RU2698573C1 - Test method of spacecraft temperature control system - Google Patents
Test method of spacecraft temperature control system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698573C1 RU2698573C1 RU2018119398A RU2018119398A RU2698573C1 RU 2698573 C1 RU2698573 C1 RU 2698573C1 RU 2018119398 A RU2018119398 A RU 2018119398A RU 2018119398 A RU2018119398 A RU 2018119398A RU 2698573 C1 RU2698573 C1 RU 2698573C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- coolant
- cavity
- compensation device
- volume
- 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
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)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике, в частности к способам наземных испытаний систем терморегулирования (СТР) телекоммуникационных спутников.The invention relates to space technology, in particular to methods for ground-based testing of thermal control systems (CTP) of telecommunication satellites.
В настоящее время телекоммуникационные спутники изготавливают состоящими из двух модулей: модуля полезной нагрузки (МПН) и модуля служебных систем (МСС), которые после предварительных автономных наземных испытаний их, в том числе их жидкостных контуров СТР, заправленных жидким теплоносителем, например, ЛЗ-ТК-2, объединяют в одно целое и проходят дальнейшие испытания при полностью собранном КА.At present, telecommunication satellites are made up of two modules: the payload module (MPN) and the service system module (MSS), which, after preliminary autonomous ground tests of them, including their liquid circuits STR, charged with a liquid coolant, for example, LZ-TK -2, combine into one and pass further tests with a fully assembled spacecraft.
Известен способ испытаний СТР таких КА, например, согласно патенту Российской Федерации (РФ) №2132806 [1], по которому (см. фиг. 1-5, где 1 - СТР КА; 2 - жидкостный контур МПН; 3 - жидкостный контур МСС; 4, 5, 6, 8, 9 - гидравлические разъемы; 7 - компенсационное устройство; 10 - компенсатор объема) в процессе стыковки модулей КА (жидкостные контуры которых заправлены жидким теплоносителем) осуществляют отстыковку компенсационного устройства 7 (содержит жидкостную полость и газовую полость, заправленную сжатым газом допустимого давления, например, 1,4-1,5 кгс/см2) от жидкостного контура МПН 2 и в течение промежуточного времени, например, не более 10 минут, соединяют его по гидравлическим разъемам 4, 5, 8, 9 с жидкостным контуром МСС 3, имеющим в своем составе штатный компенсатор объема 10 (из жидкостной полости которого слита требуемая доза теплоносителя, а газовая полость заправлена двухфазным рабочем телом, например, фреоном 141 в, и давление в ней ниже атмосферного).There is a known method for testing the STR of such spacecraft, for example, according to the patent of the Russian Federation (RF) No. 2132806 [1], according to which (see Fig. 1-5, where 1 is the STR of the spacecraft; 2 is the MPN liquid circuit; 3 is the MCC liquid circuit ; 4, 5, 6, 8, 9 - hydraulic connectors; 7 - compensation device; 10 - volume compensator) during the docking of spacecraft modules (the liquid circuits of which are filled with liquid coolant), the
На фиг. 1 приведено состояние МПН и МСС до стыковки их гидравлических разъемов 4 и 8, 5 и 9: из жидкостной полости компенсатора объема 10 слита доза теплоносителя исходя, что максимальная средняя температура теплоносителя в жидкостном контуре СТР (МПН+МСС) в условиях эксплуатации не превышает 55°С, а из жидкостной полости компенсационного устройства 7, присоединенного к жидкостному контуру МПН, при его автономной заправке слита доза теплоносителя исходя, что максимальная средняя температура теплоносителя в МПН до стыковки с МСС не превышает 35°С.In FIG. Figure 1 shows the state of the MPN and MSS before the
На фиг. 2 изображены жидкостные контуры 2 и 3 МПН и МСС после штатной отстыковки гидравлических разъемов 5 и 6 (перед стыковкой гидравлических разъемов 4 и 8, 5 и 9).In FIG. 2 shows the
На фиг. 3 приведено состояние компенсационного устройства 7, МПН и МСС после штатной (без ошибки оператора) стыковки гидравлических разъемов 4 и 8, 5 и 9.In FIG. Figure 3 shows the state of the
На фиг. 4 изображена схема стыковке МПН и МСС по разъемам гидравлическим 4 и 8 до отстыковки компенсационного устройства 7 от жидкостного контура 2 МПН (ошибка оператора: часть теплоносителя из него перетекла в жидкостную полость компенсатора объема 10 и его сильфон сжался до упора).In FIG. Figure 4 shows a diagram of the coupling of MPN and MSS via
На фиг. 5 приведено состояние МПН и МСС после стыковки гидравлических разъемов 4 и 8, 5 и 9 - в этом состоянии отсутствует возможность компенсации температурного изменения объема теплоносителя в жидкостных контурах МПН+МСС.In FIG. Figure 5 shows the state of MPN and MSS after docking
После этого проводят испытания собранного КА, в том числе собранную СТР.After that, tests of the assembled spacecraft are carried out, including the assembled STR.
