RU2734706C1 - Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические - Google Patents
Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734706C1 RU2734706C1 RU2020102183A RU2020102183A RU2734706C1 RU 2734706 C1 RU2734706 C1 RU 2734706C1 RU 2020102183 A RU2020102183 A RU 2020102183A RU 2020102183 A RU2020102183 A RU 2020102183A RU 2734706 C1 RU2734706 C1 RU 2734706C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- space
- flux
- light
- space object
- ground
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
Изобретение относится преимущественно к наземным тепловакуумным испытаниям космических объектов (КО). Способ включает размещение КО в вакуумной камере с криоэкранами, имитирующими «холодный» космос, и облучение КО световым потоком от имитатора солнечного излучения. КО вращают в световом потоке вокруг вертикальной оси и оценивают работоспособность КО при его функционировании по программе полета. Световой поток разделяют на горизонтальный и вертикальный световые потоки и облучают ими КО попеременно, соблюдая высокоточную имитацию неоднородности, непараллельности и удельной тепловой мощности падающего на КО потока - в зависимости от имитируемой ориентации КО относительно Солнца. Техническим результатом является повышение достоверности и снижение энерго- и трудоёмкости наземных испытаний, главным образом крупногабаритных КО с системами обеспечения теплового режима, чувствительными к ориентации КО в условиях земной гравитации.
Description
Изобретение относится к области испытательной технике, в частности к наземным тепловакуумным испытаниям космических объектов (КО) в условиях, приближенных к эксплуатации КО в открытом космическом пространстве, а также может найти применение в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к излучательным и отражательным характеристикам изделий, изготовленных из различных материалов или имеющих разные покрытия.
Известен способ проведения наземных тепловакуумных испытаний КО в условиях, имитирующих космические, заключающийся в размещении КО в вакуумной камере с криоэкранами, вакуумировании вакуумной камеры, захолаживании криоэкранов жидким азотом, облучении поверхности КО световым потоком от имитатора солнечного излучения (Патент РФ №2209751, МПК: B64G 7/00 (2000.01), B64G 1/50 (2000.01), опубликовано 10.08.2003 г, бюл. №22).
Известен также способ, взятый в качестве прототипа, проведения наземных тепловакуумных испытаний КО в условиях, имитирующих космические, заключающийся в помещении КО в вакуумную камеру с криоэкранами, вакуумировании вакуумной камеры, создании на поверхности КО рабочей температуры путем имитации «холодного» космоса криоэкранами, окружающими КО и находящимися при температуре жидкого азота, и облучения световым потоком солнечного спектра от имитатора солнечного излучения, вращении КО в потоке солнечного спектра, имитируя условия ориентации КО, и оценке работоспособности КО путем функционирования его по программе полета (Андрейчук О.Б., Малахов Н.Н. Тепловые испытания космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982 г., стр. 22-24, стр. 50-52).
Недостатком аналога и прототипа является то, что облучение КО происходит в одном направлении и это не позволяет попеременно, а в некоторых случаях и одновременно (например, при возникновении нештатной ситуации для быстрого получения экстремальных температур на КО) облучать другие поверхности КО, что, в свою очередь, связано с имитацией натурных условий ориентации объекта при его вращении в космическом пространстве относительно Солнца. Поэтому необходимо каждый раз останавливать испытания и производить операции по перестановке КО, а это связано с большими трудозатратами и энергозатратами. Это слив жидкого азота из криоэкранов, продувка их теплым воздухом, демонтаж КО и установка его в другое положение с повторными электрическими проверками, вывод вакуумной камеры на рабочий режим. Кроме того при испытаниях крупногабаритных КО рабочий объем вакуумной камеры часто не позволяет проводить необходимые развороты КО и не обеспечивается равномерный световой поток по поверхности КО, а также, в том случае, если система обеспечения теплового режима КО построена на тепловых трубах, которые работают только строго в горизонтальном положении в условиях действия гравитационного поля.
Задачей изобретения является обеспечение проведения наземных тепловакуумных испытаний КО в условиях, имитирующих космические.
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности тепловакуумных испытаний за счет возможности создания светового солнечного потока вокруг всех поверхностей КО, снижение трудозатрат и энергопотребления, и возможность проведения тепловакуумных испытаний крупногабаритных КО в сборе, и КО, системы обеспечения теплового режима которых не функционируют при изменении их ориентации в условиях земной гравитации.
