RU2362713C2 - Space vehicle layout design method - Google Patents

Space vehicle layout design method Download PDF

Info

Publication number
RU2362713C2
RU2362713C2 RU2007132760/11A RU2007132760A RU2362713C2 RU 2362713 C2 RU2362713 C2 RU 2362713C2 RU 2007132760/11 A RU2007132760/11 A RU 2007132760/11A RU 2007132760 A RU2007132760 A RU 2007132760A RU 2362713 C2 RU2362713 C2 RU 2362713C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
panels
radiators
honeycomb
collectors
heat
Prior art date
Application number
RU2007132760/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007132760A (en
Inventor
Николай Алексеевич Тестоедов (RU)
Николай Алексеевич Тестоедов
Виктор Евгеньевич Косенко (RU)
Виктор Евгеньевич Косенко
Владимир Афанасьевич Бартенев (RU)
Владимир Афанасьевич Бартенев
Владимир Иванович Халиманович (RU)
Владимир Иванович Халиманович
Александр Сергеевич Близневский (RU)
Александр Сергеевич Близневский
Роман Петрович Туркенич (RU)
Роман Петрович Туркенич
Олег Вячеславович Загар (RU)
Олег Вячеславович Загар
Василий Владимирович Попов (RU)
Василий Владимирович Попов
Федор Константинович Синьковский (RU)
Федор Константинович Синьковский
Владимир Петрович Акчурин (RU)
Владимир Петрович Акчурин
Юрий Дмитриевич Сергеев (RU)
Юрий Дмитриевич Сергеев
Виктор Владимирович Басынин (RU)
Виктор Владимирович Басынин
Анатолий Петрович Колесников (RU)
Анатолий Петрович Колесников
Анатолий Юрьевич Кузнецов (RU)
Анатолий Юрьевич Кузнецов
Олег Валентинович Шилкин (RU)
Олег Валентинович Шилкин
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 RU2007132760/11A priority Critical patent/RU2362713C2/en
Publication of RU2007132760A publication Critical patent/RU2007132760A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2362713C2 publication Critical patent/RU2362713C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: said utility invention relates mainly to telecommunication satellites with long service life. The method involves designing a space vehicle of two modules, a support system module and a payload module. The module radiators are made of triple-layer honeycomb panels with heat tubes integrated into them. These radiators are located in planes normal to the +Z and -Z axes of the vehicle (at its "northern" and "southern" sides). Module instruments are installed on the outer surfaces of the inner shells of the radiator panels and on the surfaces of the triple-layer honeycomb instrument panels located between the said radiator panels. The latter are equipped with manifolds for the heat medium circulation, which are connected to the similar manifolds integrated in the instrument panels so that both manifolds form closed circulation circuits. The manifolds of the said radiators are installed on the outer surfaces of the inner shells of the honeycomb radiator panels, opposite to the evaporation zones of the heat tube integrated in these panels. The condensation zones of these heat tubes are located parallel to the +Y or -Y axes of the vehicle (the "eastern" and "western" directions). The evaporation zones of the heat tubes are located in parallel to the longitudinal axis +X of the vehicle. A safety shield is installed above each manifold of the said radiators.
EFFECT: decreased radiator weight (by 3 % minimum) with these types of heat tubes, manifolds, and honeycomb panel structure.
10 dwg

Description

Изобретение, созданное авторами в порядке выполнения служебного задания, относится к космической технике, в частности к телекоммуникационным спутникам.The invention created by the authors in the order of performance of an assignment relates to space technology, in particular to telecommunication satellites.

Известны способы компоновки телекоммуникационных спутников по патентам Российской Федерации №2151722 [1], №2237600 [2], по которым приборы модуля полезной нагрузки (МПН) и модуля служебных систем (МСС) спутника устанавливают на трехслойных сотовых панелях (далее в тексте: сотовые панели) с встроенными в них под приборами коллекторами для циркуляции теплоносителя, а сотовые панели +Z, -Z радиаторов МПН и МСС с встроенными в панели коллекторами для циркуляции теплоносителя соответственно размещают в перпендикулярных плоскостях к осям +Z, -Z спутника.Known methods of linking telecommunication satellites according to the patents of the Russian Federation No. 2151722 [1], No. 2237600 [2], according to which the devices of the payload module (MPN) and the module of the service systems (MSS) of the satellite are installed on three-layer cellular panels (hereinafter: honeycomb panels) ) with collectors built-in under the devices for coolant circulation, and cellular panels + Z, -Z of MPN and MCC radiators with collectors built-in for the circulation of coolant in the panels, respectively, are placed in perpendicular planes to the + Z, -Z axes of the satellite.

Преимуществом вышеуказанных известных способов компоновки является обеспечение проведения наземных испытаний на работоспособность собранного спутника как в вертикальной, так и горизонтальной термобарокамере в результате отвода избыточного тепла от приборов, а затем - от радиаторов при любом положении их в пространстве при испытаниях.An advantage of the above known layout methods is the provision of ground tests for the operability of the assembled satellite in both the vertical and horizontal thermal pressure chambers as a result of removal of excess heat from the instruments, and then from the radiators at any position in space during testing.

