RU2374149C1 - Method to control spacecraft thermal control system quality - Google Patents
Method to control spacecraft thermal control system quality Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374149C1 RU2374149C1 RU2008124920/11A RU2008124920A RU2374149C1 RU 2374149 C1 RU2374149 C1 RU 2374149C1 RU 2008124920/11 A RU2008124920/11 A RU 2008124920/11A RU 2008124920 A RU2008124920 A RU 2008124920A RU 2374149 C1 RU2374149 C1 RU 2374149C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- accumulator
- coolant
- pressure
- bellows
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение, созданное авторами в порядке выполнения служебного задания, относится к космической технике, в частности к способам контроля качества систем терморегулирования (СТР) телекоммуникационных спутников.The invention, created by the authors in the order of performance of an assignment, relates to space technology, in particular to methods for controlling the quality of thermal control systems (CTP) of telecommunication satellites.
Известны способы контроля качества СТР космического аппарата (КА) по патенту Российской Федерации №2209750 (заявка №2001111913 от 27.04.2001) [1] и КА на базе патента №2151722 (заявка №99102571 от 08.02.1999) [2], на основе которых в процессе изготовления, испытаний и эксплуатации СТР (включающих в себя гидроаккумуляторы - компенсаторы объема, имеющие жидкостную полость с теплоносителем, соединенную с жидкостным трактом, где осуществляется циркуляция теплоносителя (однофазного или двухфазного) по замкнутому контуру с помощью электронасосного агрегата (ЭНА), и газовую полость, частично заполненную двухфазной рабочей жидкостью (не более 0,2 дм3) - двухфазным рабочим телом, имеющим при выбранных рабочих температурах жидкую и паровую фазы), например, на этапе заправки из полностью заправленного теплоносителем жидкостного контура (включающего в себя замкнутый жидкостный тракт для циркуляции теплоносителя плюс жидкостную полость гидроаккумулятора) сливают (должны) требуемую согласно технической документации дозу (например, 2 дм3) теплоносителя через концевой вентиль жидкостного контура СТР, соединенного через наземные отсечные вентили линиями с заправочным и сливным баками, вакуумным насосом и источником сжатого газа, и после слива дозы теплоносителя из жидкостного контура с помощью съемного технологического устройства, устанавливаемого на гидроаккумуляторе, содержащего герконы, проверяют (например, с целью исключения возможной ошибки операторов при сливе дозы теплоносителя) образовавшуюся величину объема газовой полости гидроаккумулятора и сравнивают с требуемой слитой дозой - в случае качественно проведенного слива дозы теплоносителя и, следовательно, в случае наличия требуемой массы теплоносителя в жидкостном контуре СТР, величина требуемой слитой дозы теплоносителя должна совпадать с объемом газовой полости за вычетом ее конструктивно минимально возможного объема газовой полости, определенного автономно на этапе изготовления гидроаккумулятора. Как видно из изложенного, для обеспечения контроля газовой полости гидроаккумулятора с помощью вышеуказанного технологического устройства гидроаккумулятор на КА должен быть установлен таким образом, чтобы к нему был свободный доступ и свободное пространство вокруг него для установки вышеуказанного съемного устройства, т.е. вокруг гидроаккумулятора необходимо предусмотреть свободный объем за счет выделенного рабочего объема, предназначенного для установки приборов КА.Known methods for controlling the quality of spacecraft (SC) spacecraft according to the patent of the Russian Federation No. 2209750 (application No. 2001111913 of 04/27/2001) [1] and spacecraft based on the patent No. 2151722 (application No. 99102571 of 02/08/1999) [2], based on which in the process of manufacturing, testing and operation of the STR (including hydraulic accumulators - volume compensators, having a liquid cavity with a coolant connected to the liquid path, where the coolant is circulated (single-phase or two-phase) in a closed loop using an electric pump unit (ENA), and gas w cavity partially filled with a two-phase working fluid (not more than 0.2 dm 3) - two-phase working fluid, having at the chosen operating temperature liquid and vapor phase), such as the filling step of completely filled by the coolant liquid circuit (including a closed fluid path for circulating the liquid coolant cavity plus accumulator) are fused (have) the desired dosage according to the technical documentation (e.g., 2 dm 3) of coolant liquid through the end gate circuit CTP compound o through ground shut-off valves with lines with a refueling and drain tanks, a vacuum pump and a source of compressed gas, and after draining the dose of coolant from the liquid circuit using a removable technological device mounted on a hydraulic accumulator containing reed switches, check (for example, to exclude possible operator error when draining the coolant dose), the resulting value of the volume of the gas cavity of the accumulator and is compared with the required fused dose - in the case of a qualitatively carried out discharge of the heat the carrier and, therefore, in the case of the presence of the required mass of the coolant in the STP fluid circuit, the required drained dose of the coolant must coincide with the volume of the gas cavity minus its structurally minimum possible volume of the gas cavity determined autonomously at the stage of manufacture of the hydraulic accumulator. As can be seen from the above, to ensure control of the gas cavity of the accumulator using the above technological device, the accumulator on the spacecraft must be installed so that it has free access and free space around it to install the above removable device, i.e. around the accumulator it is necessary to provide free volume due to the allocated working volume intended for the installation of spacecraft instruments.
