RU2585936C1 - Thermal control system for spacecraft equipment - Google Patents
Thermal control system for spacecraft equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585936C1 RU2585936C1 RU2015105567/11A RU2015105567A RU2585936C1 RU 2585936 C1 RU2585936 C1 RU 2585936C1 RU 2015105567/11 A RU2015105567/11 A RU 2015105567/11A RU 2015105567 A RU2015105567 A RU 2015105567A RU 2585936 C1 RU2585936 C1 RU 2585936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat pipes
- additional
- backup
- panels
- radiator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/46—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions
- B64G1/50—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions for temperature control
- B64G1/503—Radiator panels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/46—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions
- B64G1/50—Arrangements or adaptations of devices for control of environment or living conditions for temperature control
- B64G1/506—Heat pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано в системах терморегулирования космических аппаратов (КА) для обеспечении теплового режима научного и служебного оборудования, установленного на искусственных спутниках, межпланетных станциях и других космических объектах.The invention relates to space technology and can be used in systems of thermoregulation of spacecraft (SC) to ensure the thermal regime of scientific and office equipment installed on artificial satellites, interplanetary stations and other space objects.
Известны системы терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА), в которых тепловой режим приборов обеспечивается путем установки данных приборов на термостатируемую панель (ТСП) с интегрированными в ее структуру тепловыми трубами. Отвод излишков тепла, выделяемого приборами, осуществляется с помощью регулируемой контурной тепловой трубы (КТТ), испаритель которой установлен на термостатируемой панели, а конденсатор встроен в радиационный теплообменник (РТО или радиатор-охладитель, далее - радиатор). Тепло, выделяемое приборами, собирается с помощью тепловых труб в зоне установки испарителя КТТ. Циркулирующий внутри КТТ двухфазный теплоноситель передает тепло от испарителя к конденсатору и, соответственно, к радиатору, излучающему тепло в открытое космическое пространство (патент РФ 130299, приоритет от 02.11.2012).Known temperature control systems (CTP) of spacecraft (SC), in which the thermal mode of the devices is provided by installing these devices on a thermostatic panel (TSP) with heat pipes integrated into its structure. The excess heat generated by the devices is removed using an adjustable contour heat pipe (CTT), the evaporator of which is installed on a thermostatically controlled panel, and the condenser is built into the radiation heat exchanger (PTO or radiator-cooler, hereinafter referred to as the radiator). The heat generated by the devices is collected using heat pipes in the installation area of the KTT evaporator. The two-phase coolant circulating inside the CTT transfers heat from the evaporator to the condenser and, accordingly, to the radiator that radiates heat to open space (RF patent 130299, priority date 02.11.2012).
Обладая переменной тепловой проводимостью, регулируемые КТТ позволяют СТР обеспечивать высокую точность поддержания температуры посадочных мест приборов. При этом регулирование температуры КТТ можно осуществлять различными средствами, например, за счет использования (в составе КТТ) трехходового клапана, который позволяет направлять циркулирующий теплоноситель либо через конденсатор, либо в обход него, по байпасной линии, соединяющей вход и выход испарителя (C.C. Birur, М.Т. Pauken, K.S. Novak, Thermal Control of Mars Rovers and Landers Using Mini Loop Heat Pipes. Proceedings of 12 IHPC, Moscow-Kostroma-Moscow, Russia, 2002, pp. 189-194). Также возможно регулирование с помощью нагревателя, осуществляющего тепловое воздействие на компенсационную полость (патент RU 2062970, приоритет 1996), или с помощью термоэлектрического холодильника (ТЭМХ), имеющего тепловой контакт, одновременно с испарителем и с компенсационной полостью КТТ (патент SU 1834470, приоритет от 1995), или посредством иных элементов, вводимых в конструкцию КТТ.Possessing variable thermal conductivity, adjustable CTTs allow the STR to provide high accuracy in maintaining the temperature of the instrument seats. At the same time, the temperature control of the КТТ can be carried out by various means, for example, by using (as part of the КТТ) three-way valve, which allows directing the circulating heat carrier either through the condenser or bypassing it, by the bypass line connecting the input and output of the evaporator (CC Birur, M.T. Pauken, KS Novak, Thermal Control of Mars Rovers and Landers Using Mini Loop Heat Pipes. Proceedings of 12 IHPC, Moscow-Kostroma-Moscow, Russia, 2002, pp. 189-194). It is also possible to regulate using a heater that has a thermal effect on the compensation cavity (patent RU 2062970, priority 1996), or using a thermoelectric cooler (TEMX) with thermal contact, simultaneously with the evaporator and with the compensation cavity KTT (patent SU 1834470, priority from 1995), or through other elements introduced into the design of the CTT.