Однако существенным недостатком известных способов [1], [2] является повышенная масса сотовых панелей радиаторов, т.к.:However, a significant drawback of the known methods [1], [2] is the increased mass of the cell radiator panels, because:

1) суммарная длина сдублированных коллекторов панелей радиаторов равна нескольким десяткам метров, например около 50 м;1) the total length of the duplicated collectors of the radiator panels is several tens of meters, for example, about 50 m;

2) коллекторы имеют сравнительно большой внутренний диаметр, например 16 мм;2) the collectors have a relatively large internal diameter, for example 16 mm;

3) суммарный объем (и масса) теплоносителя в жидкостных трактах коллекторов из-за их сравнительно больших длин и внутренних диаметров также получается большим;3) the total volume (and mass) of the coolant in the liquid paths of the collectors due to their relatively large lengths and internal diameters is also large;

4) повышенная толщина сотовых панелей радиаторов из-за применения вышеуказанных встроенных в сотовые панели коллекторов с относительно большим внутренним диаметром.4) the increased thickness of the honeycomb panels of radiators due to the use of the above collectors built into the honeycomb panels with a relatively large inner diameter.

Известен способ компоновки космического аппарата по патенту РФ №2092398 С1 [3], согласно которому сотовые панели радиаторов с встроенными в них тепловыми трубами размещают в плоскостях, перпендикулярных осям +Z, -Z,+Y, -Y аппарата, а приборы модулей служебных систем и полезной нагрузки устанавливают на наружных поверхностях внутренних обшивок панелей радиаторов, перпендикулярных осям +Z, -Z, и на поверхностях, размещенных между указанными панелями радиаторов с встроенными тепловыми трубами.There is a known method of arranging a spacecraft according to the patent of the Russian Federation No. 2092398 C1 [3], according to which the honeycomb panels of radiators with heat pipes built into them are placed in planes perpendicular to the axes + Z, -Z, + Y, -Y of the device, and devices of service system modules and payloads are installed on the outer surfaces of the inner linings of the radiator panels perpendicular to the axes + Z, -Z, and on the surfaces located between these radiator panels with integrated heat pipes.

Для экваториального (геостационарного) спутника поверхности, перпендикулярные осям +Z и -Z, соответствуют его «северной» и «южной» сторонам. Оси +Y, -Y спутника ориентированы в «восточном» и «западном» направлениях. Продольная ось X направлена по радиусу-вектору орбиты.For the equatorial (geostationary) satellite, the surfaces perpendicular to the + Z and -Z axes correspond to its “northern” and “southern” sides. The + Y, -Y axes of the satellite are oriented in the “east” and “west” directions. The longitudinal axis X is directed along the radius vector of the orbit.

Преимуществом известного способа компоновки [3] является обеспечение компактности спутника. Однако вышеуказанный известный способ компоновки космического аппарата обладает существенным недостатком - сотовые панели радиаторов, размещенные в перпендикулярных плоскостях к осям +Y, -Y аппарата, имеют повышенную массу, т.к.:An advantage of the known layout method [3] is to ensure the compactness of the satellite. However, the aforementioned known method of spacecraft arrangement has a significant drawback - honeycomb radiator panels placed in perpendicular planes to the + Y, -Y axes of the device have an increased mass, because:

1) указанные сотовые панели имеют повышенную толщину из-за встраивания в них двух различных типов тепловых труб (см. фиг.8 и 9 в материалах заявки) таким образом, что одна из полок одной тепловой трубы соприкасается с одной из полок другой тепловой трубы и, например, при применении тепловых труб с диаметром парового канала 6,3 мм (технологически минимально возможный диаметр) толщина сотовой панели равна ≈26 мм;1) these honeycomb panels have an increased thickness due to the incorporation of two different types of heat pipes into them (see Figs. 8 and 9 in the application materials) in such a way that one of the shelves of one heat pipe is in contact with one of the shelves of the other heat pipe and , for example, when using heat pipes with a diameter of the steam channel 6.3 mm (technologically smallest possible diameter), the thickness of the honeycomb panel is ≈26 mm;

2) снаружи (со стороны, обращенной в космическое пространство) каждая вышеуказанная панель содержит (см. фиг.6 в материалах заявки) шторки с пружинными приводами и электромеханической системой зачековки и расчековки;2) from the outside (from the side facing outer space), each of the aforementioned panels contains (see FIG. 6 in the application materials) curtains with spring drives and an electromechanical system for notching and stripping;

3) вышеуказанные панели имеют повышенную суммарную площадь для излучения одного и того же количества избыточного тепла по сравнению с панелями, размещенными в перпендикулярных плоскостях к осям +Z, -Z спутника, т.к. панели радиатора, размещенные в перпендикулярных плоскостях к осям +Y, -Y аппарата, излучают избыточное тепло в космическое пространство периодически (т.е. работает та панель, которая обращена в теневую сторону).3) the above panels have an increased total area for emitting the same amount of excess heat compared to panels placed in perpendicular planes to the + Z, -Z axes of the satellite, because radiator panels placed in perpendicular planes to the + Y, -Y axes of the device emit excess heat to outer space periodically (i.e. the panel that is facing in the shadow direction works).