Кроме того, для обеспечения периодического контроля качества СТР в условиях орбитального функционирования по параметру: «Наличие требуемой массы теплоносителя в жидкостном контуре СТР» (означающее, что жидкостный контур герметичен) в составе СТР необходимо предусмотреть штатное устройство, содержащее герконы, и блок контроля его работы, что потребует увеличения массы СТР и, следовательно, потребует, например, уменьшения количества устанавливаемых приборов на борту КА.In addition, to ensure periodic monitoring of the quality of the STR in conditions of orbital operation, according to the parameter: “The presence of the required mass of coolant in the liquid circuit of the STR” (meaning that the liquid circuit is tight), a standard device containing reed switches and a control unit for its operation must be provided as part of the STR , which will require an increase in the mass of the STR and, therefore, will require, for example, a decrease in the number of installed devices onboard the spacecraft.
Таким образом, существенным недостатком известных способов контроля качества СТР является то, что при использовании их обеспечивается снижение коэффициента заполнения приборами КА выделенного рабочего объема и для размещения всей предусмотренной массы приборов потребуются увеличенные габариты КА с соответствующим увеличением массы его конструкции.Thus, a significant drawback of the known methods for controlling the quality of the STR is that when they are used, a reduction in the fill factor of the spacecraft of the allocated working volume by the spacecraft devices and to accommodate the entire envisaged mass of devices will require increased spacecraft dimensions with a corresponding increase in the mass of its structure.
Анализ источников информации по патентной и научно-технической литературе показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является способ контроля качества СТР КА по [1].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 a method for controlling the quality of STR KA according to [1].
Известный способ контроля качества СТР включает в себя следующие основные последовательно выполняемые операции (см. фиг.2):The known method of quality control PAGE includes the following main sequentially performed operations (see figure 2):
- изготавливают комплектующие элементы СТР (в том числе гидроаккумулятор 1.1.2: в процессе изготовления его измеряют конструктивно минимально возможный объем газовой полости) и осуществляют монтаж (сборку) СТР на конструкции космического аппарата (1 - космический аппарат; 1.1 - система терморегулирования; 1.1.1 - жидкостный тракт; 1.1.2 - гидроаккумулятор (компенсатор объема) (1.1.2.1 - жидкостная полость с теплоносителем; 1.1.2.2 - газовая полость с двухфазной рабочей жидкостью; 1.1.2.3 - сильфон); 1.1.3 - электронасосный агрегат (ЭНА); 1.1.4 - панель, на которой установлены приборы КА; 1.1.5 - радиатор; 1.1.6 - вентиль заправочный; 1.1.7 - датчик давления; 1.1.8 - датчик температуры);- they make the components of the STR (including the accumulator 1.1.2: during the manufacturing process it measures the smallest possible volume of the gas cavity) and install (assemble) the STR on the structure of the spacecraft (1 - spacecraft; 1.1 - thermal control system; 1.1. 1 - a liquid path; 1.1.2 - a hydraulic accumulator (volume compensator) (1.1.2.1 - a liquid cavity with a coolant; 1.1.2.2 - a gas cavity with a two-phase working fluid; 1.1.2.3 - a bellows); 1.1.3 - an electric pump unit (ENA ); 1.1.4 - the panel on which it is installed KA devices are installed; 1.1.5 - radiator; 1.1.6 - filling valve; 1.1.7 - pressure sensor; 1.1.8 - temperature sensor);
- производят проверку степени герметичности жидкостного контура на соответствие требуемой норме и осуществляют полную заправку предварительно отвакуумированного жидкостного контура отдеаэрированным теплоносителем;- they check the degree of tightness of the liquid circuit for compliance with the required norm and carry out a complete filling of the previously evacuated liquid circuit with a deaerated coolant;
- устанавливают на гидроаккумулятор 1.1.2 (газовая полость 1.1.2.2 гидроаккумулятора частично заполнена двухфазной рабочей жидкостью и разделена от его жидкостной полости 1.1.2.1 сильфоном 1.1.2.3; жидкостная полость соединена с жидкостным трактом 1.1.1 контура) технологическое устройство с герконами 2 и соединяют его с пультом 3 контроля работы устройства;- install on the hydraulic accumulator 1.1.2 (the gas cavity 1.1.2.2 of the hydraulic accumulator is partially filled with a two-phase working fluid and separated from its liquid cavity 1.1.2.1 by a bellows 1.1.2.3; the liquid cavity is connected to the liquid path 1.1.1 of the circuit) a technological device with
- измеряют температуры заправленного теплоносителя по нескольким датчикам температуры 1.1.8 (например, по пяти датчикам, установленным на жидкостном тракте на различных уровнях) и определяют среднюю температуру теплоносителя в жидкостном контуре;- measure the temperature of the filled coolant according to several temperature sensors 1.1.8 (for example, five sensors installed on the liquid path at different levels) and determine the average temperature of the coolant in the liquid circuit;
- сливают требуемую дозу теплоносителя в емкость заправщика (величина требуемой сливаемой дозы зависит от количества заправленного теплоносителя, его средней температуры, рабочего диапазона температур и требуемого запаса теплоносителя в условиях эксплуатации СТР);- the required dose of coolant is poured into the tanker’s capacity (the amount of the required drained dose depends on the amount of filled coolant, its average temperature, the operating temperature range and the required coolant supply under the conditions of operation of the CTP);
- контролируют с помощью устройства с герконами 2 образовавшуюся действительную величину объема газовой полости 1.1.2.2 гидроаккумулятора 1.1.2 после слива дозы теплоносителя, которая при качественном изготовлении должна соответствовать требуемой величине, определенной (например, в случае, когда слили такую величину дозы теплоносителя, что один из номеров геркона замкнулся) по следующему соотношению:- using a device with
