RU2481253C2 - Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата - Google Patents
Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2481253C2 RU2481253C2 RU2011133101A RU2011133101A RU2481253C2 RU 2481253 C2 RU2481253 C2 RU 2481253C2 RU 2011133101 A RU2011133101 A RU 2011133101A RU 2011133101 A RU2011133101 A RU 2011133101A RU 2481253 C2 RU2481253 C2 RU 2481253C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- parallel branches
- liquid path
- temperature
- flow rate
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 53
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 11
- 230000001934 delay Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000003660 Reticulum Anatomy 0.000 description 5
- 241000083551 Ena Species 0.000 description 4
- PCDQPRRSZKQHHS-XVFCMESISA-N ({[({[(2R,3S,4R,5R)-5-(4-amino-2-oxo-1,2-dihydropyrimidin-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy}(hydroxy)phosphoryl)oxy](hydroxy)phosphoryl}oxy)phosphonic acid Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O1 PCDQPRRSZKQHHS-XVFCMESISA-N 0.000 description 3
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 3
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 description 3
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 101700047562 ATN1 Proteins 0.000 description 1
- 101700054733 ENA1 Proteins 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к системам терморегулирования (СТР), преимущественно телекоммуникационных спутников. Способ включает телеметрические измерения (напр., с частотой опроса 0,5 с в принятом промежутке времени) таких параметров СТР, как суммарный расход теплоносителя в жидкостном тракте и температуры в его точках. Тракт включает в себя параллельные ветви, на выходах которых имеются датчики температуры. Третий датчик температуры установлен на общем выходе. Суммарный расход теплоносителя обеспечивается электронасосным агрегатом. При изготовлении СТР покрывают теплоизоляцией участки тракта между датчиками и определяют объем теплоносителя между точками установки этих датчиков и точкой смешения двух потоков теплоносителя из параллельных ветвей. По данным измерений действительные значения расходов теплоносителя в параллельных ветвях определяют по формулам, учитывающим транспортные запаздывания при измерениях датчиками температур. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения расходов теплоносителя в параллельных ветвях и тем самым достоверности диагностики и прогноза величин коэффициентов полезного действия приборов, установленных на сотовых панелях СТР с параллельными ветвями. 2 ил.
Description
Изобретение относится к системам терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА), преимущественно телекоммуникационных спутников.
В настоящее время СТР мощных телекоммуникационных спутников (холодопроизводительностыо, например, ≈ 10 кВт) с целью снижения ее массы выполняют с жидкостными трактами с параллельными ветвями (в этом случае в СТР применяют менее мощный электронасосный агрегат (ЭНА) с небольшой массой и жидкостный тракт СТР выполняют с внутренним диаметром, меньшим, чем при последовательном соединении, что также снижает объем и, следовательно, массу теплоносителя в СТР).
В общем случае при наземных испытаниях (в т.ч. при контроле качества изготовления) и орбитальном функционировании контроль работы СТР (контроль нормального функционирования СТР) осуществляется телеметрическими измерениями температур различных участков жидкостного тракта СТР, определением суммарного расхода теплоносителя в жидкостном тракте на основе данных телеметрических измерений, которые при нормальной работе СТР должны удовлетворять требуемым (заданным) нормам.
В случае наличия в жидкостном тракте параллельных ветвей также необходимо по данным телеметрических измерений подтверждать, что величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях удовлетворяют требуемым нормам: как правило, жидкостные тракты параллельных ветвей должны быть выполнены таким образом, чтобы в каждой параллельной ветви расход теплоносителя был бы близок к половине суммарного расхода теплоносителя в жидкостном тракте (равной, например, 45 см3/с). В связи с тем, что знание высокоточной величины расхода теплоносителя в параллельной ветви важно для более достоверного прогноза и диагностики величин коэффициентов полезного действия приборов, установленных на этой ветви, авторами разработано новое техническое решение, обеспечивающее с высокой точностью (с погрешностью до 5%) определять величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях по сравнению с известным способом с погрешностью до 20%.