Кроме того, недостатком является то, что не представляется возможным испытать собранный спутник на работоспособность в наземных условиях, что в настоящее время обязательно, даже в горизонтальной термобарокамере (т.к. для данного способа компоновки космического аппарата размещение тепловых труб таково, что при наземных испытаниях невозможно обеспечить горизонтальное положение (для обеспечения работоспособности) всех установленных на аппарате тепловых труб даже в горизонтальной термобарокамере (см. два последних предложения в предпоследнем абзаце в описании изобретения [3])).In addition, the disadvantage is that it is not possible to test the assembled satellite for operability in ground conditions, which is now mandatory, even in a horizontal thermal chamber (since for this method of spacecraft arrangement, the placement of heat pipes is such that in ground tests it is impossible to ensure a horizontal position (to ensure operability) of all heat pipes installed on the apparatus even in a horizontal pressure chamber (see the last two sentences in ednem paragraph in the description of the invention [3])).

Следует также отметить, что в настоящее время технологические процессы встраивания тепловых труб П-образной (и Г-образной) конфигурации в П-образные (и Г-образные) сотовые панели промышленностью не освоены, а в случае прикрепления таких тепловых труб к поверхностям сотовых панелей и приборов, установленных на сотовых панелях, суммарная масса (для одинаковой площади сотовых панелей с одинаковыми длинами однотипных тепловых труб): сотовые панели П-образной (и Г-образной) конфигурации плюс тепловые трубы П-образной (и Г-образной) конфигурации, получается больше (на 4-7%), чем масса сотовых панелей с встроенными в них тепловыми трубами, и, таким образом, в настоящее время не представляется возможным применение П-образных (и Г-образных) сотовых панелей с встроенными в них тепловыми трубами П-образной (и Г-образной) конфигурации.It should also be noted that at present the technological processes of embedding heat pipes of a U-shaped (and L-shaped) configuration in U-shaped (and L-shaped) honeycomb panels are not mastered by the industry, and if such heat pipes are attached to the surfaces of honeycomb panels and devices installed on honeycomb panels, total weight (for the same area of honeycomb panels with the same lengths of the same type of heat pipes): honeycomb panels of a U-shaped (and L-shaped) configuration plus heat pipes of a U-shaped (and L-shaped) configuration , it turns out more (by 4-7%) than the mass of honeycomb panels with heat pipes embedded in them, and, thus, at present it is not possible to use U-shaped (and L-shaped) honeycomb panels with heat embedded in them P-shaped (and L-shaped) pipes.

Таким образом, общим существенным недостатком вышеуказанных известных способов компоновки спутников является увеличение массы спутника из-за использования при компоновке радиаторов с повышенной массой.Thus, a common significant drawback of the above known methods of satellite arrangement is the increase in satellite mass due to the use of high mass radiators in the arrangement.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической литературе показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является способ компоновки космического аппарата согласно [3].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 method of layout of the spacecraft according to [3].

По известному способу (см. фиг.6-10) компоновку космического аппарата выполняют следующим образом:According to the known method (see Fig.6-10) the layout of the spacecraft is performed as follows:

- предусматривают изготовление, сборку, отработку и наземные испытания по отдельности:- provide for the manufacture, assembly, testing and ground tests separately:

- приборного блока полезной нагрузки 3 с радиаторами +Z, -Z (см. фиг.6 и 7, где: 2 - приборы; 3 - приборный блок полезной нагрузки; 25, 26 - встроенные в сотовую панель П-образной конфигурации П-образные и Г-образные тепловые трубы; 6 - информационно-логический приборный блок (ИЛБ); 7 - энергодвигательный приборный блок (ЭДБ); 32 - шторки радиаторов +Y, -Y и модуля полезной нагрузки (МПН) в целом;- payload dashboard 3 with radiators + Z, -Z (see Fig. 6 and 7, where: 2 - devices; 3 - payload dashboard; 25, 26 - U-shaped U-shaped configurations in the honeycomb panel and L-shaped heat pipes; 6 - information-logical instrument unit (ILB); 7 - energy-motor instrument unit (EDB); 32 - curtain radiators + Y, -Y and payload module (MPN) as a whole;

- информационно-логического приборного блока 6 (ИЛБ) с радиаторами +Y, -Y (см. фиг.8 и 9, где 6 - ИЛБ; 4 - приборы; 16 и 17 - радиаторы +Y, -Y, являющиеся частью Н-образной сотовой панели с встроенными прямыми тепловыми трубами 28 и П-образными тепловыми трубами 27; 31 - приборная центральная панель; ИЛБ является частью модуля служебных систем (МСС));- information-logical instrument unit 6 (ILB) with radiators + Y, -Y (see Fig. 8 and 9, where 6 - ILB; 4 - devices; 16 and 17 - radiators + Y, -Y, which are part of H- shaped honeycomb panel with built-in direct heat pipes 28 and U-shaped heat pipes 27; 31 - dashboard center panel; ILB is part of the service systems module (MSS));