VГ.П.=VГ.П.мин+VЖ.К.·β·(tмакс-t),V G.P. = V G.P.min + V J.K. Β · (t max -t),
где VГ.П. - требуемый объем газовой полости, дм3;where V G.P. - the required volume of the gas cavity, dm 3 ;
VГ.П.мин - минимальный объем газовой полости, измеренный при изготовлении гидроаккумулятора, дм3;V G.P.min - the minimum volume of the gas cavity, measured during the manufacture of the accumulator, dm 3 ;
VЖ.К. - максимальный заполняемый теплоносителем объем жидкостного контура, измеренный при изготовлении его, дм3;V J.K. - the maximum volume of the liquid circuit filled with the coolant, measured during its manufacture, dm 3 ;
β - коэффициент температурного изменения объема теплоносителя, 1/°С;β is the coefficient of temperature change in the volume of coolant, 1 / ° C;
tмакс - максимальная температура теплоносителя, при которой объем теплоносителя в жидкостном контуре максимальный, °С;t max - the maximum temperature of the coolant at which the maximum volume of coolant in the liquid circuit, ° C;
t - измеренная температура теплоносителя, °С;t is the measured temperature of the coolant, ° C;
- проверяют нормальное функционирование жидкостного контура СТР, для чего включают в работу электронасосный агрегат (ЭНА) и контролируют соответствия требуемым нормам измеренных величин расхода, давления и температур в жидкостном контуре и параметров ЭНА.- check the normal functioning of the liquid circuit of the CTP, for which they switch on the operation of the electric pump unit (ENA) and monitor the compliance with the required norms of the measured values of flow, pressure and temperature in the liquid circuit and the parameters of the ENA.
Если на всех вышеуказанных этапах изготовления и испытаний контролируемые параметры СТР соответствовали требуемым нормам, то считается, что СТР изготовлена качественно и допускается к дальнейшим комплексным испытаниям ее совместно с другими системами в составе КА.If at all of the above stages of manufacturing and testing the controlled parameters of the CTP corresponded to the required standards, then it is considered that the CTP is made qualitatively and is allowed for further complex tests together with other systems in the spacecraft.
Как было указано выше, существенным недостатком известного способа контроля качества СТР является то, что при использовании его обеспечивается снижение коэффициента заполнения приборами КА выделенного рабочего объема из-за ограничительных требований по компоновке гидроаккумулятора на борту КА и повышение массы его (гидроаккумулятор необходимо разметить на КА так, чтобы к нему был свободный доступ и вокруг него было достаточное свободное пространство для установки съемного технологического устройства или штатного бортового устройства, предназначенного для измерения объема газовой полости гидроаккумулятора).As mentioned above, a significant drawback of the known method of controlling the quality of the STR is that when it is used, it reduces the fill factor of the spacecraft allocated spacecraft due to restrictive requirements for the layout of the accumulator on board the spacecraft and increase its mass (the accumulator must be marked on the spacecraft as so that it has free access and there is sufficient free space around it for installing a removable technological device or a standard on-board device wa for measuring gas accumulator cavity volume).
Целью предлагаемого авторами технического решения является устранение вышеуказанного существенного недостатка.The aim of the proposed technical solution is to eliminate the above significant drawback.
Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля качества СТР КА, включающем периодический контроль наличия требуемой массы заправленного в жидкостный контур теплоносителя путем определения величины действительного объема герметизированной газовой полости гидроаккумулятора, частично заполненной двухфазной рабочей жидкостью, разделенной имеющим днище сильфоном от его жидкостной полости, соединенной с жидкостным трактом контура, измерением температуры заправленного в контур теплоносителя и минимально возможного объема газовой полости гидроаккумулятора при его изготовлении и сравнения упомянутого действительного объема газовой полости с требуемым объемом газовой полости гидроаккумулятора, перед определением действительного объема газовой полости гидроаккумулятора измеряют температуру газовой полости и величину давления теплоносителя в жидкостном тракте контура в месте установки датчика давления и действительный объем газовой полости определяют согласноThe goal is achieved by the fact that in the quality control method of the STR KA, which includes periodic monitoring of the presence of the required mass of the coolant charged into the liquid circuit by determining the actual volume of the sealed gas cavity of the accumulator, partially filled with a two-phase working fluid, separated by a bottom bellows from its liquid cavity, connected with the liquid path of the circuit, measuring the temperature of the coolant charged into the circuit and the smallest possible volume g the cavity of the accumulator during its manufacture and comparing the actual volume of the gas cavity with the required volume of the gas cavity of the accumulator, before determining the actual volume of the gas cavity of the accumulator, measure the temperature of the gas cavity and the pressure of the coolant in the liquid path of the circuit at the installation site of the pressure sensor and the actual volume of the gas cavity is determined according to
следующему соотношению:the following ratio:
где VГ.П.действ - действительный объем газовой полости гидроаккумулятора, дм3;where V G.P.action is the actual volume of the gas cavity of the accumulator, dm 3 ;