Анализ, проведенный авторами данных испытаний СТР КА, показал, что известный способ обладает существенными недостатками, а именно: в процессе испытаний обеспечивается недостаточно высокая надежность работоспособности жидкостного контура СТР, обусловленная следующими причинами.The analysis carried out by the authors of the test results for the STR of the spacecraft, showed that the known method has significant drawbacks, namely: in the process of testing is not sufficiently high reliability of the liquid circuit of the STR, due to the following reasons.
В случае, если оператор допустит ошибку (см. фиг. 4 и 5): соединит гидравлические разъемы 4 и 8, затем от разъема гидравлического 5 отстыкует гидравлический разъем 6, и после этого состыкует гидравлические разъемы 5 и 9. В этом случае после стыковки гидравлических разъемов 4 и 8 имеющийся запас теплоносителя из жидкостной полости компенсационного устройства 7 потечет в жидкостный тракт СТР и сильфон компенсатора объема сожмется до упора, т.к. давление в газовой полости бортового компенсатора объема 10 ниже атмосферного (0,65-0,85 кгс/см2) при температуре в цехе (24±3)°С), а в газовой полости компенсационного устройства 7, пристыкованного к модулю полезной нагрузки, давление выше атмосферного: 1,05-1,1 кгс/см2 (начальное абсолютное давление 1,4-1,5 кгс/см2 по технологии изготовления для обеспечения полноты заполнения жидкостного контура МПН).If the operator makes a mistake (see Figs. 4 and 5): connect the
После того, как будут состыкованы гидравлические разъемы 5 и 9, в жидкостном тракте в случае повышения температуры окружающего воздуха установится повышенное (недопустимое) давление теплоносителя и жидкостный тракт СТР может разгерметизироваться.After the
Таким образом, известный способ [1] обеспечивает недостаточно высокую надежность работоспособности жидкостного тракта СТР в процессе наземных испытаний КА.Thus, the known method [1] provides insufficiently high reliability of the liquid path STR in the process of ground tests of the spacecraft.
Целью предлагаемого технического решения является устранение вышеуказанного существенного недостатка.The purpose of the proposed technical solution is to eliminate the above significant drawback.