- энергодвигательного приборного блока 7 (ЭДБ) с радиаторами +Z, -Z (см. фиг.10, где: 5 - приборы; 7 - ЭДБ; 28, 29, 30 - встроенные в сотовую панель U-образной конфигурации U (П)-образные тепловые трубы; ЭДБ является частью модуля служебных систем (МСС);- energy-driven instrument unit 7 (EDB) with radiators + Z, -Z (see Fig. 10, where: 5 - devices; 7 - EDB; 28, 29, 30 - U (P) configurations embedded in the honeycomb panel -shaped heat pipes; EDB is part of the service systems module (MSS);

предусматривают сборку спутника: объединяют в единое целое по механическим, электрическим интерфейсам МПН и МСС (в том числе: приборный блок полезной нагрузки 3 плюс ИЛБ 6 с ЭДБ 7) и считают, что изготовление (сборка) спутника завершено и он готов к запуску на рабочую орбиту.they provide for satellite assembly: they are combined into a single unit along the mechanical, electrical interfaces of MPN and MSS (including: payload dashboard 3 plus ILB 6 with EDB 7) and they believe that the satellite has been completed (assembled) and is ready for launch orbit.

Как было показано выше, существенным недостатком известного технического решения является увеличение массы космического аппарата из-за применения в его конструкции панелей радиаторов недостаточно совершенной конструкции, имеющих относительно большую массу.As shown above, a significant drawback of the known technical solution is the increase in the mass of the spacecraft due to the use in its design of radiator panels of an insufficiently perfect design having a relatively large mass.

Целью предлагаемого авторами технического решения является устранение вышеперечисленного существенного недостатка.The aim of the proposed technical solution is to eliminate the above significant drawback.

Поставленная цель достигается выполнением компоновки космического аппарата таким образом, что предусмотренные для радиаторов коллекторы для циркуляции теплоносителя, соединенные с встроенными в приборных панелях коллекторами для циркуляции теплоносителя и совместно с ними образующие замкнутые циркуляционные контуры, устанавливают на наружных поверхностях внутренних обшивок их сотовых панелей напротив зон испарения тепловых труб, встроенных в сотовые панели радиаторов с размещением их зон конденсации параллельно оси +Y (-Y) аппарата, а зон испарения - по отношению к зонам конденсации, в направлении параллельно оси +Х аппарата, причем над каждым вышеназванным коллектором радиаторов устанавливают защитный экран, что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.This goal is achieved by arranging the spacecraft in such a way that the collectors for the heat carrier circulated for the radiators, connected to the collectors integrated in the instrument panels for circulating the heat carrier and together with them forming closed circulation circuits, are installed on the outer surfaces of the inner skin of their cell panels opposite to the evaporation zones heat pipes embedded in the radiator honeycomb panels with the placement of their condensation zones parallel to the + Y (-Y) axis And evaporation zones - in relation to the areas of condensation, in a direction parallel to the axis X + apparatus, wherein each of the aforesaid collector radiators mounted protective shield, which is, according to the authors, the essential distinctive features of the proposed technical solutions 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 заявляемом изобретении.As a result of the analysis conducted by the authors of the 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 invention.

По предлагаемому способу (см. фиг.1-5) компоновку космического аппарата выполняют следующим образом:According to the proposed method (see Fig.1-5) the layout of the spacecraft is performed as follows:

- предусматривают изготовление:- provide for the manufacture of:

- сотовых панелей радиаторов 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 с встроенными в них тепловыми трубами 1.1.5, 1.1.6 (см. фиг.2, 3, 4; аналогично для других вышеуказанных панелей радиаторов) с внутренним диаметром, например, 6,3 мм, с размещением зон конденсации 1.1.5.1, 1.1.6.1 (см. фиг.4) параллельно оси +Y (-Y) космического аппарата, а зон испарения 1.1.5.2, 1.1.6.2 (см. фиг.3) - по отношению к зонам конденсации - в направлении параллельно оси +Х аппарата;- honeycomb radiator panels 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 with heat pipes 1.1.5, 1.1.6 embedded in them (see Figs. 2, 3, 4; similarly for the other radiator panels mentioned above) with an inner diameter of, for example, 6, 3 mm, with the placement of the condensation zones 1.1.5.1, 1.1.6.1 (see figure 4) parallel to the axis + Y (-Y) of the spacecraft, and the evaporation zones 1.1.5.2, 1.1.6.2 (see figure 3) - in relation to condensation zones - in a direction parallel to the + X axis of the apparatus;

- коллекторов 1.1.7, 1.1.8 для циркуляции теплоносителя, предназначенных для установки (см. фиг.3) на наружных поверхностях 1.1.2.1 внутренних обшивок 1.1.2 сотовых панелей 1.1 радиаторов (на фиг.3: 1.1 - сотовая панель; 1.1.1 - сотовый заполнитель; 1.1.2 - внутренняя обшивка; 1.1.2.1 и 1.1.2.2 - наружная и внутренняя поверхности соответственно внутренней обшивки 1.1.2; 1.1.3 - наружная обшивка; 1.1.3.1 и 1.1.3.2 - наружная и внутренняя поверхности соответственно наружной обшивки 1.1.3; 1.1.10 - оптический солнечный отражатель);- collectors 1.1.7, 1.1.8 for circulation of the coolant intended for installation (see Fig. 3) on the outer surfaces 1.1.2.1 of the inner skin 1.1.2 of the honeycomb panels 1.1 of the radiators (in Fig. 3: 1.1 - honeycomb panel; 1.1 .1 - honeycomb; 1.1.2 - inner lining; 1.1.2.1 and 1.1.2.2 - outer and inner surfaces respectively of inner lining 1.1.2; 1.1.3 - outer lining; 1.1.3.1 and 1.1.3.2 - outer and inner surface, respectively, of the outer skin 1.1.3; 1.1.10 - optical solar reflector);