VГ.П.мин, VГ.П.макс - минимально и максимально возможные объемы газовой полости, измеренные при изготовлении гидроаккумулятора, дм3;V G.P.min , V G.P. max - the minimum and maximum possible volumes of the gas cavity, measured during the manufacture of the hydraulic accumulator, dm 3 ;
К - коэффициент, характеризующий нейтральное положение сильфона, когда перепад давлений между газовой и жидкостной полостями равен нулю, по данным изготовления гидроаккумулятора;K is the coefficient characterizing the neutral position of the bellows when the pressure drop between the gas and liquid cavities is zero, according to the manufacture of the accumulator;
ΔpГ.П.-Ж.П. V Г.П.макс, ΔрГ.П.-Ж.П. V Г.П.мин - минимально возможные значения перепадов давлений (между давлениями пара рабочей жидкости и теплоносителя) между газовой и жидкостной полостями гидроаккумулятора при измерении VГ.П.макс (сильфон растянут полностью) и VГ.П.мин (сильфон сжат полностью) соответственно по данным изготовления гидроаккумулятора, Па;Δp G.P.-ZH.P. V G.P. Max , Δr G.P.-ZH.P. V G.P.min - the minimum possible differential pressure (between the vapor pressure of the working fluid and the coolant) between the gas and liquid cavities of the accumulator when measuring V G.P. max (the bellows is fully extended) and V G.P.min (the bellows is compressed completely), respectively, according to the manufacture of the accumulator, Pa;
PSt - упругость насыщенного пара рабочей жидкости согласно данным технических условий на нее при измеренной выше температуре газовой полости гидроаккумулятора, Па;P St - the elasticity of the saturated steam of the working fluid according to the technical conditions for it at the above-measured temperature of the gas cavity of the accumulator, Pa;
РДД - измеренное давление теплоносителя в жидкостном тракте в месте установки датчика давления, Па;R DD - the measured pressure of the coolant in the liquid path at the location of the pressure sensor, Pa;
Δргидр - разность давлений - гидравлическое сопротивление жидкостного тракта от точки соединения жидкостной полости гидроаккумулятора с жидкостным трактом до места соединения датчика давления, Па;Δр hydr - pressure difference - hydraulic resistance of the fluid path from the point of connection of the fluid cavity of the accumulator with the fluid path to the junction of the pressure sensor, Pa;
ΔНДД - сильф - разность высот относительно уровня Земли между уровнем теплоносителя в датчике давления и положением днища сильфона гидроаккумулятора, м;ΔН DD - bellows - the difference in altitude relative to the level of the Earth between the level of the coolant in the pressure sensor and the position of the bottom of the hydraulic accumulator bellows, m;
ρt - плотность теплоносителя, кг/м3;ρ t is the density of the coolant, kg / m 3 ;
g=9,80665 м/с2 - нормальное ускорение силы тяжести при наземных испытаниях и g=0 при эксплуатации в условиях орбитального функционирования, что и является по мнению авторов существенными признаками предлагаемого авторами технического решения.g = 9.80665 m / s 2 is the normal acceleration of gravity during ground tests and g = 0 during operation in the conditions of orbital functioning, which, according to the authors, are essential features of the technical solution proposed by 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 заявляемом способе контроля качества СТР КА.As a result of the analysis carried out 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 was not found in the known sources of information and, therefore, the known technical solutions do not exhibit the same properties as in the claimed method of quality control of the STR KA.
Предложенный способ контроля качества СТР КА включает в себя следующую последовательность выполняемых операций (см. фиг.1):The proposed method for controlling the quality of the STR KA includes the following sequence of operations (see figure 1):
- изготавливают комплектующие элементы СТР (в том числе гидроаккумулятор 1.1.2 - в процессе изготовления его измеряют:- they make the components of the STR (including the accumulator 1.1.2 - in the manufacturing process it is measured:
VГ.П.мин, VГ.П.макс - минимально и максимально возможные объемы газовой полости (например, ≈ 1 дм3 и 5 дм3 (без учета объема рабочей жидкости, равной не более 0,2 дм3)), дм3;V G.P.min , V G.P. max - the minimum and maximum possible volumes of the gas cavity (for example, ≈ 1 dm 3 and 5 dm 3 (excluding the volume of the working fluid equal to not more than 0.2 dm 3 ), dm 3 ;
К - коэффициент, характеризующий нейтральное положение сильфона, когда перепад давлений между газовой и жидкостной полостями равен нулю (например, К=2);K is the coefficient characterizing the neutral position of the bellows, when the pressure drop between the gas and liquid cavities is zero (for example, K = 2);
ΔрГ.П.-Ж.П. V Г.П.макс, ΔрГ.П.-Ж.П. V Г.П.мин - минимально возможные значения перепадов давлений (между давлениями пара рабочей жидкости и теплоносителя) между газовой и жидкостной полостями гидроаккумулятора при измерении VГ.П.макс (сильфон растянут полностью) и VГ.П.мин (сильфон сжат полностью) соответственно (например, по данным изготовления ≈ 10000 Па и ≈ минус 10000 Па) и осуществляют монтаж (сборку) СТР на конструкции космического аппарата (1 - космический аппарат; 1.1 - система терморегулирования; 1.1.1 - жидкостный тракт; 1.1.2 - гидроаккумулятор (компенсатор объема) (1.1.2.1 - жидкостная полость с теплоносителем; 1.1.2.2 - газовая полость с двухфазной рабочей жидкостью; 1.1.2.3 - сильфон; 1.1.2.3.1 - днище сильфона); 1.1.3 - электронасосный агрегат (ЭНА); 1.1.4 - панель, на которой установлены приборы КА; 1.1.5 - радиатор; 1.1.6 - вентиль заправочный; 1.1.7 - датчик давления; 1.1.8 - датчики температуры); Δr G.P.-ZH.P. V G.P. Max , Δr G.P.-ZH.P. V G.P.min - the minimum possible differential pressure (between the vapor pressure of the working fluid and the coolant) between the gas and liquid cavities of the accumulator when measuring V G.P. max (the bellows is fully extended) and V G.P.min (the bellows is compressed fully) respectively (for example, according to the manufacturing data ≈ 10,000 Pa and ≈ minus 10,000 Pa) and carry out installation (assembly) of STRs on the structure of the spacecraft (1 - spacecraft; 1.1 - thermal control system; 1.1.1 - liquid path; 1.1.2 - accumulator (volume compensator) (1.1.2.1 - liquid cavity with a coolant; 1.1.2.2 - a gas cavity with a two-phase working fluid; 1.1.2.3 - a bellows; 1.1.2.3.1 - the bottom of the bellows); 1.1.3 - an electric pump unit (ENA); 1.1.4 - a panel on which are installed spacecraft devices; 1.1.5 - radiator; 1.1.6 - filling valve; 1.1.7 - pressure sensor; 1.1.8 - temperature sensors);