Поставленная задача достигается тем, что в способе испытаний системы терморегулирования космического аппарата, жидкостные тракты которой заправлены жидким теплоносителем, включающем отстыковку компенсационного устройства, содержащего заправленную теплоносителем жидкостную полость и газовую полость, заправленную сжатым газом допустимого давления, от жидкостного контура модуля полезной нагрузки и в течение расчетного промежутка времени, например, не более 10 минут, соединение его по гидравлическим разъемам с жидкостным контуром модуля служебных систем, имеющем в своем составе штатный компенсатор объема, из жидкостной полости которого слита требуемая доза теплоносителя, исходя из максимально возможной средней температуры теплоносителя в жидкостных трактах, а газовая полость заправлена двухфазным рабочим телом, например, фреоном 141в, и проведение испытаний, причем предварительно при автономной заправке жидким теплоносителем компенсационного устройства, подключаемого к заполненному теплоносителем жидкостному контуру полезной нагрузки, из жидкостной полости его сливают дозу теплоносителя, удовлетворяющую следующему условию:This object is achieved by the fact that in the method of testing the temperature control system of a spacecraft, the liquid paths of which are charged with a liquid coolant, including the undocking of a compensation device containing a liquid cavity filled with a coolant and a gas cavity filled with compressed gas of permissible pressure, from the liquid circuit of the payload module and during the estimated time period, for example, no more than 10 minutes, connecting it via hydraulic connectors to the liquid circuit of the mod For service systems, which includes a standard volume compensator, from the liquid cavity of which the required dose of the coolant is drained, based on the maximum possible average temperature of the coolant in the liquid paths, and the gas cavity is filled with a two-phase working fluid, for example, Freon 141b, and testing is carried out, and preliminarily, during autonomous refueling with a liquid coolant, a compensation device connected to the liquid payload circuit filled with the coolant from its liquid cavity the dose of the coolant satisfying the following condition is drained:
где ΔVсл.д. КУ МПН - требуемая доза теплоносителя, сливаемая из жидкостной полости компенсационного устройства, подключаемого к жидкостному тракту полезной нагрузки, при автономной заправке его перед использованием, л;where ΔV sl.d. KU MPN - the required dose of coolant, drained from the liquid cavity of the compensation device, connected to the liquid path of the payload, when it is refueling autonomously before use, l;
Vкомпенсир. КУ МПН - максимально возможное изменение объема жидкостной полости компенсационного устройства, подключаемого к жидкостному тракту модуля полезной нагрузки, при изменении хода сильфона его от положения «Сильфон сжат полностью» до положения «Сильфон растянут полностью», л (например, 4,0 л);V compensated . KU MPN - the maximum possible change in the volume of the liquid cavity of the compensation device connected to the liquid path of the payload module when the bellows move from the position “The bellows is fully compressed” to the position “The bellows is fully extended”, l (for example, 4.0 l);
Vмакс. СТР - максимально возможный объем теплоносителя в жидкостных трактах СТР КА в условиях эксплуатации, например, 30 л (модули полезной нагрузки и служебных систем состыкованы между собой), л;V max . STR - the maximum possible volume of coolant in the liquid paths of STR KA in operating conditions, for example, 30 l (the payload modules and service systems are interconnected), l;
β - коэффициент температурного изменения объема теплоносителя, 1/°С (например, 0,00123 1/°С);β is the coefficient of temperature change in the volume of coolant, 1 / ° C (for example, 0.00123 1 / ° C);
t макс. экс. КА, tмакс.наз. исп. - максимально возможные средние температуры теплоносителя в жидкостных трактах СТР в условиях эксплуатации КА и при наземных испытаниях после стыковки модуля полезной нагрузки с модулем служебных систем, °С (например, t макс. экс. КА = 55°С; tмакс.наз. исп. = 35°С);t max the ex. KA, t max. Spanish - maximum possible average coolant temperature in the liquid paths PAGE under operating conditions spacecraft and ground tests after docking module with payload unit overhead systems, ° C (e.g., t max ex KA = 55 ° C; t maks.naz App... . = 35 ° C);
|δV| - погрешность слива дозы теплоносителя из компенсатора объема, л (например, +0,2 л), что и является, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами изобретения.| δV | - the error of draining the dose of coolant from the volume compensator, l (for example, +0.2 l), which is, according to the authors, the essential distinguishing features of the inventors.
В результате проведенного авторами анализа известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных признаков заявляемого технического решения в известных источниках не обнаружено и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявленном способе испытаний СТР КА.As a result of the analysis of the known patent and scientific and technical literature by the authors, the proposed combination of the essential features of the claimed technical solution was not found in the known sources and, therefore, the known technical solutions do not exhibit the same properties as in the claimed test method of the STR KA.
На фиг. 6-8 изображены принципиальные схемы реализации предлагаемого технического решения.In FIG. 6-8 are schematic diagrams of the implementation of the proposed technical solution.