Использование регулируемой КТТ позволяет не только существенно улучшить точность поддержания температуры в СТР, но и сократить до минимума электрическую мощность, необходимую для поддержания заданной температуры панели в холодных режимах (т.е. когда отсутствует необходимость отведения тепла от панели). Однако наличие последовательного элемента в виде КТТ в теплопередающем тракте между ТСП и РТО одновременно снижает надежность системы, так как при выходе КТТ из строя неизбежен перегрев «в горячее режиме» приборов, установленных на платформе. Это представляет собой существенный недостаток, требует резервирования теплопередающих агрегатов (в данном случае КТТ) и, следовательно, повышает массу СТР и КА.The use of an adjustable CTT allows not only to significantly improve the accuracy of maintaining the temperature in the STR, but also to minimize the electric power necessary to maintain the set panel temperature in cold conditions (i.e. when there is no need to remove heat from the panel). However, the presence of a serial element in the form of CTT in the heat transfer path between the TSP and the PTO simultaneously reduces the reliability of the system, since when the CTT fails, overheating in the “hot mode” of devices installed on the platform is inevitable. This is a significant drawback, requires the reservation of heat transfer units (in this case, CTT) and, therefore, increases the mass of the STR and the spacecraft.
Наиболее близким аналогом к заявленной системе регулирования, выбранным в качестве прототипа, является, разработанная в НПО им. С.А. Лавочкина СТР КА «Электро», который в настоящее время функционирует на орбите ИСЗ (В.В. Альтов, В.М. Гуля, Р.М. Копяткевич и др. Тепловое проектирование и пофрагментная наземная отработка СТР КА негерметичного исполнения на базе сотопанелей с тепловыми трубами. Космонавтика и ракетостроение №3(60), ЦНИИМАШ, Королев, 2010, с. 33-41). Данная система включает несколько выполненных на базе сотопанелей автономных термостатируемых панелей (ТСП), в том числе ТСП полезной нагрузки, ТСП прецизионных приборов и ТСП аккумуляторной батареи. Тепловая мощность, выделяемая аппаратурой, установленной на каждой ТСП, отводится от посадочных мест блоков аппаратуры аксиальными тепловыми трубами к коллекторному теплопроводу и далее контурными тепловыми трубами к рабочей поверхности радиаторов-охладителей, откуда излучается в окружающее пространство. Средства обеспечения теплового режима каждой ТСП фактически представляют собой автономные субсистемы, обеспечивающие свои задачи, прежде всего, поддержание собственного температурного уровня на ТСП.The closest analogue to the claimed regulatory system, selected as a prototype, is developed in the NGO named after S.A. Lavochkina STR KA “Electro”, which currently operates in the satellite orbit (VV Altov, V.M. Gulya, R.M. Kopyatkevich and others. Thermal design and fragmented ground testing of STR KA leaky performance on the basis of honeycomb panels with heat pipes. Cosmonautics and rocket science No. 3 (60), TsNIIMASH, Korolev, 2010, p. 33-41). This system includes several autonomous thermostatic panels (TSPs) made on the basis of honeycomb panels, including payload TSPs, precision instrumentation TSPs and a battery battery TSP. The heat power generated by the equipment installed on each heating unit is diverted from the seats of the equipment blocks by axial heat pipes to the collector heat pipe and then by contour heat pipes to the working surface of the radiator-coolers, from where it is radiated into the surrounding space. The means of ensuring the thermal regime of each TSP are actually autonomous subsystems that provide their tasks, first of all, maintaining their own temperature level at the TSP.