- производят проверку степени герметичности жидкостного контура (поз.1.1.1 + поз.1.1.2.1) на соответствие требуемой норме и осуществляют полную заправку предварительно отвакуумированного жидкостного контура отдеаэрированным теплоносителем;- check the degree of tightness of the liquid circuit (pos.1.1.1 + pos.1.1.2.1) for compliance with the required norm and carry out a complete refueling of the previously evacuated liquid circuit with a deaerated coolant;
- измеряют температуры заправленного теплоносителя по нескольким датчикам температуры 1.1.8 (например, по пяти датчикам, установленным на жидкостном тракте на различных уровнях) и определяют среднюю температуру теплоносителя в жидкостном контуре;- measure the temperature of the filled coolant according to several temperature sensors 1.1.8 (for example, five sensors installed on the liquid path at different levels) and determine the average temperature of the coolant in the liquid circuit;
- сливают требуемую дозу (например, Vcд.дозы=2 дм3) теплоносителя в емкость заправщика (величина требуемой сливаемой дозы зависит от количества заправленного теплоносителя, его средней температуры, рабочего диапазона температур и требуемого запаса теплоносителя в условиях эксплуатации СТР);- the required dose is poured (for example, V cd dose = 2 dm 3 ) of the coolant into the tank of the refueling tank (the amount of the required drained dose depends on the amount of the filled coolant, its average temperature, the operating temperature range and the required coolant supply under the conditions of operation of the CTP);
- контролируют образовавшуюся действительную величину объема газовой полости 1.1.2.2 компенсатора объема 1.1.2 после слива дозы теплоносителя (должна быть равна сумме объемов- control the resulting actual volume of the gas cavity 1.1.2.2 of the volume compensator 1.1.2 after draining the coolant dose (should be equal to the sum of the volumes
(VГ.П.мин=1 дм3)+(Vсл.дозы=2 дм3)=3 дм3),(V G.P.min = 1 dm 3 ) + (V next dose = 2 dm 3 ) = 3 dm 3 ),
а в дальнейшем периодически контролируют в условиях наземных испытаний и орбитального функционирования: перед определением действительного объема газовой полости 1.1.2.2 гидроаккумулятора 1.1.2 измеряют температуру газовой полости 1.1.8 и величину давления теплоносителя в жидкостном тракте контура в месте установки датчика давления 1.1.7 и действительный объем газовой полости 1.1.2.2 определяют согласно следующему соотношению (вышеуказанное соотношение авторами установлено в результате комплексного анализа теплофизических процессов, происходящих в СТР и гидроаккумуляторе, и экспериментальных данных, полученных авторами к настоящему времени в процессе опытных работ):and then they are periodically monitored under conditions of ground tests and orbital functioning: before determining the actual volume of the gas cavity 1.1.2.2 of the accumulator 1.1.2, the temperature of the gas cavity 1.1.8 and the pressure of the coolant in the liquid path of the circuit at the location of the pressure sensor 1.1.7 are measured and the actual volume of the gas cavity 1.1.2.2 is determined according to the following relationship (the above ratio was established by the authors as a result of a comprehensive analysis of thermophysical processes, data in the STR and the hydraulic accumulator, and experimental data obtained by the authors so far in the process of experimental work):
где VГ.П.действ - действительный объем газовой полости 1.1.2.2 гидроаккумулятора 1.1.2, дм3;where V G.P.action is the actual volume of the gas cavity 1.1.2.2 of the hydraulic accumulator 1.1.2, dm 3 ;
VГ.П.мин, VГ.П.макс - минимально и максимально возможные объемы газовой полости, измеренные при изготовлении гидроаккумулятора, дм3;V G.P.min , V G.P. max - the minimum and maximum possible volumes of the gas cavity, measured during the manufacture of the hydraulic accumulator, dm 3 ;
К - коэффициент, характеризующий нейтральное положение сильфона 1.1.2.3, когда перепад давлений между газовой и жидкостной полостями равен нулю, по данным изготовления гидроаккумулятора 1.1.2;K is the coefficient characterizing the neutral position of the bellows 1.1.2.3, when the pressure drop between the gas and liquid cavities is zero, according to the manufacture of the hydraulic accumulator 1.1.2;
ΔрГ.П.-Ж.П. V Г.П.макс, ΔрГ.П.-Ж.П. V Г.П.мин - минимально возможные значения перепадов давлений (между давлениями пара рабочей жидкости и теплоносителя) между газовой и жидкостной полостями гидроаккумулятора 1.1.2 при измерении Δr G.P.-ZH.P. V G.P. Max , Δr G.P.-ZH.P. V G.P.min - the minimum possible differential pressure (between the vapor pressure of the working fluid and the coolant) between the gas and liquid cavities of the accumulator 1.1.2 when measuring
VГ.П.макс (сильфон 1.1.2.3 растянут полностью) и VГ.П.мин (сильфон 1.1.2.3 сжат полностью) соответственно по данным изготовления гидроаккумулятора 1.1.2, Па;V G.P. max (bellows 1.1.2.3 fully extended) and V G.P. min (bellows 1.1.2.3 fully compressed), respectively, according to the data on the manufacture of the hydraulic accumulator 1.1.2, Pa;