На фиг. 6 приведено состояние МПН и МСС до стыковки их гидравлических разъемов 4 и 8, 5 и 9: из жидкостной полости компенсатора объема 10 слита доза теплоносителя исходя, что максимальная средняя температура теплоносителя в жидкостном контуре СТР (МПН+МСС) в условиях эксплуатации не превышает 55°С, а из жидкостной полости компенсационного устройства 7, присоединенного к жидкостному контуру МПН, при его автономной заправке слита доза теплоносителя, удовлетворяющая установленному авторами условию (1) (см. лист 4).In FIG. Figure 6 shows the state of the MPN and MSS before the
На фиг. 7 изображены жидкостные контуры 2 и 3 МПН и МСС, когда присоединили гидравлические разъемы 4 и 8, в то время как гидравлические разъемы 5 и 6 не расстыкованы: из-за этого имеющийся запас теплоносителя из жидкостной полости компенсационного устройства 7 перетек в жидкостную полость компенсатора объема 10 - при этом сильфон компенсационного устройства полностью растянулся (сел на упор), а сильфон компенсатора 10 сжался, но до полного сжатия сильфона в компенсаторе объема 10 остался объем теплоносителя, достаточный для компенсации температурного изменения объема теплоносителя в жидкостных контурах 2 и 3 (МПН+МСС) при наземных испытаниях.In FIG. 7 shows the
На фиг. 8 представлено состояние компенсационного устройства 7, жидкостных контуров 2 и 3 (МПН+МСС) в процессе наземных испытаний СТР и КА. Из фиг. 6-8 видно, что, в случае ошибки оператора, в результате того, что, из жидкостной полости компенсационного устройства 7, подключенного к модулю полезной нагрузки, при автономной его заправке слита доза теплоносителя, удовлетворяющая установленному авторами следующему условию:In FIG. 8 shows the state of the
где ΔVсл.д. КУ МПН - требуемая доза теплоносителя, сливаемая из жидкостной полости компенсационного устройства, подключаемого к жидкостному тракту полезной нагрузки, при автономной заправке его перед использованием, л;where ΔV sl.d. KU MPN - the required dose of coolant, drained from the liquid cavity of the compensation device, connected to the liquid path of the payload, when it is refueling autonomously before use, l;
Vкомпенсир. КУ МПН - максимально возможное изменение объема жидкостной полости компенсационного устройства, подключаемого к жидкостному тракту модуля полезной нагрузки, при изменении хода сильфона его от положения «Сильфон сжат полностью» до положения «Сильфон растянут полностью», л (например, 4,0 л);V compensated . KU MPN - the maximum possible change in the volume of the liquid cavity of the compensation device connected to the liquid path of the payload module when the bellows move from the position “The bellows is fully compressed” to the position “The bellows is fully extended”, l (for example, 4.0 l);
Vмакс. СТР - максимально возможный объем теплоносителя в жидкостных трактах СТР КА в условиях эксплуатации, например, 30 л (модули полезной нагрузки и служебных систем состыкованы между собой), л;V max . STR - the maximum possible volume of coolant in the liquid paths of STR KA in operating conditions, for example, 30 l (the payload modules and service systems are interconnected), l;
β - коэффициент температурного изменения объема теплоносителя, 1/°С (например 0,00123 1/°С);β is the coefficient of temperature change in the volume of coolant, 1 / ° C (for example, 0.00123 1 / ° C);
t макс. экс. КА, tмакс.наз. исп. - максимально возможные средние температуры теплоносителя в жидкостных трактах СТР в условиях эксплуатации КА и при наземных испытаниях после стыковки модуля полезной нагрузки с модулем служебных систем, °С (например, t макс. экс. КА =55°С; tмакс.наз. исп. =35°С);t max the ex. KA, t max. Spanish - maximum possible average coolant temperature in the liquid paths PAGE under operating conditions spacecraft and ground tests after docking module with payload unit overhead systems, ° C (e.g., t max ex KA = 55 ° C; t maks.naz App... . = 35 ° C);
|δV| - погрешность слива дозы теплоносителя из компенсатора объема, л (например, +0,2 л),| δV | - the error of the discharge of the coolant dose from the volume compensator, l (for example, +0.2 l),
из компенсационного устройства 7 может выдавливаться объем теплоносителя, недостаточный для полного сжатия сильфона бортового компенсатора объема 10, и в жидкостном тракте СТР при изменении температуры теплоносителя и температуры окружающего воздуха не может повыситься давление теплоносителя выше допустимого и исключается повреждение жидкостного тракта СТР.the coolant volume insufficient to fully compress the bellows of the onboard