Известен способ определения величины расхода теплоносителя на основе патента Российской Федерации №2164884 [1], по которому (см. фиг.1, где: 1 - электронасосный агрегат (ЭНА); 2, 3 - северная и южная сотовые приборные панели с встроенными последовательно соединенными жидкостными коллекторами; 4, 5 - сотовые панели (расположенные между панелями 2, 3), на которых с обеих сторон установлены приборы спутника, а в сотовых панелях под ними размещены коллекторы 4.1 и 5.1, которые в каждой панели между собой соединены стыками 4.2 и 5.2 монтажной сваркой; в общем случае фактические суммарные длины и гидравлические сопротивления коллекторов в каждой панели отличны друг от друга; жидкостные тракты панелей образуют две параллельные ветви (1) и (2), которые на их входах и выходах (4.3 и 5.3) гидравлически объединены и они являются частью жидкостного трата 6 СТР; 7 - гидроаккумулятор; 8 - система телеметрических измерений; 9, 10, 11 - датчики температуры) для данного момента времени по данным телеметрии измеряют:
- температуры жидкостного тракта t1, t2, t3 на каждом выходе параллельной ветви и на общем их выходе;
- определяют суммарный расход теплоносителя 
в жидкостном тракте, обеспечиваемый ЭНА 1.
И на основе данных этих измерений для вышеуказанного момента времени в настоящее время оценивают величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях для того же вышеуказанного момента, считая, что они равны половине величины суммарного расхода в жидкостном тракте (т.к. при разработке параллельных ветвей их гидравлические сопротивления расчетно выполняют близкими друг к другу значениями).
Анализ, проведенный авторами, опыта применения вышеуказанного способа показал, что ввиду того что при определении величин расходов через параллельные ветви не учитываются влияния транспортных запаздываний от точки смешения двух параллельных потоков до места установки датчиков температуры жидкостного тракта на выходе каждой параллельной ветви и на общем выходе, а также в случае отсутствия теплоизоляции на этих участках жидкостного тракта, погрешность в определении вышеуказанных величин доходит до 20% от действительной величины расхода теплоносителя через ветвь.
Таким образом, существенным недостатком известного способа [1] контроля работы СТР КА является повышенная погрешность определения величины расхода теплоносителя через каждую параллельную ветвь.
Целью предлагаемого авторами технического решения является устранение вышеуказанного существенного недостатка.
Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля работы СТР КА, включающем в себя телеметрические измерения обеспечиваемого электронасосным агрегатом суммарного расхода теплоносителя в жидкостном тракте системы, содержащем параллельные первую и вторую ветви, температур жидкостного тракта по показаниям датчиков температуры, установленных на каждом выходе из параллельных ветвей (t1; t2) и на общем выходе из них после точки смешения (t3), и на основе вышеуказанных телеметрических измерений определение величин расходов теплоносителя в указанных параллельных ветвях и соответствия их требуемым нормам, после сборки жидкостного тракта и установки датчиков температуры определяют объемы участков жидкостных трактов от места установки указанных датчиков температуры до точки смешения потоков теплоносителя на выходе из параллельных ветвей, покрывают эти участки теплоизоляцией и при контроле работы системы величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях определяют в стабилизированном режиме работы приборов, установленных на панелях с параллельными ветвями, по формулам:
где 
- расход теплоносителя в жидкостном тракте первой ветви, см3/с;
τ0 - момент времени при определении величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях, с;
Vbd - объем теплоносителя на участке жидкостного тракта от точки смешения потоков теплоносителя на выходе из параллельных ветвей до места установки датчика температуры t3, см3;
Vbc - объем теплоносителя на участке жидкостного тракта второй ветви от точки смешения потоков теплоносителя до места установки датчика температуры t2, см3;
Vab - объем теплоносителя на участке жидкостного тракта первой ветви от точки смешения потоков теплоносителя до места установки датчика температуры t1, см3;
что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.
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 работы СТР КА.
На фиг.2 изображена принципиальная схема реализации предложенного авторами технического решения, где: 1 - электронасосный агрегат (ЭНА); 2, 3 - северная и южная сотовые приборные панели с встроенными последовательно соединенными жидкостными коллекторами; 4, 5 - сотовые панели (расположенные между панелями 2, 3), на которых с обеих сторон установлены приборы спутника, а в сотовых панелях под ними размещены коллекторы 4.1 и 5.1, которые в каждой панели между собой соединены стыками 4.2 и 5.2 монтажной сваркой; в общем случае фактические суммарные длины и гидравлические сопротивления коллекторов в каждой панели отличны друг от друга; жидкостные тракты панелей образуют две параллельные ветви, которые на их входах и выходах (4.3 и 5.3) гидравлически объединены и являются частью жидкостного тракта 6 СТР; 7 - гидроаккумулятор; 8 - система телеметрических измерений; 1.1 -датчик суммарного расхода теплоносителя; 9, 10, 11 - датчики температуры; b - точка смешения двух потоков теплоносителя, идущих из первой (1) и второй (2) ветвей жидкостного тракта СТР; а, с, d - точки измерения температур жидкостного тракта датчиками температур t1, t2, t3, установленных на выходах первой и второй ветвей и на общем выходе их.