Технический результат достигается за счет того, что в способе проведения наземных тепловакуумных испытаний КО в условиях, имитирующих космические, заключающемся в помещении КО в вакуумную камеру с криоэкранами, вакуумировании вакуумной камеры, создании на поверхности КО рабочей температуры путем имитации «холодного» космоса криоэкранами, окружающими КО и находящимися при температуре жидкого азота, и облучения световым потоком солнечного спектра от имитатора солнечного излучения, вращении КО в потоке солнечного спектра, имитируя условия ориентации КО, и оценке работоспособности КО путем функционирования его по программе полета, при этом разделяют световой поток солнечного спектра на горизонтальный и вертикальный, оси световых потоков солнечного спектра взаимно перпендикулярны, и облучают КО попеременно горизонтальным и вертикальным световыми потоками с высокими точностными характеристиками по неоднородности уровней плотностей падающего потока излучения, непараллельности и удельной тепловой мощности падающего теплового потока, в зависимости от имитируемой траектории полета КО по отношению к Солнцу.
По сравнению с прототипом значительно возрастает достоверность наземных тепловакуумных испытаний, которая достигается за счет возможности создания светового солнечного потока вокруг всех поверхностей КО.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом:
- помещают КО в вакуумную камеру (например, ВК 600/300), имеющую криоэкраны, расположенные по ее внутреннему контуру;
- вакуумируют вакуумную камеру с помощью вакуумных насосов (например, механических Oerlikon Leybold RUTA WH7000/DV1200/G, турбомолекулярных Edwards STP-iXA4506C, криогенных HSR AG VELCO1250) до давления, исключающего конвективный теплообмен в вакуумной камере (обычно до давления 1⋅10-2 -1⋅10-4 Па);
- одновременно с вакуумированием вакуумной камеры создают на поверхности КО рабочую температуру путем захолаживания криоэкранов до температуры, имитирующей «холод» окружающего космического пространства (например, при захолаживании криоэкранов жидким азотом, до температуры минус 186±3°С);
- облучают световым потоком солнечного спектра КО от имитатора солнечного излучения (например, ИС-500 ВК600/300), при этом разделяют световой поток солнечного спектра на горизонтальный и вертикальный путем взаимно перпендикулярного размещения двух имитаторов солнечного излучения, оси световых потоков солнечного спектра взаимно перпендикулярны, и облучают КО попеременно горизонтальным и вертикальным световыми потоками с высокими точностными характеристиками по неоднородности уровней плотностей падающего потока излучения, непараллельности и удельной тепловой мощности падающего теплового потока (например, неоднородность уровней плотностей падающего потока излучения <10% (Асланян P.O. и др. Имитаторы солнечного излучения для термовакуумных испытаний космического аппарата, Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, №2, стр. 326), непараллельность лучей до 4 угловых градусов и удельная тепловая мощность падающего теплового потока 1340-1440 Вт/м2 (Асланян P.O. и др. Имитаторы солнечного излучения для термовакуумных испытаний космического аппарата, Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, №2, стр. 324), в зависимости от имитируемой траектории полета КО по отношению к Солнцу;
- вращают КО относительно вертикальной оси, совпадающей с направлением силы тяжести, с помощью опорно-поворотного устройства в потоке солнечного спектра, имитируя условия ориентации КО, и оценивают работоспособность КО путем функционирования его по программе полета;
- отогревают криоэкраны с помощью подачи в них теплого воздуха до нормальной температуры (15-20°С) и разгерметизируют вакуумную камеру.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить достоверность наземных тепловакуумных испытаний, за счет возможности создания имитируемого теплового солнечного потока вокруг всех поверхностей КО и снизить трудозатраты, так как испытания можно провести за одну установку КО в вакуумной камере без перемонтажа. Особенно это важно при моделировании тепловых процессов, происходящих на КО, обусловленных частой сменой ориентации КО на орбите, и появляется возможность проведения тепловакуумных испытаний крупногабаритных КО в сборе.
Предлагаемый способ достаточно прост в эксплуатации и может найти применение для получения данных при решении проблем, связанных с обеспечением теплового режима КО, находящихся в открытом космическом пространстве, в особенности для КО, системы обеспечения теплового режима которых не функционируют при изменении их ориентации в условиях земной гравитации.
