its design; Also, the procedure for conducting ground tests is becoming more complicated - and all this leads to significant additional material and labor costs.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической литературе показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является система терморегулирования космического аппарата по патенту Российской Федерации №2209750.An analysis of the sources of information on patent and scientific and technical literature showed that the closest in technical essence to the prototype of the proposed technical solution is the spacecraft temperature control system according to the patent of the Russian Federation No. 2209750.

Известная СТР КА (см. фиг.3), выполненного из двух модулей: модуля полезной нагрузки (МПН) 7 и модуля служебных систем (МСС) 8, включают в себя: бортовой циркуляционный тракт теплоносителя 1, встроенный в сотовые панели 4, 5, 6; выходной и входной гидроразъемы бортовой части СТР 1.2 и 1.1; съемный блок 3, подключенный своими входным и выходным гидроразъемами 3.1 и 3.2 к выходному и входному гидроразъемам бортовой части СТР 1.2 и 1.1.The well-known STR KA (see figure 3), made of two modules: the payload module (MPN) 7 and the service system module (MSS) 8, include: on-board circulation path of the coolant 1, built into the honeycomb panels 4, 5, 6; output and input hydraulic sockets of the on-board part STR 1.2 and 1.1; a removable unit 3, connected by its input and output hydraulic connectors 3.1 and 3.2 to the output and input hydraulic connectors of the on-board part STR 1.2 and 1.1.

Как показано выше, существенные недостатки известного технического решения следующие: если по нему выполнять СТР КА, содержащей два независимых параллельных тракта теплоносителя, то существенно усложняется наземная съемная часть СТР (потребуется два съемных блока), что, в свою очередь приводит к дополнительному усложнению остального наземного оборудования, используемого при наземных испытаниях (потребуется дополнительная наземная система обеспечения теплового режима; необходима доработка термобарокамеры) и усложнению процедуры проведения испытаний - все это потребует немалых дополнительных материальных и трудовых затрат.As shown above, the significant drawbacks of the known technical solution are as follows: if it is carried out on a STR satellite containing two independent parallel coolant paths, then the ground removable part of the STR will become much more complicated (two removable blocks will be required), which in turn leads to an additional complication of the rest of the ground equipment used in ground tests (additional ground-based thermal management system will be required; further development of the pressure chamber is necessary) and the complexity of the procedure conducting tests - all this will require considerable additional material and labor costs.

Целью предлагаемого авторами технического решения является устранение вышеперечисленных существенных недостатков.The purpose of the proposed technical solution is the elimination of the above significant disadvantages.

Поставленная цель достигается выполнением СТР таким образом, что выходной и входной гидроразъемы другого циркуляционного тракта соединены с вновь введенными дополнительными входным и выходным гидроразъемами блока, соединенными, в свою очередь, через переключатели с линиями, идущими к входному и выходному разъемам блока через вновь введенные переключатели, при этом входные участки выходного и дополнительного выходного гидроразъемов блока закольцованы через переключатели соответственно с участками входного и дополнительного входного гидроразъемов блока, что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.This goal is achieved by performing the PTP in such a way that the output and input hydraulic connectors of the other circulation path are connected to the newly introduced additional input and output hydraulic connectors of the block, connected, in turn, through switches with lines going to the input and output connectors of the block through the newly introduced switches, while the input sections of the output and additional output hydraulic connectors of the block are looped through the switches, respectively, with the sections of the input and additional input about gidrorazemov unit, which is, according to the authors, an important characteristic of the proposed technical solution the authors.

В результате анализа, проведенного авторами известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных отличительных признаков заявляемого технического решения в известных источниках информации не обнаружено и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявляемой системе терморегулирования.As a result of the analysis conducted by the authors of the well-known patent and scientific and technical literature, the proposed combination of significant distinguishing features of the claimed technical solution in the known sources of information was not found and, therefore, the known technical solutions do not exhibit the same properties as in the claimed thermal control system.

Предлагаемая СТР КА, выполненного из двух модулей: МПН 7 и МСС 8 (см. фиг.1, где изображена принципиальная схема СТР в условиях эксплуатации на орбите, и фиг.2, где изображена принципиальная схема СТР при испытаниях КА в наземных условиях) включает в себя:The proposed STR satellite, made of two modules: MPN 7 and MSS 8 (see figure 1, which shows the schematic diagram of the STR in operating conditions in orbit, and figure 2, which shows the schematic diagram of the STR during the tests of the spacecraft in ground conditions) includes in itself:

1) бортовой циркуляционный тракт теплоносителя 1, встроенный в сотовые панели 4, 5, 6; выходной и входной гидроразъемы бортовой части СТР 1.2 и 1.1; съемный блок 3, подключенный своими выходным и входным гидроразъемами 3.2 и 3.1 к входному и выходному гидроразъемам бортовой части СТР 1.1 и 1.2;1) the onboard circulation path of the coolant 1, built into the honeycomb panels 4, 5, 6; output and input hydraulic sockets of the on-board part STR 1.2 and 1.1; a removable unit 3, connected by its output and input hydraulic connectors 3.2 and 3.1 to the input and output hydraulic connectors of the on-board part of CTP 1.1 and 1.2;

2) выходной и входной гидроразъемы 2.1 и 2.2 другого циркуляционного тракта 2, также встроенного в сотовые панели 4, 5, 6 рядом с трактом 1, соединены с дополнительными входным и выходным гидроразъемами 3.3 и 3.4 блока, соединенными, в свою очередь, через переключатели 3.8 и 3.9 (например, соленоидные вентили) с линиями, идущими к входному и выходному разъемам 3.1 и 3.2 блока через вновь введенные переключатели 3.5 и 3.6, при этом входные участки выходного и дополнительного выходного гидроразъемов 3.2 и 3.4 блока закольцованы через переключатели 3.7 и 3.10 соответственно с участками входного и дополнительного входного гидроразъемов 3.1 и 3.3 блока соответственно;2) the output and input hydraulic connectors 2.1 and 2.2 of the other circulation path 2, also built into the honeycomb panels 4, 5, 6 next to the path 1, are connected to additional input and output hydraulic connectors 3.3 and 3.4 of the unit, connected, in turn, through switches 3.8 and 3.9 (for example, solenoid valves) with lines leading to the input and output connectors 3.1 and 3.2 of the unit through the newly introduced switches 3.5 and 3.6, while the input sections of the output and additional output hydraulic connectors 3.2 and 3.4 of the unit are looped through the switches 3.7 and 3.10 respectively continuously from portions of the input and complementary input gidrorazemov 3.1 and 3.3 unit, respectively;

3) следует отметить, что, как показал анализ, данное техническое решение может использоваться как в СТР с жидким теплоносителем, так и с двухфазным теплоносителем.3) it should be noted that, as shown by the analysis, this technical solution can be used both in the STR with a liquid coolant and with a two-phase coolant.

Работа СТР при наземных испытаниях КА, в частности, при термовакуумных испытаниях в термобарокамере, происходит следующим образом. КА установлен в термобарокамере, где имитируются окружающие КА условия космического пространства.The operation of the STR during ground tests of the spacecraft, in particular during thermal vacuum tests in a pressure chamber, is as follows. The spacecraft is installed in a thermal chamber, where the space environment surrounding the spacecraft is simulated.

СТР имеет конфигурацию, предназначенную для наземных испытаний: к бортовой части СТР подключен съемный блок СТР (тракты заправлены теплоносителем).The STR has a configuration designed for ground tests: a removable block of STRs is connected to the onboard part of the STR (paths are filled with coolant).

Открывают переключатели 3.5, 3.6, 3.10 и закрывают переключатели 3.7, 3.8, 3.9. Включают в работу тракт 1 СТР (тракт 2 СТР не работает, т.е. не производится циркуляция теплоносителя по его тракту). Включают в работу приборы КА.Open the switches 3.5, 3.6, 3.10 and close the switches 3.7, 3.8, 3.9. Turn on the path 1 STR (path 2 STR does not work, i.e. the coolant is not circulated through its path). Turn on the spacecraft instruments.

Избыточное тепло, выделяющееся при работе приборов, отводится циркулирующим теплоносителем тракта 1 и передается в съемном блоке 3 наземной системе обеспечения теплового режима.The excess heat generated during the operation of the devices is removed by the circulating coolant of the path 1 and is transmitted in a removable unit 3 to the ground-based thermal management system.

Контролируют температуры приборов - они должны находиться в рабочих диапазонах.Control the temperature of the devices - they must be in the operating ranges.

Таким образом подтверждается работоспособность СТР при работе только тракта 1.This confirms the performance of the STR when working only path 1.

Затем повторяют вышеуказанные испытания при работе тракта 2 при неработающем тракте 1 и при работе одновременно обоих трактов 1 и 2 и подтверждают работоспособность при работе только тракта 2 и при одновременной работе обоих трактов.Then, the above tests are repeated during the operation of tract 2 with an idle path 1 and during operation of both paths 1 and 2 at the same time and confirm the operability during operation of only path 2 and the simultaneous operation of both paths.

Как видно из вышеизложенного, в результате выполнения СТР КА согласно предложенному авторами техническому решению обеспечивается упрощение конструкции СТР и наземных испытательных средств, повышающее экономическую эффективность при создании КА, т.е. тем самым достигаются цели изобретения.As can be seen from the foregoing, as a result of the implementation of the STR by the spacecraft according to the technical solution proposed by the authors, a simplification of the construction of the STR and ground test facilities is provided, which increases the economic efficiency when creating the spacecraft, i.e. thereby achieving the objectives of the invention.