- защитных экранов 1.1.9 (см. фиг.3), предназначенных для установки над коллекторами 1.1.7 (1.1.8) для циркуляции теплоносителя, размещенными на наружных поверхностях 1.1.2.1 внутренних обшивок 1.1.2 сотовых панелей 1.1 радиаторов;- protective shields 1.1.9 (see FIG. 3) intended for installation above collectors 1.1.7 (1.1.8) for the circulation of coolant placed on the outer surfaces 1.1.2.1 of the inner skin 1.1.2 of the honeycomb panels 1.1 of the radiators;

- по отдельности МПН 1 и МСС 2, объединяемых в единое целое по механическим, электрическим и гидравлическим интерфейсам на заключительном этапе изготовления перед испытаниями собранного космического аппарата;- individually MPN 1 and MSS 2, combined into a single unit by mechanical, electrical and hydraulic interfaces at the final stage of manufacture before testing the assembled spacecraft;

- трехслойных сотовых (приборных) панелей 1.3, 1.4, 1.5, 2.3, 2.4, 2.5 с встроенными в них сдублированными (функционально одинаковыми и независимыми) коллекторами для циркуляции теплоносителя - см. фиг.5 (аналогично для других вышеуказанных панелей): 1.3 - трехслойная сотовая приборная панель; 1.3.3, 1.3.4 - приборы; 1.3.1, 1.3.2 - коллекторы для циркуляции теплоносителя; 1.3.11 - ЭВТИ - экранно-вакуумная теплоизоляция (для исключения нерегулируемого теплообмена и уменьшения до минимума поступления внешнего солнечного теплового потока на грани спутника по направлении осей +Х, -X, +Y, -Y);- three-layer honeycomb (instrument) panels 1.3, 1.4, 1.5, 2.3, 2.4, 2.5 with integrated duplicated (functionally identical and independent) collectors in them for circulation of the coolant - see Fig. 5 (similarly for the other above-mentioned panels): 1.3 - three-layer honeycomb dashboard; 1.3.3, 1.3.4 - devices; 1.3.1, 1.3.2 - collectors for coolant circulation; 1.3.11 - EVTI - screen-vacuum thermal insulation (to exclude unregulated heat transfer and minimize the external solar heat flux on the edge of the satellite in the direction of the axes + X, -X, + Y, -Y);

- устанавливают трехслойные сотовые панели радиаторов МПН и МСС 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 с встроенными в них тепловыми трубами 1.1.5, 1.1.6 (см. фиг.2; аналогично для других панелей радиаторов) в плоскостях, перпендикулярных к осям +Z, -Z аппарата (северная и южная стороны спутника; излучающие поверхности панелей радиаторов, обращенные на север и юг, покрыты оптическими солнечными отражателями 1.1.10 - см. фиг.3, 4));- install three-layer honeycomb panels of MPN and MCC radiators 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 with heat pipes 1.1.5, 1.1.6 built into them (see figure 2; similarly for other radiator panels) in planes perpendicular to the + Z axes , -Z apparatus (north and south sides of the satellite; the radiating surfaces of the radiator panels facing north and south are covered with optical solar reflectors 1.1.10 - see Figs. 3, 4));

- между панелями радиаторов 1.1, 1.2, 2.1, 2.2 устанавливают трехслойные сотовые панели 1.3, 1.4, 1.5, 2.3, 2.4, 2.5 с встроенными в них сдублированными коллекторами 1.3.1, 1.3.2 (см. фиг.5; аналогично для других вышеуказанных панелей) и на них напротив расположения коллекторов размещают большую часть приборов 1.3.3, 1.3.4 спутника (см. фиг.5) (другую часть приборов 1.1.4 (см. фиг.4) спутника с относительно небольшими тепловыделениями и с широкими допустимыми изменениями рабочих температур размещают на поверхностях панелей радиаторов 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, расположив их напротив излучающих поверхностей 1.1.10);- between the radiator panels 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, three-layer honeycomb panels 1.3, 1.4, 1.5, 2.3, 2.4, 2.5 are installed with the duplicated collectors 1.3.1, 1.3.2 built into them (see figure 5; similarly for the other above panels) and on them opposite the location of the collectors place most of the satellite devices 1.3.3, 1.3.4 (see figure 5) (the other part of the devices 1.1.4 (see figure 4) of the satellite with relatively small heat and with wide allowable changes in operating temperatures are placed on the surfaces of the radiator panels 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, placing them opposite the radiation guide surfaces 1.1.10);