PSt - упругость насыщенного пара рабочей жидкости согласно данным технических условий на нее при измеренной выше температуре газовой полости 1.1.2.2 гидроаккумулятора 1.1.2, Па (анализ опытных данных показал, что промежуток времени при сливе дозы теплоносителя между операциями слива дозы и измерением давления теплоносителя в жидкостном тракте равен не менее 5 мин и за это время величина давления в газовой полости (с величиной объема ≈ 3 дм3) гидроаккумулятора устанавливается близкой (до ≈ 95%) к величине упругости пара рабочей жидкости (количество рабочей жидкости, например фреона 141в, в газовой полости равно не более 0,2 дм3), а в условиях эксплуатации КА температура теплоносителя в жидкостном контуре и газовой полости гидроаккумулятора в течение 5 мин изменяются достаточно медленно и при этом также давление в газовой полости близко к значению упругости насыщенного пара рабочей жидкости в пределах погрешностей измерений параметров):P St is the elasticity of the saturated steam of the working fluid according to the technical specifications for it at the temperature of the gas cavity 1.1.2.2 of the accumulator 1.1.2, Pa measured above (analysis of the experimental data showed that the period of time when draining the coolant dose between the operations of draining the dose and measuring the pressure of the coolant in the liquid path is equal to at least 5 min and during this time the pressure in the gas cavity (with a volume of ≈ 3 dm 3 ) of the accumulator is close (up to ≈ 95%) to the value of the vapor pressure of the working fluid (quantity in the working fluid, for example, Freon 141c, in the gas cavity is equal to not more than 0.2 dm 3 ), and under the conditions of the spacecraft operation, the temperature of the coolant in the liquid circuit and the gas cavity of the accumulator change quite slowly for 5 minutes and at the same time the pressure in the gas cavity close to the value of the elasticity of the saturated vapor of the working fluid within the limits of measurement error):
РДД - измеренное давление теплоносителя в жидкостном тракте в месте установки датчика давления 1.1.7, Па;R DD - the measured pressure of the coolant in the liquid path at the installation site of the pressure sensor 1.1.7, Pa;
Δргидр - разность давлений - гидравлическое сопротивление жидкостного тракта от точки соединения жидкостной полости 1.1.2.1 гидроаккумулятора с жидкостным трактом 1.1.1 до места соединения датчика давления 1.1.7 (согласно данным разработки СТР и опытным данным), Па;Δр hydr - pressure difference - hydraulic resistance of the fluid path from the point of connection of the fluid cavity 1.1.2.1 of the accumulator with the fluid path 1.1.1 to the point of connection of the pressure sensor 1.1.7 (according to the data of the CTP development and experimental data), Pa;
ΔНДД - сильф - разность высот относительно уровня Земли между уровнем теплоносителя в датчике давления 1.1.7 и положением днища 1.1.2.3.1 сильфона 1.1.2.3 гидроаккумулятора (согласно данным чертежей на КА), м;ΔН ДД - bellows - height difference relative to the ground level between the coolant level in the pressure sensor 1.1.7 and the bottom position 1.1.2.3.1 of the hydraulic accumulator bellows 1.1.2.3 (according to the data of the drawings on the spacecraft), m;
ρt - плотность теплоносителя, кг/м3;ρ t is the density of the coolant, kg / m 3 ;
g=9,80665 м/с2 - нормальное ускорение силы тяжести при наземных испытаниях и g=0 при эксплуатации в условиях орбитального функционирования;g = 9.80665 m / s 2 - normal acceleration of gravity during ground tests and g = 0 during operation in conditions of orbital functioning;
- определяют требуемую величину объема газовой полости 1.1.2.2 по следующему соотношению:- determine the required volume of the gas cavity 1.1.2.2 in the following ratio:
VГ.П.=VГ.П.мин+VЖ.К.·β·(tмакс-t),V G.P. = V G.P.min + V J.K. Β · (t max -t),
где VГ.П. - требуемый объем газовой полости, дм3;where V G.P. - the required volume of the gas cavity, dm 3 ;
VГ.П.мин - минимальный объем газовой полости, измеренный при изготовлении гидроаккумулятора, дм3;V G.P.min - the minimum volume of the gas cavity, measured during the manufacture of the accumulator, dm 3 ;
VЖ.К. - максимальный заполняемый теплоносителем объем жидкостного контура, измеренный при изготовлении его, дм;V J.K. - the maximum volume of the liquid circuit filled with the coolant, measured during its manufacture, dm;
β - коэффициент температурного изменения объема теплоносителя, 1/°С;β is the coefficient of temperature change in the volume of coolant, 1 / ° C;
tмакс - максимальная температура теплоносителя, при которой объем теплоносителя в жидкостном контуре максимальный, °С;t max - the maximum temperature of the coolant at which the maximum volume of coolant in the liquid circuit, ° C;
t - вышеизмеренная температура теплоносителя, °С;t is the measured temperature of the coolant, ° C;
- сравнивают вышеопределенные величины VГ.П.дейст и VГ.П. между собой: если они отличаются между собой не более чем на погрешность измерений, то это подтверждает наличие требуемой массы теплоносителя в жидкостном контуре (означающее, что жидкостный контур герметичен);- compare the above-defined values of V G.P. Deist and V G.P. among themselves: if they differ from each other by no more than a measurement error, then this confirms the presence of the required mass of coolant in the liquid circuit (meaning that the liquid circuit is sealed);
- проверяют нормальное функционирование жидкостного контура СТР, для чего включают (если не включен) в работу электронасосный агрегат 1.1.3 (ЭНА) и контролируют соответствия требуемым нормам измеренных величин расхода, давления и температур в жидкостном контуре и параметров ЭНА (соответствия вышеизмеренных величин требуемым нормам реализуются только в случае наличия требуемой массы теплоносителя в жидкостном контуре).- check the normal functioning of the liquid circuit of the CTP, for which they include (if not included) the electric pump unit 1.1.3 (ENA) and monitor compliance with the required norms of the measured values of flow, pressure and temperature in the liquid circuit and the parameters of the ENA (compliance of the above values with the required standards are realized only if the required mass of the coolant in the liquid circuit is available).