Таким образом, при испытаниях КА обеспечивается с высокой надежностью работоспособность жидкостного тракта СТР, следовательно, тем самым достигается цель изобретения.Thus, when testing the spacecraft is provided with high reliability, the operability of the liquid path STR, therefore, thereby achieving the objective of the invention.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119398A RU2698573C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Test method of spacecraft temperature control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119398A RU2698573C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Test method of spacecraft temperature control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698573C1 true RU2698573C1 (en) | 2019-08-28 |
Family
ID=67851614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018119398A RU2698573C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Test method of spacecraft temperature control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698573C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4603732A (en) * | 1984-02-09 | 1986-08-05 | Sundstrand Corporation | Heat management system for spacecraft |
RU2200689C2 (en) * | 2000-04-21 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева" | Method of testing spacecraft and device for realization of this method |
RU2269457C2 (en) * | 2003-12-26 | 2006-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики имени акад. М.Ф. Решетнева" | Method of manufacture of payload module for spacecraft |
RU2305058C2 (en) * | 2005-02-02 | 2007-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева" | Method of manufacture of spacecraft |
RU2541612C2 (en) * | 2013-04-17 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method of operation of spacecraft thermal control system simulator |
-
2018
- 2018-05-25 RU RU2018119398A patent/RU2698573C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4603732A (en) * | 1984-02-09 | 1986-08-05 | Sundstrand Corporation | Heat management system for spacecraft |
RU2200689C2 (en) * | 2000-04-21 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф.Решетнева" | Method of testing spacecraft and device for realization of this method |
RU2269457C2 (en) * | 2003-12-26 | 2006-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики имени акад. М.Ф. Решетнева" | Method of manufacture of payload module for spacecraft |
RU2305058C2 (en) * | 2005-02-02 | 2007-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. акад. М.Ф. Решетнева" | Method of manufacture of spacecraft |
RU2541612C2 (en) * | 2013-04-17 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method of operation of spacecraft thermal control system simulator |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10921070B2 (en) | Connector assembly for liquid cooling | |
CN104260901B (en) | Modular bipropellant propulsion system | |
AU2019304910B2 (en) | Multi-purpose coolant interface | |
RU2305058C2 (en) | Method of manufacture of spacecraft | |
CN107631114B (en) | A kind of gas-liquid combination docking connector | |
RU2698573C1 (en) | Test method of spacecraft temperature control system | |
US20160138746A1 (en) | Twist-to-connect dry break coupling | |
Demmons et al. | Electrospray thruster propellant feedsystem for a gravity wave observatory mission | |
CN109703791A (en) | A kind of adaptive capture docking facilities | |
RU2683054C1 (en) | Hydraulic connector | |
TW202116133A (en) | Charging column | |
RU2200689C2 (en) | Method of testing spacecraft and device for realization of this method | |
RU2698503C1 (en) | Method for making liquid circuit of spacecraft temperature control system | |
RU2269457C2 (en) | Method of manufacture of payload module for spacecraft | |
RU2541612C2 (en) | Method of operation of spacecraft thermal control system simulator | |
RU2698967C1 (en) | Spacecraft temperature control system | |
RU2447000C2 (en) | Spacecraft thermal control system | |
RU2151722C1 (en) | Spacecraft temperature control system | |
RU2346861C2 (en) | Spacecraft temperature control system | |
RU2196084C2 (en) | Spacecraft temperature control system | |
RU2384490C1 (en) | Qualification method of hydraulic accumulator of space vehicle thermal control system | |
RU2535959C2 (en) | Liquid heat carrier circulation exciter, primarily for spacecraft thermal control system | |
CN216645744U (en) | Air tightness testing device for water cooling system | |
RU2542797C2 (en) | Method of constructing spacecraft | |
RU2132806C1 (en) | Method of testing space vehicle temperature-control system |