- устанавливают (прикрепляют) - см. фиг.3 - коллекторы 1.1.7 и 1.1.8 радиаторов для циркуляции теплоносителя на наружных поверхностях 1.1.2.1 внутренних обшивок 1.1.2 их сотовых панелей 1.1 напротив зон испарения 1.1.6.2 (1.1.5.2) тепловых труб 1.1.6, 1.1.5, встроенных в сотовые панели 1.1 радиаторов с размещением (см. фиг.4) зон конденсации 1.1.6.1 (1.1.5.1) параллельно оси +Y (-Y), а зон испарения (см. фиг.3) 1.1.6.2, 1.1.5.2 - по отношению к зонам конденсации - в направлении параллельно оси +Х аппарата;- install (attach) - see figure 3 - radiator collectors 1.1.7 and 1.1.8 for circulation of the coolant on the outer surfaces 1.1.2.1 of the inner skin 1.1.2 of their honeycomb panels 1.1 opposite the evaporation zones 1.1.6.2 (1.1.5.2) heat pipes 1.1.6, 1.1.5, embedded in the honeycomb panels 1.1 of radiators with the placement (see Fig. 4) of condensation zones 1.1.6.1 (1.1.5.1) parallel to the + Y (-Y) axis, and evaporation zones (see figure 3) 1.1.6.2, 1.1.5.2 - in relation to the condensation zones - in the direction parallel to the axis + X of the apparatus;

- соединяют трубопроводами встроенные в сотовые панели коллекторы и коллекторы, установленные на панелях радиаторов, образовав два замкнутых сдублированных, функционально одинаковых и независимых гидравлических контура для циркуляции теплоносителя (циркуляцию теплоносителя по каждому замкнутому контуру осуществляет электронасосный агрегат, предусмотренный в каждом контуре);- connect by pipelines the collectors and collectors installed in the honeycomb panels installed on the radiator panels, forming two closed duplicated, functionally identical and independent hydraulic circuits for circulating the coolant (circulation of the coolant through each closed circuit is carried out by an electric pump unit provided in each circuit);

- над каждым вышеуказанным коллектором 1.1.7, 1.1.8 радиаторов устанавливают защитный экран 1.9 (см. фиг.3) (например, экран из латунной ленты толщиной 0,1 мм в два слоя).- over each of the above collectors 1.1.7, 1.1.8 radiators install a protective screen 1.9 (see figure 3) (for example, a screen of brass tape with a thickness of 0.1 mm in two layers).

Встроенные в сотовые приборные панели коллекторы и коллекторы, установленные на сотовых панелях радиаторов, соединяют трубопроводами таким образом, что образуется два замкнутых гидравлических контура, объединяющих соответствующие коллекторы всех панелей, в том числе коллекторы радиаторов, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к осям +Z, -Z.The collectors and collectors installed on the honeycomb panels of radiators built into the honeycomb dashboards are connected by pipelines in such a way that two closed hydraulic circuits are formed, combining the corresponding collectors of all panels, including radiator collectors located in planes perpendicular to the + Z axes, - Z.

Таким образом, внешний тепловой поток с освещенной Солнцем панели радиатора переносится жидким теплоносителем на неосвещенную панель, тем самым позволяя уменьшить суммарную площадь (и массу) радиаторов, обеспечивая тот же уровень максимальных температур.Thus, the external heat flux from the radiator panel illuminated by the Sun is transferred by the liquid coolant to the unlit panel, thereby reducing the total area (and weight) of the radiators, ensuring the same level of maximum temperatures.

Следует дополнительно отметить, что в результате такой компоновки космического аппарата обеспечивается работоспособность тепловых труб при наземных испытаниях аппарата как в вертикальной, так и в горизонтальной термобарокамере.It should be additionally noted that as a result of such a spacecraft arrangement, the operability of heat pipes is ensured during ground tests of the device in both vertical and horizontal pressure chamber.

Для повышения надежности коллекторы панелей радиаторов защищены от воздействия микрометеоритов и техногенных частиц защитными экранами.To increase reliability, the collectors of the radiator panels are protected from the effects of micrometeorites and technogenic particles by protective shields.

Работа скомпонованного по предложенному способу космического аппарата происходит следующим образом.The operation of a spacecraft arranged according to the proposed method is as follows.

Избыточное тепло, выделяющееся при работе приборов 1.3.3, 1.3.4 спутника, посредством теплопередачи передается теплоносителю, циркулирующему через коллекторы 1.3.1, 1.3.2, встроенные в сотовые панели 1.3, 1.4, 1.5, 2.3, 2.4, 2.5 и проложенные под приборами, и далее нагретый теплоноситель поступает в коллекторы радиаторов 1.1.7, 1.1.8, и избыточное тепло посредством теплопередачи передается от циркулирующего теплоносителя обшивкам радиаторов и испарительным зонам 1.1.5.2, 1.1.6.2 тепловых труб 1.1.5, 1.1.6, встроенных в сотовые панели радиаторов. Тепловые трубы равномерно распределяют тепловой поток по наружной обшивке радиаторов, после чего он излучается в космическое пространство.The excess heat generated during the operation of satellite devices 1.3.3, 1.3.4 is transferred through heat transfer to the coolant circulating through the collectors 1.3.1, 1.3.2, built into the honeycomb panels 1.3, 1.4, 1.5, 2.3, 2.4, 2.5 and laid under devices, and then the heated coolant enters the radiator collectors 1.1.7, 1.1.8, and the excess heat is transferred through the heat transfer from the circulating coolant to the radiator sheaths and evaporative zones 1.1.5.2, 1.1.6.2 of the heat pipes 1.1.5, 1.1.6, built-in into the honeycomb panels of radiators. Heat pipes evenly distribute the heat flux along the outer skin of the radiators, after which it is radiated into outer space.