Как и в описанном выше аналоге, для обеспечения заданной надежности систем типа СТР КА «Электро» необходимо в пределах каждой субсистемы предусмотреть резервирование (дублирование) РТО, что потребует применения дополнительных КТТ дополнительных РТО и соответствующего увеличения массы КА. Резервирование самих РТО потребует, кроме увеличения массы, использования дефицитного пространства вокруг КА, усложняя его компоновку. При этом указанные проблемы умножаются пропорционально количеству субсистем.As in the analogue described above, in order to ensure the given reliability of systems of the STR type of KA Electro, it is necessary to provide for the reservation (duplication) of RTOs within each subsystem, which will require the use of additional CTTs of additional RTOs and a corresponding increase in the mass of the spacecraft. Reserving the RTOs themselves will require, in addition to increasing the mass, the use of scarce space around the spacecraft, complicating its layout. Moreover, these problems are multiplied in proportion to the number of subsystems.
Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение надежности СТР оборудования КА при снижении массы СТР и расширении возможностей компоновки КА в целом.The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the STR of the spacecraft equipment while reducing the mass of the STR and expanding the layout capabilities of the spacecraft as a whole.
Указанная задача обеспечивается тем, что в отличие от известной системы терморегулирования оборудования КА, содержащей не менее двух термостатируемых панелей с встроенными тепловыми трубами и не менее двух радиаторов-охладителей, причем каждая из панелей подключена к отдельному радиатору посредством регулируемых контурных тепловых труб, испарители которых установлены на панелях, а конденсаторы встроены в радиаторы, новым является то, что система снабжена резервным радиатором-охладителем, соединенным посредством дополнительных регулируемых контурных тепловых труб с не менее чем двумя термостатируемыми панелями, при этом испарители дополнительных регулируемых контурных тепловых труб установлены на панелях, а конденсаторы дополнительных регулируемых контурных тепловых труб встроены в резервный радиатор, причем в паропроводах дополнительных контурных тепловых труб установлены управляемые изолирующие клапаны, обеспечивающие перекрытие либо открытие паропроводов при подаче управляющих команд.This task is ensured by the fact that, in contrast to the well-known thermal management system of spacecraft equipment, which contains at least two thermostatically controlled panels with integrated heat pipes and at least two radiator-coolers, each of the panels is connected to a separate radiator by means of adjustable contour heat pipes, the evaporators of which are installed on the panels, and the condensers are built into the radiators, the new thing is that the system is equipped with a redundant radiator-cooler connected by additional regulators lining contour heat pipes with at least two thermostatically controlled panels, while the evaporators of the additional adjustable contour heat pipes are installed on the panels, and the condensers of the additional adjustable contour heat pipes are built into the backup radiator, and controlled isolating valves are installed in the steam pipelines of the additional contour heat pipes, providing overlap or the opening of steam pipelines when submitting control commands.
Кроме того, в конденсатопроводе каждой дополнительной контурной тепловой трубы установлен управляемый изолирующий клапан, вход и выход которого соединены с помощью обводного трубопровода, содержащего предохранительный клапан для сброса давления в конденсаторе, если оно превышает давление в испарителе.In addition, a controlled insulating valve is installed in the condensate line of each additional heat pipe, the inlet and outlet of which are connected by a bypass pipe containing a safety valve to relieve pressure in the condenser if it exceeds the pressure in the evaporator.
Кроме того, в паропроводах дополнительных регулируемых контурных тепловых труб между испарителем и управляемым изолирующим клапаном установлен трехходовой клапаном с байпасной магистралью.In addition, in the steam pipelines of additional adjustable contour heat pipes between the evaporator and the controlled insulating valve, a three-way valve with a bypass line is installed.
Кроме того, площадь дополнительного радиатора выбирается равной площади наибольшего из подсоединенных к термостатируемым панелям радиаторов.In addition, the area of the additional radiator is chosen equal to the area of the largest of the radiators connected to the thermostatically controlled panels.