Если на всех вышеуказанных этапах изготовления испытаний и эксплуатации контролируемые параметры СТР 1.1 соответствуют требуемым нормам, то это указывает на то, что СТР 1.1 изготовлена качественно, в частности, герметичность ее жидкостного контура соответствует требуемой норме, и допускается к дальнейшим испытаниям и эксплуатации в составе КА 1.If at all of the above stages of test production and operation the controlled parameters of CTP 1.1 comply with the required standards, this indicates that the CTP 1.1 is manufactured with high quality, in particular, the tightness of its liquid circuit corresponds to the required norm, and is allowed for further testing and operation as part of the spacecraft one.
Как видно из вышеизложенного, согласно предложенному авторами техническому решению при изготовлении, испытаниях и эксплуатации СТР 1.1 КА 1 без ухудшения результатов контроля качества ее гидроаккумулятор 1.1.2 возможно установить в наиболее функционально целесообразной для него зоне КА 1 - вблизи оси Х-ов и в наиболее удаленной от центра масс КА 1 зоне и при этом нет необходимости выполнения требований по обеспечению свободного доступа к гидроаккумулятору 1.1.2 и наличия дополнительного свободного объема вокруг гидроаккумулятора 1.1.2 (т.к. исключено устройство с герконами из состава СТР на борту КА), что обеспечивает повышение коэффициента заполнения приборами КА выделенного рабочего объема и, следовательно, устраняет существенный недостаток известных технических решений, т.е. тем самым достигается цель изобретения.As can be seen from the foregoing, according to the technical solution proposed by the authors in the manufacture, testing and operation of PAGE 1.1
Claims (1)
гидроаккумулятора (VГ.П.действ, дм3) определяют согласно следующему соотношению:
где VГ.П.мин, VГ.П.макс - минимально и максимально возможные объемы указанной газовой полости, измеренные при изготовлении гидроаккумулятора, дм3;
К - коэффициент, характеризующий нейтральное положение сильфона, когда перепад давлений между газовой и жидкостной полостями равен нулю, взятый по данным изготовления гидроаккумулятора;
Δр Г.П.-Ж.П.V Г.П.макс, Δр Г.П.-Ж.П.V Г.П.мин - минимально возможные значения перепадов давлений (между давлениями пара рабочей жидкости и теплоносителя) между газовой и жидкостной полостями гидроаккумулятора при измерении VГ.П.макс (сильфон растянут полностью) и VГ.П.мин (сильфон сжат полностью), соответственно по данным изготовления гидроаккумулятора, Па;
PSt - упругость насыщенного пара рабочей жидкости согласно данным технических условий на нее при измеренной температуре газовой полости гидроаккумулятора, Па;
РДД - измеренное давление теплоносителя в жидкостном тракте в месте установки датчика давления, Па;
Δр гидр - разность давлений, характеризующая гидравлическое сопротивление жидкостного тракта, от точки соединения жидкостной полости гидроаккумулятора с этим трактом до места установки датчика давления, Па;
ΔНДД - сильф - разность высот относительно уровня Земли между уровнем теплоносителя в датчике давления и положением днища сильфона гидроаккумулятора, м;
ρt - плотность теплоносителя, кг/м3;
g=9,80665 м/с2 - нормальное ускорение силы тяжести при наземных испытаниях и
g=0 при эксплуатации в условиях орбитального функционирования. A method of quality control of a spacecraft thermal control system, including periodic monitoring of the required mass of the coolant charged into the liquid circuit by determining the actual volume of the sealed gas cavity of the accumulator, partially filled with a two-phase working fluid, separated by a bellows with a bottom from its liquid cavity, connected to the liquid path of the circuit, measuring temperature of the coolant charged into the circuit and the smallest possible volume of the gas cavity accumulator during its manufacture and comparison of the said actual volume of the gas cavity with the required volume of the gas cavity of the accumulator, characterized in that before determining the actual volume of the gas cavity of the accumulator, the temperature of this cavity and the pressure of the coolant in the liquid path of the circuit at the location of the pressure sensor are measured, and the actual volume gas cavity
accumulator (V G.P.action , dm 3 ) is determined according to the following ratio:
where V G.P.min , V G.P. max - the minimum and maximum possible volumes of the indicated gas cavity, measured during the manufacture of the hydraulic accumulator, dm 3 ;
K is the coefficient characterizing the neutral position of the bellows, when the pressure drop between the gas and liquid cavities is zero, taken according to the manufacture of the accumulator;
Δr G.P.-Zh.P.V G.P.maks , Δr G.P.-Zh.P.V G.P.min - the minimum possible differential pressure (between the vapor pressure of the working fluid and the coolant) between the gas and the liquid cavities of the accumulator when measuring V G.P. max (bellows fully stretched) and V G. P. min (bellows fully compressed), respectively, according to the manufacture of the accumulator, Pa;
P St - the elasticity of the saturated steam of the working fluid according to the technical conditions for it at the measured temperature of the gas cavity of the accumulator, Pa;
R DD - the measured pressure of the coolant in the liquid path at the location of the pressure sensor, Pa;