Claims (1)
- Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические, заключающийся в том, что помещают космический объект в вакуумную камеру с криоэкранами, вакуумируют вакуумную камеру, создают на поверхности космического объекта рабочую температуру путем имитации «холодного» космоса криоэкранами, окружающими космический объект и находящимися при температуре жидкого азота, и облучения световым потоком солнечного спектра от имитатора солнечного излучения, вращают космический объект в световом потоке солнечного спектра, имитируя условия ориентации космического объекта, и оценивают работоспособность космического объекта путем функционирования его по программе полета, отличающийся тем, что разделяют световой поток солнечного спектра на горизонтальный и вертикальный, при этом оси световых потоков солнечного спектра взаимно перпендикулярны и облучают космический объект попеременно горизонтальным и вертикальным световыми потоками с высокими точностными характеристиками по неоднородности уровней плотностей падающего потока излучения, непараллельности и удельной тепловой мощности падающего теплового потока в зависимости от имитируемой траектории полета космического объекта по отношению к Солнцу.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102183A RU2734706C1 (ru) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102183A RU2734706C1 (ru) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2734706C1 true RU2734706C1 (ru) | 2020-10-22 |
Family
ID=72949038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020102183A RU2734706C1 (ru) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734706C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772763C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-05-25 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ проведения тепловакуумных испытаний при наземной проверке космических аппаратов на работоспособность |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2172709C2 (ru) * | 1999-09-23 | 2001-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Стенд для тепловых испытаний космических объектов |
US6332591B1 (en) * | 1999-03-11 | 2001-12-25 | Alcatel | Method of simulating external thermal fluxes absorbed by external radiating components of a spacecraft in flight, and spacecraft for implementing the method |
RU2208564C1 (ru) * | 2001-11-15 | 2003-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Способ тепловакуумных испытаний и устройство для его реализации |
-
2020
- 2020-01-20 RU RU2020102183A patent/RU2734706C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6332591B1 (en) * | 1999-03-11 | 2001-12-25 | Alcatel | Method of simulating external thermal fluxes absorbed by external radiating components of a spacecraft in flight, and spacecraft for implementing the method |
RU2172709C2 (ru) * | 1999-09-23 | 2001-08-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Стенд для тепловых испытаний космических объектов |
RU2208564C1 (ru) * | 2001-11-15 | 2003-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" | Способ тепловакуумных испытаний и устройство для его реализации |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Андрейчук О.Б., Малахов Н.Н. Тепловые испытания космических аппаратов. М. Машиностроение, 1982, с. 22-24, 50-52. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772763C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-05-25 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ проведения тепловакуумных испытаний при наземной проверке космических аппаратов на работоспособность |
RU2778479C1 (ru) * | 2021-07-26 | 2022-08-22 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ обезгаживания элементов конструкции космических аппаратов в наземных условиях |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Strickland et al. | A high spatial resolution x-ray and Hα study of hot gas in the halos of star-forming disk galaxies. II. Quantifying supernova feedback | |
WO2020096477A1 (ru) | Термодинамический стенд для моделирования аэродинамического нагрева | |
US8201994B2 (en) | Flexible thermal cycle test equipment for concentrator solar cells | |
CN107918066A (zh) | 真空环境测试仪器 | |
CN113636115B (zh) | 一种太阳系多因素综合环境模拟装置 | |
Naddaf et al. | The picture of BLR in 2.5 D FRADO: dynamics and geometry | |
CN112693640A (zh) | 无大气星体表面综合环境模拟方法及装置 | |
RU2734706C1 (ru) | Способ проведения наземных тепловакуумных испытаний космических объектов в условиях, имитирующих космические | |
Xiong et al. | Simplified analytical model for predicting the temperature of balloon on high-altitude | |
Ballantyne et al. | On the dynamics of suddenly heated accretion disks around neutron stars | |
RU2172709C2 (ru) | Стенд для тепловых испытаний космических объектов | |
Cardona et al. | Aerodynamic forces of interacting spheres representative of space debris re-entry: Experiments in a supersonic rarefied wind-tunnel | |
RU2302984C1 (ru) | Способ имитации внешних тепловых потоков для наземной отработки теплового режима космических аппаратов | |
RU2734681C1 (ru) | Стенд для проведения тепловакуумных испытаний космических аппаратов в условиях, имитирующих натурные | |
RU2564056C1 (ru) | Способ тепловакуумных испытаний космического аппарата | |
Yamaguchi et al. | Distribution and kinematics of the molecular clouds in the Gum nebula | |
Weng et al. | Super-eddington accretion in the ultraluminous x-ray source NGC 1313 X-2: An ephemeral feast | |
Wei et al. | Non-uniform temperature distribution of the main reflector of a large radio telescope under solar radiation | |
US3379067A (en) | Satellite thermal energy input simulator | |
US3302463A (en) | Space environment simulator | |
Müller et al. | The solar orbiter mission | |
CN214420731U (zh) | 无大气星体表面综合环境模拟装置 | |
Ransome et al. | Thermal balance testing of the Beagle2 Mars lander | |
Frederico | Development of a cryogenic facility for the generation of space debris | |
Andrenucci et al. | The new EP test facilities at CENTROSPAZIO and ALTA |