Снабжение системы резервным радиатором, соединенным посредством дополнительных регулируемых контурных тепловых труб с не менее чем двумя термостатируемыми панелями, при этом испарители дополнительных регулируемых контурных тепловых труб установлены на панелях, а конденсаторы дополнительных регулируемых контурных тепловых труб встроены в резервный радиатор, причем в паропроводах дополнительных контурных тепловых труб установлены управляемые изолирующие клапаны, обеспечивающие перекрытие либо открытие паропроводов при подаче управляющих команд, позволяет отказаться от тиражирования резервных РТО пропорционально количеству ТСП. Это позволяет обеспечить повышение надежности СТР КА при снижении массы СТР и общей массы КА. Кроме того, существенно расширяются возможности компоновки КА, поскольку уменьшаются зоны затенения поля зрения приборов и освобождается место для навесных наружных элементов.Supply the system with a backup radiator connected via additional adjustable contour heat pipes to at least two thermostatically controlled panels, while evaporators of additional adjustable contour heat pipes are installed on the panels, and condensers of additional adjustable contour heat pipes are built into the backup radiator, and in the steam pipelines of additional contour heat pipes Pipes are installed controlled isolating valves, providing the overlap or opening of steam pipelines when applying pack ulation commands eliminates the replication of backup PTO proportional to the number of TSP. This makes it possible to increase the reliability of the STR satellite while reducing the mass of the STR and the total mass of the spacecraft. In addition, the capabilities of the spacecraft layout are significantly expanded, since the shading zones of the field of view of the instruments are reduced and space for mounted external elements is freed up.
Дополнительно с помощью указанного резервного РТО обеспечивается возможность «разгрузки» наиболее горячих ТСП, т.к. в каждый момент времени (до наступления нештатной ситуации) резервный РТО может быть подключен к любой из ТСП. Тем самым максимальная температура ТСП, к которой «по умолчанию» подключен резервный РТО, может быть снижена на весь период работы до наступления нештатной ситуации в какой-либо другой из субсистем.Additionally, with the help of the specified backup RTO, it is possible to “unload” the hottest TSPs, because at each moment of time (before the emergency), the backup RTO can be connected to any of the MTS. Thus, the maximum temperature of the HW, to which the backup RTO is connected by default, can be reduced for the entire period of operation until an emergency occurs in any other of the subsystems.
Резервный РТО может быть использован и как штатный, если циклограммы работы ТСП имеют «сдвинутый по времени максимум». За счет этого вместо резервирования (если таковое не нужно или невозможно) может быть уменьшена общая площадь РТО, применяемая в СТР КА. В «горячие моменты» резервный РТО будет подключаться к соответствующим ТСП не как резервный, а как РТО для снятия «пиковых нагрузок».The backup RTO can also be used as a regular one, if the TSW operation cyclograms have a “time-shifted maximum”. Due to this, instead of redundancy (if this is not necessary or impossible), the total area of the RTO used in the STR will be reduced. In the “hot moments”, the backup RTO will be connected to the corresponding TSPs not as a backup, but as a RTO to relieve “peak loads”.
Установка в конденсатопроводе каждой дополнительной контурной тепловой трубы управляемого изолирующего клапана позволяет обеспечить перекрытие либо открытие паропроводов при подаче управляющих команд, а соединение с помощью обводного трубопровода, содержащего предохранительный клапан, входа и выхода изолирующего клапана, обеспечивает сброс давления в конденсаторе, если оно превышает давление в испарителе, что повышает надежность СТР.The installation of each additional contour heat pipe of a controllable insulating valve in the condensate piping allows for the overlap or opening of the steam pipelines when control commands are issued, and the connection with the bypass pipe containing the safety valve of the insulator valve inlet and outlet provides pressure relief in the condenser if it exceeds the pressure in evaporator, which increases the reliability of the STR.
Наличие в паропроводах дополнительных регулируемых контурных тепловых труб трехходового клапана с байпасной магистралью, размещенного между испарителем и управляемым изолирующим клапаном, обеспечивает регулирование температуры КТТ за счет подключения или отключения РТО посредством изменения направления циркуляции теплоносителя: либо через конденсатор, либо в обход него, по байпасной линии, соединяющей вход и выход испарителя.The presence in the steam pipelines of additional adjustable contour heat pipes of a three-way valve with a bypass line, located between the evaporator and the controlled isolating valve, provides for controlling the temperature of the CTT by connecting or disconnecting the PTO by changing the direction of the coolant circulation: either through the condenser or bypassing it, bypass line connecting the input and output of the evaporator.