Предложенный способ контроля работы СТР КА включает в себя следующую последовательность выполняемых операций:
1. Осуществляют сборку КА, в том числе сборку жидкостного тракта СТР 6 на конструкции КА; на жидкостном тракте на выходах 4.3 и 5.3 из параллельных ветвей, встроенных в сотовые панели 4 и 5, и на жидкостном тракте после точки смешения двух потоков теплоносителя устанавливают датчики температуры t1, t2, t3.
2. Определяют объемы теплоносителя в жидкостных трактах участков ab, bc, bd.
3. Участки жидкостного тракта ab, bc, bd, содержащие датчики температуры t1, t2, t3, покрывают теплоизоляцией (чтобы снизить утечки тепла в космическое пространство: это обеспечивает повышение точности измерения расходов теплоносителя в параллельных ветвях).
4. При наземных испытаниях и в условиях орбитального функционирования КА включают в работу СТР (включают в работу ЭНА1), затем включают в работу приборы КА и при стабилизированном режиме работы приборов КА периодически контролируют работу СТР, используя показания телеметрических датчиков суммарного расхода теплоносителя 1.1 и температуры жидкостного тракта 9, 10, 11 (теплоносителя, циркулирующего в нем), для чего в некотором промежутке времени (например, в течение 2-3 минут) непрерывно (с частотой опроса, например, 0,5 с) фиксируют телеметрические данные по величинам суммарного расхода теплоносителя - 
, температур теплоносителя на выходах параллельных ветвей - t1, t2 и после точки смешения - t3.
5. Выбирают момент времени в середине промежутка времени (τ0), указанного в п.4.
6. Определяют величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях для момента времени по п.5 (τ0) по формулам:
7. Сравнивают измеренные телеметрические данные t1, t2, t3, 
с допустимыми нормами. Затем, если указанные параметры удовлетворяют требуемым нормам, сравнивают полученные в п.6 данные по расходам теплоносителя в параллельных ветвях: они должны отличаться от половины измеренного суммарного расхода не более, чем |±5%|.
8. Если определенные данные по величинам расхода теплоносителя через параллельные ветви не удовлетворяют вышеуказанному требованию, выполняют второе приближение, взяв при осуществлении повторных расчетов по п.6 за расчетную величину 
9. Выполняют операцию п.7.
10. Если результаты операций п.7 и п.9 положительны, то это означает, что СТР функционирует нормально.
Таким образом, как следует из вышеизложенного, в результате реализации предложенного авторами технического решения при контроле работы СТР КА, повышается точность определения величин расходов теплоносителя в параллельных ветвях жидкостного тракта СТР, необходимая для более достоверного прогноза и диагностики величин коэффициентов полезного действия приборов, установленных на сотовых панелях с параллельными ветвями, и, следовательно, тем самым достигается цель изобретения.