В настоящее время предложенное авторами техническое решение отражено в технической документации на вновь разрабатываемый телекоммуникационный спутник.Currently, the technical solution proposed by the authors is reflected in the technical documentation for the newly developed telecommunications satellite.

Claims (1)

Система терморегулирования космического аппарата, содержащая два независимых, одинаковых по составу и размещенных рядом друг с другом в сотовых панелях бортовых циркуляционных тракта с теплоносителем, имеющих каждый входной и выходной гидроразъемы, а также съемный блок системы, подключенный своими выходным и входным гидроразъемами к входному и выходному гидроразъемам одного из указанных циркуляционных трактов, отличающаяся тем, что указанный съемный блок снабжен дополнительными входным и выходным гидроразъемами, с которыми соединены выходной и входной гидроразъемы другого циркуляционного тракта, причем эти дополнительные гидроразъемы в свою очередь соединены через переключатели с линиями съемного блока, ведущими к указанным входному и выходному гидроразъемам этого блока через введенные в эти линии переключатели, при этом входные участки выходного и дополнительного выходного гидроразъемов блока закольцованы через еще одни переключатели соответственно с участками входного и дополнительного входного гидроразъемов блока. The spacecraft’s thermal control system, which contains two independent, identical in composition and placed next to each other in the honeycomb panels of the onboard circulation paths with a coolant having each input and output hydraulic connectors, as well as a removable system unit connected to its input and output hydraulic connectors by an input and output hydraulic sockets of one of these circulation paths, characterized in that the removable unit is provided with additional input and output hydraulic sockets with which s the output and input hydraulic connectors of another circulation path, and these additional hydraulic connectors, in turn, are connected through switches to the lines of the removable block leading to the specified input and output hydraulic connectors of this block through the switches introduced into these lines, while the input sections of the output and additional output hydraulic connectors of the block looped through another switch, respectively, with sections of the input and additional input hydraulic connectors of the unit.
RU2007108171/11A 2007-03-05 2007-03-05 Spacecraft temperature control system RU2346861C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108171/11A RU2346861C2 (en) 2007-03-05 2007-03-05 Spacecraft temperature control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108171/11A RU2346861C2 (en) 2007-03-05 2007-03-05 Spacecraft temperature control system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007108171A RU2007108171A (en) 2008-09-10
RU2346861C2 true RU2346861C2 (en) 2009-02-20

Family

ID=39866620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007108171/11A RU2346861C2 (en) 2007-03-05 2007-03-05 Spacecraft temperature control system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2346861C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447003C1 (en) * 2010-08-20 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Spaceship thermal module
RU2481254C2 (en) * 2011-08-05 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Spaceship thermal simulator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447003C1 (en) * 2010-08-20 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Spaceship thermal module
RU2481254C2 (en) * 2011-08-05 2013-05-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Spaceship thermal simulator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007108171A (en) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4889196B2 (en) A modular architecture for spacecraft thermal control.
RU2346861C2 (en) Spacecraft temperature control system
RU2386572C1 (en) System of spacecraft thermal control
RU130299U1 (en) HEATING REGIME SYSTEM FOR PRECISION SPACE VEHICLES
RU2698967C1 (en) Spacecraft temperature control system
RU2362713C2 (en) Space vehicle layout design method
Ababneh et al. Demonstration of Copper-Water Heat Pipes Embedded in High Conductivity (HiK™) Plates in the Advanced Passive Thermal eXperiment (APTx) on the International Space Station
RU2151722C1 (en) Spacecraft temperature control system
RU2711407C1 (en) Method of spacecraft thermal vacuum testing
RU2763004C1 (en) Autonomous liquid multi-mode ground-based temperature control system of a space vehicle with a multi-module heat exchanger
RU2481254C2 (en) Spaceship thermal simulator
RU2447003C1 (en) Spaceship thermal module
RU2353562C1 (en) Space vehicle instruments testing system
RU2001113614A (en) A method of testing a spacecraft and a device for its implementation
RU2346859C2 (en) Method of assembling spacecraft
Bhandari et al. Mechanical Pumped Cooling Loop for Spacecraft Thermal Control
RU2541597C2 (en) Spacecraft thermal control system
RU2441819C1 (en) Method of making spacecraft
RU2196084C2 (en) Spacecraft temperature control system
RU2144889C1 (en) Spacecraft
RU200515U1 (en) SPACE VEHICLE THERMAL PROVIDING SYSTEM
RU2574499C1 (en) Spacecraft heat regulation system
RU2447000C2 (en) Spacecraft thermal control system
RU2191359C2 (en) Spacecraft temperature control system and method of its manufacture
Torres et al. Mathematical model validation of a thermal architecture system connecting east/west radiators by flight data

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140306