Выбор площади дополнительного радиатора равной площади наибольшего из подсоединенных к термостатируемым панелям радиаторов гарантирует возможность замены любого штатного радиатора без снижения качества терморегулирования.The choice of the area of the additional radiator equal to the area of the largest of the radiators connected to the thermostatically controlled panels guarantees the possibility of replacing any standard radiator without reducing the quality of thermal control.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
Фиг. 1 - принципиальная схема системы терморегулирования на базе двух ТСП с двумя штатными и одним резервным радиатором;FIG. 1 is a schematic diagram of a temperature control system based on two TSPs with two standard and one backup radiator;
Фиг. 2 - принципиальная схема системы терморегулирования с отсечными клапанами, установленными в паропроводах КТТ;FIG. 2 is a schematic diagram of a temperature control system with shut-off valves installed in the CTT steam pipelines;
Фиг. 3 - принципиальная схема системы терморегулирования с отсечными клапанами, установленными в паропроводах и конденсатопроводах КТТ;FIG. 3 is a schematic diagram of a temperature control system with shut-off valves installed in the steam and condensate pipelines of the CTT;
Фиг. 4 - схема установки отсечного и предохранительного клапанов в конденсатопровод дополнительной КТТ, встроенной в резервный РТО;FIG. 4 is a diagram of the installation of shut-off and safety valves in the condensate line of an additional CTT integrated in a backup RTO;
Фиг. 5 - сечение резервного радиационного теплообменника.FIG. 5 is a sectional view of a backup radiation heat exchanger.
Предлагаемая система терморегулирования КА содержит не менее двух термостатируемых панелей 1, 2 с встроенными тепловыми трубами 3, 4 и не менее двух радиаторов 5, 6. Каждая из панелей 1, 2 подключена к отдельному радиатору 5, 6 посредством регулируемых контурных тепловых труб 7, 8, испарители 9, 10 которых установлены на панелях 1, 2, а конденсаторы 11, 12 встроены в радиаторы 5, 6. Система снабжена резервным радиатором 13, соединенным посредством дополнительных регулируемых контурных тепловых труб 14, 15 с не менее чем двумя термостатируемыми панелями 1, 2, при этом испарители 16, 17 дополнительных регулируемых контурных тепловых труб установлены на панелях 1, 2, а конденсаторы 18, 19 дополнительных регулируемых контурных тепловых труб 14, 15 встроены в резервный радиатор 13 и гидравлически независимы. В паропроводах 20, 21 дополнительных контурных тепловых труб 14, 15 установлены управляемые изолирующие клапаны 22, 23, обеспечивающие перекрытие либо открытие паропроводов 20, 21 при подаче управляющих команд.The proposed spacecraft temperature control system contains at least two thermostatically controlled
В конденсатопроводе 24, 25 каждой дополнительной контурной тепловой трубы установлен управляемый изолирующий клапан 26, 27, вход и выход которого соединены с помощью обводного трубопровода 28, содержащего предохранительный клапан 29 для сброса давления в конденсаторе, если оно превышает давление в испарителе. Кроме того, в паропроводах 20, 21 дополнительных регулируемых контурных тепловых труб 14, 15 между испарителем 16, 17 и управляемым изолирующим клапаном 22, 23 установлен трехходовой клапан 30, 31 с байпасной магистралью 32, 33.A controlled
В процессе работы дополнительный резервный РТО 13 подключается в качестве рабочего к одной (любой) из ТСП, например к ТСП 1. Для этого КТТ 15, соединяющая резервный РТО 13 с другой ТСП 2, отключается с помощью соответствующего управляемого изолирующего клапана 23 путем его закрытия. В работающей дополнительной КТТ 14 клапан 22, соответственно, открыт.In the process, an
Поскольку тепловая связь между ТСП 1 и резервным РТО 13 является регулируемой - избыточная площадь, создаваемая для данной субсистемы с помощью резервного РТО 13, не способна снизить температуру на ТСП 1 ниже заданной, но делает ее ниже для горячих режимов, что обеспечивает более комфортную температуру оборудования и тем самым способствует увеличению ресурса его работы. При отказе КТТ 7, обеспечивающей связь ТСП 1 с принадлежащим ей (по тепловой схеме) РТО 5, дополнительная КТТ 14 автоматически возьмет на себя функции неработоспособного РТО 5. Команда оператора здесь не требуется, так как резервный РТО 13 уже подключен к ТСП 1.Since the thermal connection between the