Таким образом:In this way:

- тепловые трубы, встроенные в сотовые панели +Z, -Z радиаторов, выполняют следующие функции:- heat pipes embedded in the honeycomb panels + Z, -Z radiators, perform the following functions:

- отвод избыточного тепла от приборов, установленных на панелях +Z, -Z радиаторов;- removal of excess heat from devices installed on the panels + Z, -Z radiators;

- отвод тепла от теплообменных участков коллекторов, прикрепленных к панелям +Z, -Z радиаторов;- heat removal from heat exchange sections of collectors attached to panels + Z, -Z radiators;

- равномерное распределение тепла по панелям +Z, -Z радиаторов;- uniform distribution of heat on the panels + Z, -Z radiators;

- жидкостные коллекторы, встроенные в сотовые приборные панели и прикрепленные к панелям +Z, -Z радиаторов, выполняют следующие функции:- liquid collectors built into the honeycomb dashboards and attached to the panels + Z, -Z radiators, perform the following functions:

- отвод избыточного тепла от приборов, установленных на сотовых приборных панелях МПН и МСС, и частично от приборов, установленных на панелях +Z, -Z радиаторов;- removal of excess heat from devices installed on the mobile instrument panels MPN and MSS, and partially from devices installed on the panels + Z, -Z radiators;

- перенос избыточного теплового потока между панелями +Z, -Z радиаторов;- transfer of excess heat flux between the panels + Z, -Z radiators;

- выравнивание температурных полей на сотовых приборных панелях и в отдельных («горячих») температурных зонах на панелях +Z, -Z радиаторов;- alignment of temperature fields on cellular dashboards and in separate ("hot") temperature zones on panels + Z, -Z radiators;

- выполнение функций вертикально ориентированных (в смысле - относительно наземных испытаний) тепловых труб, что способствует проведению наземных испытаний собранного спутника на работоспособность как в горизонтальном, так и в вертикальном его положении; и, как показал анализ, в результате комплексной работы тепловых труб и коллекторов для обеспечения требуемого теплоотвода в космическое пространство потребуется относительно уменьшенная потребная суммарная площадь панелей +Z, -Z радиаторов.- performing the functions of vertically oriented (in the sense - with respect to ground tests) heat pipes, which contributes to conducting ground tests of the assembled satellite for operability both in its horizontal and vertical position; and, as analysis has shown, as a result of the integrated operation of heat pipes and collectors to provide the required heat sink to outer space, a relatively reduced total required area of panels + Z, -Z radiators will be required.

Анализ показал:The analysis showed:

- в результате применения в сотовых панелях +Z, -Z радиаторов встроенных и оригинально расположенных согласно предложенному техническому решению тепловых труб и размещения коллекторов для циркуляции теплоносителя на наружных поверхностях внутренних обшивок вышеуказанных панелей радиаторов и одновременно исключения из состава спутника относительно тяжелых (и сложных) панелей +Y, -Y радиаторов обеспечивается, например, для спутника с тепловой нагрузкой 4000 Вт суммарное снижение массы радиаторов спутника не менее чем на 3%;- as a result of the use of radiators built-in and originally arranged according to the proposed technical solution in the + Z, -Z honeycomb panels and the placement of collectors for circulating the coolant on the outer surfaces of the inner casing of the above radiator panels and at the same time eliminating relatively heavy (and complex) panels from the satellite + Y, -Y radiators is provided, for example, for a satellite with a heat load of 4000 W; the total reduction in the mass of the satellite radiators is not less than 3%;

- кроме того, обеспечивается относительное снижение массы спутника в целом в результате обеспечения повышенной компактности спутника в результате установки приборов на сотовых приборных панелях с встроенными в них коллекторами для циркуляции теплоносителя, размещенных между панелями +Z, -Z радиаторов как МПН, так и МСС, и переноса избыточного тепла, выделяющегося при их работе, циркулирующим по коллекторам теплоносителем на панели +Z, -Z радиаторов с оригинально встроенными в них тепловыми трубами согласно предложенному техническому решению, т.е. тем самым достигаются цели изобретения.- in addition, a relative decrease in the mass of the satellite as a whole is ensured as a result of the increased compactness of the satellite as a result of the installation of devices on cellular dashboards with collectors built in them for circulating coolant located between the + Z, -Z panels of both MPN and MCC radiators, and transfer of excess heat generated during their operation, circulating through the collectors with coolant on the panel + Z, -Z radiators with heat pipes originally built into them according to the proposed technical solution uw, ie thereby achieving the objectives of the invention.

В настоящее время предложенное авторами техническое решение отражено в технической документации на разработку телекоммуникационного спутника.Currently, the technical solution proposed by the authors is reflected in the technical documentation for the development of a telecommunication satellite.