Claims (1)
- Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата, включающий в себя телеметрические измерения обеспечиваемого электронасосным агрегатом суммарного расхода теплоносителя в жидкостном тракте системы, содержащем параллельные первую и вторую ветви, температур жидкостного тракта по показаниям датчиков температуры, установленных на каждом выходе из параллельных ветвей (t1; t2) и на общем выходе из них после точки смешения (t3), и на основе вышеуказанных телеметрических измерений определение величин расходов теплоносителя в указанных параллельных ветвях и соответствия их требуемым нормам, отличающийся тем, что после сборки жидкостного тракта и установки датчиков температуры определяют объемы участков жидкостных трактов от места установки указанных датчиков температуры до точки смешения потоков теплоносителя на выходе из параллельных ветвей, покрывают эти участки теплоизоляцией и при контроле работы системы величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях в стабилизированном режиме работы приборов, установленных на панелях с параллельными ветвями, определяют по формулам:
где- расход теплоносителя в жидкостном тракте первой ветви, см3/с;
- суммарный расход теплоносителя в жидкостном тракте, обеспечиваемый электронасосным агрегатом, при определении расходов теплоносителя в жидкостных трактах параллельных ветвей в течение принятого промежутка времени, см3/с;
- температура жидкостного тракта на общем выходе из параллельных ветвей по данным телеметрических измерений датчика температуры t3 в момент времени
°C;
τ0 - момент времени при определении величины расходов теплоносителя в параллельных ветвях, с;
Vbd - объем теплоносителя на участке жидкостного тракта от точки смешения потоков теплоносителя на выходе из параллельных ветвей до места установки датчика температуры t3, см3;
- расчетная величина расхода теплоносителя через первую параллельную ветвь, равная в первом приближении половине величины суммарного расхода
, а в последующих приближениях равная величине, определенной в предыдущем приближении, см3/с;
- температура жидкостного тракта на выходе из второй ветви по данным телеметрических измерений датчика температуры t2 в момент времени
°C;
Vbc - объем теплоносителя на участке жидкостного тракта второй ветви от точки смешения потоков теплоносителя до места установки датчика температуры t2, см3;
- температура жидкостного тракта на выходе из первой ветви по данным телеметрических измерений датчика температуры t1 в момент времени
, °С;
Vab - объем теплоносителя на участке жидкостного тракта первой ветви от точки смешения потоков теплоносителя до места установки датчика температуры t1, см3;
- расход теплоносителя в жидкостном тракте второй ветви, см3/с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011133101A RU2481253C2 (ru) | 2011-08-05 | Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011133101A RU2481253C2 (ru) | 2011-08-05 | Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011133101A RU2011133101A (ru) | 2013-02-10 |
| RU2481253C2 true RU2481253C2 (ru) | 2013-05-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103176482A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-26 | 上海卫星工程研究所 | 用于飞行器的电控隔热屏控制器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103176482A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-06-26 | 上海卫星工程研究所 | 用于飞行器的电控隔热屏控制器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Drake et al. | Heat generation rate measurement in a Li-ion cell at large C-rates through temperature and heat flux measurements | |
| CN104462847B (zh) | 一种电池内部温度实时预测方法 | |
| CN101672699B (zh) | 电缆导体暂态温度确定方法及确定装置 | |
| CN102288641B (zh) | 一种高温导热系数测量方法 | |
| CN103675637A (zh) | 功率mosfet健康状态评估与剩余寿命预测方法 | |
| CN103868948A (zh) | 单试件防护热板法热导率测试仪的热交换功率的修正方法 | |
| KR102649113B1 (ko) | 원자로 냉각재 시스템 배관 온도 분배 측정 시스템 | |
| RU2481253C2 (ru) | Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата | |
| WO2010138603A4 (en) | Testing apparatus and method | |
| CN102590274B (zh) | 薄膜热电材料热导率测试系统及方法 | |
| WO2006036129A1 (en) | A temperature monitoring apparatus, system and method for monitoring the temperature of a reactant system | |
| CN104596739A (zh) | 一种太阳能集热器热性能参数及循环流量测量装置和方法 | |
| CN101936778B (zh) | 一种辐射计定标方法 | |
| CN206906237U (zh) | 水质检测仪 | |
| Ovchinnikov et al. | Experimental study of DEMO helium cooled divertor target mock-ups to estimate their thermal and pumping efficiencies | |
| Pesaran et al. | A unique calorimeter-cycler for evaluating high-power battery modules | |
| RU2429997C1 (ru) | Способ контроля работы системы терморегулирования космического аппарата | |
| CN106134479B (zh) | 一种精确评定空间轨控发动机真空比冲性能的方法 | |
| CN104931106A (zh) | 热泵热水机和热泵热水机的水量监测装置 | |
| CN220671316U (zh) | 测定发动机冷却液冰点的装置 | |
| CN110286665A (zh) | 相变温控组件热控性能测试方法 | |
| CN104569039A (zh) | 采用酶反应器检测有机磷农药残留的方法 | |
| CN114264889B (zh) | 一种高功率毫米波功率测量校准装置 | |
| CN101672773B (zh) | 一种近红外光谱分析方法及装置 | |
| RU2164884C2 (ru) | Способ контроля работы системы терморегулирования |