Если откажет КТТ 8, обеспечивающая связь ТСП 2 со своим РТО 6, резервный РТО 13 будет (например, по команде оператора) отключен от ТСП 1 и подключен к ТСП 2. Для этого изолирующий клапан 22 КнТТ 14 должен быть закрыт, а изолирующий клапан 23 КнТТ 15, наоборот, - открыт. Подобное переключение может производиться и автоматически по показаниям температурных датчиков.If the
Для описанного алгоритма работы совершенно нетрудно определить параметры рабочей поверхности резервного РТО 13, поскольку его хладопроизводительность должна быть не меньшей, чем любого из штатных РТО 5, 6, обслуживающих ТСП, к которым резервный РТО подключен (для перспективного применения в качестве замены).For the described operation algorithm, it is completely easy to determine the parameters of the working surface of the
Если же в перспективной СТР предусматривается применение РТО 13 не в качестве резервного РТО, а в качестве универсального РТО, переключаемого между ТСП с помощью изолирующих клапанов, для поочередного снятия пиковых тепловых нагрузок на разных ТСП, тогда параметры такого РТО следует определять на основе тепловых расчетов, учитывающих специфику применения КА и его оборудования.If, in the prospective CTP, it is planned to use the
В дополнение к имеющимся в паропроводах 20, 21 управляемым изолирующим клапанам 22, 23 между испарителем 16, 17 и управляемым изолирующим клапаном 22, 23 может быть установлен трехходовой клапан 30, 31, выполняющий функции пассивного регулятора температуры, прекращающего циркуляцию через конденсатор и направляя ее в обход по байпасной линии 32, 33, когда хладопроизводительность РТО 13 превышает требуемую. Электрическое управление состоянием клапанов 22, 23 и 26, 27 осуществляется с помощью электронного блока 34.In addition to the controlled
На Фиг. 3 показана модификация заявляемого технического решения в части оснащения дополнительных КТТ. Поскольку в ряде случаев внешние тепловые воздействия на РТО КА могут привести к циклическим (многократным и нежелательным) перемещениям теплоносителя через свободно открытый конденсатопровод 24, 25 из испарителя 16, 17 в конденсатор 18, 19 и наоборот - дополнительные КТТ 14, 15 могут быть снабжены еще одним изолирующим клапаном 26, 27, который (одновременно, с перекрытием паропровода 20, 21) будет перекрывать конденсатопровод 24. 25. Двойное перекрытие позволит избежать паразитной циркуляции теплоносителя также при наземных испытаниях СТР КА, т.е. когда жидкий сконденсировавшийся теплоноситель способен перемещаться «самотеком» между элементами КТТ, находящимися на разной высоте.In FIG. 3 shows a modification of the claimed technical solution in terms of equipping additional CTT. Since in some cases external thermal effects on the spacecraft RTO can lead to cyclic (multiple and undesirable) movements of the heat carrier through the freely
Для того чтобы при нагреве РТО 13, запертый с двух сторон, конденсатор 18, 19 КТТ 14, 15 не разгерметизировался (не разрушился) - один из изолирующих клапанов в каждой КТТ должен быть «неидеально герметичным» либо иметь параллельно установленный предохранительный клапан 29. Разовый частичный сброс теплоносителя из конденсатора в зону, сообщающуюся с испарителем, решит проблему, поскольку в испарителе КТТ предусмотрен необходимый запас внутреннего пространства для размещения жидкого теплоносителя с учетом его расширения. Решение с предохранительным клапаном разъясняет схема, показанная на Фиг. 4.In order to prevent the
Частные варианты конструктивных решений, с помощью которых экструдированный профиль конденсатора 18, 19 позволит подключать к одному (резервному) РТО 13 более одного конденсатора, показаны на Фиг. 5. Для этого в одном профиле делается два или более независимых каналов. В примере Фиг. 5 профиль конденсаторов 18, 19 интегрируется в трехслойную сотопанель, имеющую соты 35, закрытые с двух сторон обечайками 36 из листов алюминия.Particular options for constructive solutions by which the extruded profile of the
