К вопросу о применении комплекса упрощенных математических моделей на начальной стадии теплового проектирования межпланетного космического аппарата


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-4-146-160

Авторы

Бугрова А. Д., Котляров Е. Ю.*, Шабарчин А. Ф.**, Финченко В. С.

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

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

Аннотация

На примере предварительного анализа температурного состояния полезной нагрузки межпланетного космического аппарата, предназначенного для посадки и функционирования на поверхности Венеры, показано целенаправленное применение комплекса специально разработанных упрощенных тепловых математических моделей для определения основных характеристик подсистем терморегулирования, как космического аппарата в целом, так и его составных частей. С помощью проведенных в статье вычислительных экспериментов и анализа их результатов удалось сформировать исходные данные для определения состава и основных характеристик средств терморегулирования венерианского посадочного аппарата. