Предварительный анализ характеристик модифицированного пассивного регулятора температуры контурной тепловой трубы


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-1-22-29

Авторы

Котляров Е. Ю.*, Серов Г. П.**, Луженков В. В.

Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, ул. Ленинградская, 24, Химки, Московская область, 141400, Россия

*e-mail: evgeny-1@list.ru
**e-mail: serov@laspace.ru

Аннотация

Анализируется возможность применения модифицированной конструкции пассивного регулятора температуры контурной тепловой трубы (КТТ), который в инженерной практике принято называть «трехходовым клапаном». Доработка конструкции данного клапана предусматривает разгерметизацию полости наддува сильфона, а также дополнительную установку пружины снаружи сильфона с целью компенсации его осевого расширения. Сильфон перемещает золотник, а пружина используется в качестве настраиваемого элемента. В точке, соответствующей давлению настройки клапана, усилие сжатой пружины уравновешивает усилие, оказываемое на нее сильфоном, возникающее от воздействия рабочего давления КТТ. При отклонениях давления в КТТ, от заданного настройкой, положение золотника клапана изменяется так, что соотношение расходов циркулирующего двухфазного теплоносителя через конденсатор и байпасную линию, обеспечивает необходимый температурный режим испарителя КТТ, при котором стабилизируются его давление насыщения и температура.

Ключевые слова:

космический аппарат, регулирование температуры, контурная тепловая труба, радиатор, трехходовой клапан, испаритель, сильфон, пружина, золотник, давление насыщения, байпасная линия

Библиографический список

  1. АС СССР № 485296, F28D15/00, F25B19/02, F25D7/00. Герасимов Ю.Ф., Майданик Ю.Ф., Щеголев Г.Т., Киселев В.М., Филиппов Г.А., Стариков Л.Г., «Тепловая труба», 1982417/24-6, Бюлл. № 35 25.09.1975.
  2. Ферштатер Ю.Г., Майданик Ю.Ф. Анализ температурного поля в капиллярной структуре «антигравитационной» тепловой трубы // ИФЖ. Т. 51. № 2. С. 203–207.
  3. Долгирев Ю.Е., Герасимов Ю.Ф., Майданик Ю.Ф., Кисеев В.М. Расчет тепловой трубы с раздельными каналами для пара и жидкости // ИФЖ. 1978. Т. 34. № 6. С. 988–993.
  4. Sasin V.Ya., Zelenov I.A., Zuev V.G., Kotlyarov E.Yu. Mathematical Model of a Capillary Loop Heat Pipe with a Condenser-Radiator // 20-ICES, Williamsburg. July 9–12, 1990, #901276 SAE Technical Paper Series. 10 p.
  5. Dickey J.T. and Peterson G.P. An Experimental and Analytical Investigation of the Operational Characteristics of a Capillary Pumped Loop // AIAA 28th Thermophysics Conference. July 6-9, 1993, Orlando, FL, AIAA 93-2746. 8 p.
  6. Ku Jentung. Operating Characteristics of Loop Heat Pipes // 29th International Conference on Environmental System. July 12-15, 1999, Denver, Colorado, #1999-01-2007. 16 p.
  7. Amidieu M., Moschetti B., Kotlyarov E. Development of a Capillary Pumped Loop with High Pumping and Active Regulation // 25-ICES. San-Diego, July 10-13, 1995, #951507. 9 p.
  8. Nikitkin Michael, Kotlyarov Evgenyi, Serov Gennadyi. Basics of Loop Heat Pipe Temperature Control // 29-ICES. Denver, July 12-15, 1999, #1999-01-2012. 7 p.
  9. Goncharov K.A., Kochetkov A.Yu., Buz V.N. Development of Loop Heat Pipe with Pressure Regulator // 36th International Conference of Environmental Systems, #2006-01-2171, Norfolk, Virginia, 2006.
  10. Патент РФ № 2474780, F28D15/02. Терморегулирующее устройство на базе контурной тепловой трубы / Котляров Е.Ю., Серов Г.П., Тулин Д.В. НПО им. С.А. Лавочкина, 2011141938/06, 18.10.2011.
  11. Elchin А.P., Basov А.А., Prohorov Y.М., Leksin М.А., Ovchinnikov D.N. Operating experience of loop heat pipes for thermal regulation of spacecraft with long life cycle // RSC «Energia», Moscow region, Korolev, Joint 20th IHPC and 14th IHPS, Gelendzhik, Russia, September 07–10, 2021.
  12. Альтов В.В., Гуля В.М., Копяткевич Р.М., Мишин Г.С., Гончаров К.А., Кочетков А.Ю., Тулин Д.В., Шабарчин А.Ф. Тепловое проектирование и пофрагментная наземная отработка системы обеспечения теплового режима космического аппарата негерметичного исполнения на базе сотопанелей с тепловыми трубами // Космонавтика и ракетостроение. 2010. № 3 (60). С. 33–41.
  13. Orlov A.A., Goncharov K.A., Kotliarov E.Yu., Tyklina T.A., Ustinov S.N., Maidanik Yu.F. The Loop Heat Pipe Experiment on Board The Granat Spacecraft // ESA, Proceedengs of Sixth European Symposium on Space Control Systems, Nordwjik, The Netherlands, 20–22 May 1997, P. 341–353.
  14. Goncharov K.A., Kotlyarov E.Yu., Smirnov F.Yu., Schlitt R., Beckmann K., Meyer R., Mueller R. Investigation of Temperature Fluctuations in Loop Heat Pipes // 24-ICES. Friedrichshafen, Germany, June 20-23, 1994. #941577. 14 p.
  15. Пастухов В.Г., Майданик Ю.Ф. Экспериментальное исследование контурной тепловой трубы с активным регулированием рабочей температуры // Тепловые процессы в технике. 2020. Т. 12. № 4. С. 531–538.
  16. Финченко В.С., Котляров Е.Ю., Иванков А.А. Системы обеспечения тепловых режимов автоматических межпланетных станций / Под ред. д.т.н., проф. В.В. Ефанова, д.т.н. В.С. Финченко. Химки: Издатель АО «НПО Лавочкина», 2018. 400 с.
  17. Казмерчук П.В., Мартынов М.Б., Москатиньев И.В., Сысоев В.К., Юдин А.Д. Космический аппарат «ЛУНА-25» — основа новых исследований Луны // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2016. № 4. С. 9–19.
  18. Десятов А.В., Вежневец П.Д., Лукоянов Ю.М., Соболев В.В., Великанов А.А. Разработка и экспериментальные исследования модели контурной тепловой трубы для системы обеспечения теплового режима космического аппарата // Тепловые процессы в технике. 2010. Т. 2. № 9. С. 416–421.
  19. Tulin D., Kotlyarov E., Serov G., Tulin I. The 4000W Hybrid Single- and Two-Phase Thermal Control System for Payload and Equipment of Geostationary Communication Satellite // 40 ICES. Barcelona, Spain, 11–15 July 2010, AIAA #6121.
  20. Золотарев В.Ю., Котляров Е.Ю., Серов Г.П., Тулин Д.В., Устинов С.В. Сравнительный анализ тепловых жалюзи и радиаторов на основе тепловых труб с регулируемым контуром // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2015. № 5(37). С. 64‒74.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024