Поскольку при реализации дублирования КТТ и РТО нельзя предсказать, какой именно контур выйдет из строя, а кроме того, маловероятно, что это произойдет одновременно, придание резервному РТО универсальных возможностей позволит обойтись в качестве резерва одним РТО для всех штатных РТО, в противном случае каждый штатный РТО было бы необходимо обеспечить собственным резервным РТО. В тех случаях, когда размещение требуемого количества РТО с заданными габаритами не представляется возможным в силу особенностей компоновки КА, применение универсального резервного РТО совместно с оптимизацией циклограммы работы оборудования позволит решить техническую задачу по обеспечению теплового режима оборудования КА.Since it is impossible to predict exactly which circuit will fail when implementing duplication of CTT and RTO, and in addition, it is unlikely that this will happen simultaneously, giving the backup RTO universal capabilities will make it possible to manage as a reserve one RTO for all full-time RTOs, otherwise, each full-time RTO The RTO would need to be provided with its own backup RTO. In those cases where the placement of the required amount of RTO with the given dimensions is not possible due to the features of the spacecraft layout, the use of a universal backup RTO together with the optimization of the equipment operation cycle will allow solving the technical problem of ensuring the thermal regime of the spacecraft equipment.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность СТР оборудования КА и расширить функциональные возможности СТР, построенных на базе нескольких ТСП или разрозненных локальных СТР, предназначенных для обеспечения теплового режима отдельно стоящих приборов и оборудования. При этом обеспечивается снижение массы СТР и снятие ряда компоновочных ограничений, усложняющих разработку КА.Thus, the use of the invention allows to increase the reliability of the STR of the spacecraft equipment and expand the functionality of the STR built on the basis of several TSPs or isolated local STRs designed to ensure the thermal regime of free-standing instruments and equipment. This ensures a decrease in the mass of the STR and the removal of a number of layout restrictions that complicate the development of the spacecraft.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015105567/11A RU2585936C1 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Thermal control system for spacecraft equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015105567/11A RU2585936C1 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Thermal control system for spacecraft equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2585936C1 true RU2585936C1 (en) | 2016-06-10 |
Family
ID=56115196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015105567/11A RU2585936C1 (en) | 2015-02-19 | 2015-02-19 | Thermal control system for spacecraft equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2585936C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106697335A (en) * | 2016-11-29 | 2017-05-24 | 上海卫星装备研究所 | Energy storage and temperature control cooler structure for spacecraft and manufacturing method thereof |
RU2737752C1 (en) * | 2020-03-11 | 2020-12-02 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина") | System for providing a thermal mode of spacecraft instruments |
CN113335568A (en) * | 2021-08-02 | 2021-09-03 | 北京空间飞行器总体设计部 | Control method and device of thermal control system and thermal control system |
CN117699061A (en) * | 2023-12-05 | 2024-03-15 | 中国科学院国家空间科学中心 | Environment-impact-resistant thermal control device for small lunar-based equipment |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6241008B1 (en) * | 1996-05-03 | 2001-06-05 | Matra Marconi Space Uk, Ltd. | Capillary evaporator |
RU2196079C2 (en) * | 2000-12-15 | 2003-01-10 | Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" | Spacecraft |
US7004240B1 (en) * | 2002-06-24 | 2006-02-28 | Swales & Associates, Inc. | Heat transport system |
RU2346862C2 (en) * | 2007-03-05 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Spacecraft heat transfer device |
RU2386572C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-04-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | System of spacecraft thermal control |
RU2487063C2 (en) * | 2011-08-25 | 2013-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Landing lunar module instrument compartment thermal control system |
RU130299U1 (en) * | 2012-11-02 | 2013-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | HEATING REGIME SYSTEM FOR PRECISION SPACE VEHICLES |
-
2015
- 2015-02-19 RU RU2015105567/11A patent/RU2585936C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6241008B1 (en) * | 1996-05-03 | 2001-06-05 | Matra Marconi Space Uk, Ltd. | Capillary evaporator |
RU2196079C2 (en) * | 2000-12-15 | 2003-01-10 | Государственный научно-производственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс" | Spacecraft |