Claims (1)

Способ компоновки космического аппарата, включающий выполнение аппарата состоящим из двух модулей: модуля служебных систем и модуля полезной нагрузки, радиаторы которых, выполненные из трехслойных сотовых панелей с встроенными в них тепловыми трубами, размещают в плоскостях, перпендикулярных осям +Z и -Z аппарата, а приборы указанных модулей устанавливают на наружных поверхностях внутренних обшивок указанных панелей радиаторов этих модулей и на поверхностях трехслойных сотовых приборных панелей, размещенных между указанными панелями радиаторов, отличающийся тем, что предусмотренные для указанных радиаторов коллекторы для циркуляции теплоносителя соединяют с коллекторами для циркуляции теплоносителя, встроенными в приборные панели, образуя из тех и других коллекторов замкнутые циркуляционные контуры, и устанавливают коллекторы указанных радиаторов на наружных поверхностях внутренних обшивок сотовых панелей радиаторов напротив зон испарения тепловых труб, встроенных в указанные сотовые панели радиаторов, с размещением зон конденсации этих тепловых труб параллельно осям +Y или -Y аппарата, а зон испарения - относительно зон конденсации - в направлении, параллельном оси +Х аппарата, причем над каждым коллектором указанных радиаторов устанавливают защитный экран. The spacecraft layout method, including the implementation of the device consisting of two modules: a service system module and a payload module, the radiators of which are made of three-layer honeycomb panels with heat pipes built into them, are placed in planes perpendicular to the + Z and -Z axes of the device, and the devices of these modules are installed on the outer surfaces of the inner casing of these panels of radiators of these modules and on the surfaces of three-layer honeycomb dashboards placed between these panels radiators, characterized in that the collectors for the coolant provided for the said radiators are connected to the collectors for the coolant circulation integrated in the dashboards, forming closed circulation circuits from both collectors, and the collectors of these radiators are installed on the outer surfaces of the inner skin of the cell radiator panels opposite zones of evaporation of heat pipes embedded in these honeycomb panels of radiators, with the placement of condensation zones of these heat pipes in parallel flax axis + Y or -Y apparatus and vaporization zone - with respect to the condensation zone - in a direction parallel to the axis X + apparatus, wherein the collector of each of said set of radiators shield.
RU2007132760/11A 2007-08-30 2007-08-30 Space vehicle layout design method RU2362713C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007132760/11A RU2362713C2 (en) 2007-08-30 2007-08-30 Space vehicle layout design method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007132760/11A RU2362713C2 (en) 2007-08-30 2007-08-30 Space vehicle layout design method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007132760A RU2007132760A (en) 2009-03-10
RU2362713C2 true RU2362713C2 (en) 2009-07-27

Family

ID=40528156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007132760/11A RU2362713C2 (en) 2007-08-30 2007-08-30 Space vehicle layout design method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2362713C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446997C2 (en) * 2010-05-17 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Method of forecasting and maintaining spaceship normal operation term
RU2463219C1 (en) * 2011-04-26 2012-10-10 Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Space vehicle
RU2513324C1 (en) * 2012-10-04 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Spacecraft thermal control system
RU2542797C2 (en) * 2013-04-17 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Method of constructing spacecraft
RU196175U1 (en) * 2019-10-16 2020-02-19 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» Spacecraft heat transfer panel

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446997C2 (en) * 2010-05-17 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" Method of forecasting and maintaining spaceship normal operation term
RU2463219C1 (en) * 2011-04-26 2012-10-10 Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" Space vehicle
RU2513324C1 (en) * 2012-10-04 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Spacecraft thermal control system
RU2542797C2 (en) * 2013-04-17 2015-02-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Method of constructing spacecraft
RU196175U1 (en) * 2019-10-16 2020-02-19 Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» Spacecraft heat transfer panel

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007132760A (en) 2009-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8967547B2 (en) Spacecraft east-west radiator assembly
RU2362713C2 (en) Space vehicle layout design method
US9889951B1 (en) Spacecraft east-west radiator assembly
CN112034873B (en) MEO navigation satellite thermal control system
JPH05193592A (en) Heat controller for space-ship
JP2004168285A (en) Modular architecture for thermal control of spacecraft
CN107249984B (en) Spacecraft
CN102963545A (en) Infrared lamp array heating system
JPH1191699A (en) High power spacecraft using whole surface thereof
RU2092398C1 (en) Module-construction space vehicle
GB2365105A (en) Spacecraft radiator system using a heat pump
RU2353553C2 (en) Space vehicle arrangement method
RU2329922C2 (en) Method of thermocontrol of spacecraft and device for implementation of this method
RU2237600C2 (en) Spacecraft temperature control system
RU2346859C2 (en) Method of assembling spacecraft
RU2541598C2 (en) Method of constructing spacecraft
RU2369537C2 (en) Method of assembling spacecraft
JP2013233906A (en) Spacecraft
RU2542797C2 (en) Method of constructing spacecraft
RU2819232C1 (en) Spacecraft
US11299296B2 (en) Spacecraft
RU2221733C2 (en) Spacecraft temperature control system
Sozbir et al. Design of thermal control subsystem for TUSAT telecommunication satellite
RU2579374C1 (en) Spacecraft power supply system
RU2362711C1 (en) Space vehicle temperature control system

Legal Events

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

Effective date: 20140831