Δр hydr is the pressure difference characterizing the hydraulic resistance of the fluid path, from the point of connection of the fluid cavity of the accumulator with this path to the place of installation of the pressure sensor, Pa;
ΔН DD - bellows - the difference in altitude relative to the level of the Earth between the level of the coolant in the pressure sensor and the position of the bottom of the hydraulic accumulator bellows, m;
ρ t is the density of the coolant, kg / m 3 ;
g = 9.80665 m / s 2 - normal acceleration of gravity during ground tests and
g = 0 during operation in the conditions of orbital functioning.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124920/11A RU2374149C1 (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Method to control spacecraft thermal control system quality |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008124920/11A RU2374149C1 (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Method to control spacecraft thermal control system quality |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374149C1 true RU2374149C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008124920/11A RU2374149C1 (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Method to control spacecraft thermal control system quality |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374149C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489330C2 (en) * | 2011-08-05 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method of control over spacecraft thermal control system |
RU2520786C1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" | Device for leakage check, radiator flush and determination of heat emission in vehicle radiators |
RU2577926C2 (en) * | 2014-07-03 | 2016-03-20 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Spacecraft thermal control system |
RU2648519C2 (en) * | 2015-12-11 | 2018-03-26 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method of quality control of thermal regulation system of spacecraft |
-
2008
- 2008-06-18 RU RU2008124920/11A patent/RU2374149C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2489330C2 (en) * | 2011-08-05 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method of control over spacecraft thermal control system |
RU2520786C1 (en) * | 2013-04-29 | 2014-06-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" | Device for leakage check, radiator flush and determination of heat emission in vehicle radiators |
RU2577926C2 (en) * | 2014-07-03 | 2016-03-20 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Spacecraft thermal control system |
RU2648519C2 (en) * | 2015-12-11 | 2018-03-26 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method of quality control of thermal regulation system of spacecraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2374149C1 (en) | Method to control spacecraft thermal control system quality | |
US10648605B2 (en) | Water hammer prevention system using operation state analysis algorithm | |
KR101223462B1 (en) | Apparatus for measuring relative permeability of core having measuring unit of saturation fraction in core and method for measuring relative permeability of core using the same | |
CN201041029Y (en) | Oil well cement weight loss and gas-liquid cross flow simulated test device | |
JP5237261B2 (en) | Method for filling at least one compressed gas tank with at least one gas, connector for connection to an opening of the compressed gas tank, and compressed gas cylinder apparatus | |
BR112013004490B1 (en) | APPARATUS FOR MEASURING THERMODYNAMIC PROPERTIES OF RESERVOIR FLUIDS, AND METHOD FOR MEASURING THERMODYNAMIC PROPERTIES OF RESERVOIR FLUIDS | |
CN109690276A (en) | Spent fuel stores pond leakage monitoring system | |
US20180017201A1 (en) | Pressurized Chamber Management | |
CN105178944A (en) | Simulation experiment device for deepwater underwater shaft | |
DE202013012466U1 (en) | Vacuum filling and degassing plant | |
US11092588B2 (en) | Measurement cell and associated measurement method | |
CN108071392B (en) | Offshore abnormal high-pressure gas reservoir dynamic reserve calculation method | |
CN106970023B (en) | Passive loading test device for testing expansion characteristics of expanded rock | |
HU186329B (en) | Test set for strength testing of plastic tubes under water pressure | |
RU2470283C2 (en) | Device for sampling from discharge pipeline (versions) | |
RU2392200C1 (en) | Method for hydraulic manifold of spacecraft heat control system filling with coolant and device for its realisation | |
RU2404089C1 (en) | Method for control of heat carrier amount in liquid channel of space vehicle thermal control | |
RU2398718C1 (en) | Method of producing spacecraft heat control system fluid circuit | |
CN101701900A (en) | Device and method for testing absorbance by electric quantity method | |
US10215723B2 (en) | System for determining the adiabatic stress derivative of temperature for rock | |
RU2368549C1 (en) | Method for control of hydraulic accumulator design quality and manufacturing technology | |
RU2324628C2 (en) | Method of condition diagnostics of fuel tank separator of displacing system of fuel supply to space object | |
RU2489330C2 (en) | Method of control over spacecraft thermal control system | |
CN115308080A (en) | Volume parameter determination method and system for volumetric method high-pressure adsorption experiment | |
RU2548289C1 (en) | Device for measurement of oil and gas well flow rate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190619 |