US7004240B1 (en) * | 2002-06-24 | 2006-02-28 | Swales & Associates, Inc. | Heat transport system |
RU2346862C2 (en) * | 2007-03-05 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Spacecraft heat transfer device |
RU2386572C1 (en) * | 2008-11-17 | 2010-04-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | System of spacecraft thermal control |
RU2487063C2 (en) * | 2011-08-25 | 2013-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Landing lunar module instrument compartment thermal control system |
RU130299U1 (en) * | 2012-11-02 | 2013-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | HEATING REGIME SYSTEM FOR PRECISION SPACE VEHICLES |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106697335A (en) * | 2016-11-29 | 2017-05-24 | 上海卫星装备研究所 | Energy storage and temperature control cooler structure for spacecraft and manufacturing method thereof |
CN106697335B (en) * | 2016-11-29 | 2019-09-17 | 上海卫星装备研究所 | A kind of spacecraft energy storage temperature-control heat radiator structure and its manufacturing method |
RU2737752C1 (en) * | 2020-03-11 | 2020-12-02 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" (АО "НПО Лавочкина") | System for providing a thermal mode of spacecraft instruments |
CN113335568A (en) * | 2021-08-02 | 2021-09-03 | 北京空间飞行器总体设计部 | Control method and device of thermal control system and thermal control system |
CN113335568B (en) * | 2021-08-02 | 2021-11-02 | 北京空间飞行器总体设计部 | Control method and device of thermal control system and thermal control system |
CN117699061A (en) * | 2023-12-05 | 2024-03-15 | 中国科学院国家空间科学中心 | Environment-impact-resistant thermal control device for small lunar-based equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2585936C1 (en) | Thermal control system for spacecraft equipment | |
JP5496212B2 (en) | A thermal module for controlling the heat load from a heat source and a spacecraft modular thermal platform for a spacecraft | |
CN101633411B (en) | Actuating mechanism of spacecraft for integrating heat control and liquid momentum wheel | |
Nikitkin et al. | CPL and LHP Technologies: What are the Differences, What are the Similarities? | |
US5954298A (en) | Active spacecraft thermal control system and method | |
RU130299U1 (en) | HEATING REGIME SYSTEM FOR PRECISION SPACE VEHICLES | |
Torres et al. | Mathematical modeling of a new satellite thermal architecture system connecting the east and west radiator panels and flight performance prediction | |
RU2494933C1 (en) | Spacecraft equipment thermal control system | |
Ku et al. | Technology overview of a multi-evaporator miniature loop heat pipe for spacecraft applications | |
Guo et al. | Construction and experimental verification of a novel flexible thermal control system configuration for the autonomous on-orbit services of space missions | |
Ababneh et al. | Hybrid heat pipes for lunar and martian surface and high heat flux space applications | |
RU162862U1 (en) | SPACE EQUIPMENT THERMAL CONTROL SYSTEM | |
RU2487063C2 (en) | Landing lunar module instrument compartment thermal control system | |
Oh et al. | Thermal control of spaceborne image sensor using heat pipe cooling system | |
Gorbenko et al. | Mathematical model of heat-controlled accumulator (HCA) for microgravity conditions | |
RU2474780C1 (en) | Thermal control device based on wraparound heat tube | |
Torres et al. | Mathematical model validation of a thermal architecture system connecting east/west radiators by flight data | |
Ku | Methods of controlling the loop heat pipe operating temperature | |
Leimkuehler et al. | An integrated sublimator driven coldplate | |
RU2737752C1 (en) | System for providing a thermal mode of spacecraft instruments | |
RU2698967C1 (en) | Spacecraft temperature control system | |
Oger et al. | Development of the thermal control system of the European Service Module of the Multi-Purpose Crew Vehicle | |
RU2329922C2 (en) | Method of thermocontrol of spacecraft and device for implementation of this method | |
Choi | Swift BAT Loop Heat Pipe Thermal System Characteristics and Ground/Flight Operation Procedure | |
RU2404092C1 (en) | System of space object thermal control |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171004 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171005 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20171006 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180820 |
|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -PC4A- IN JOURNAL 28-2017 |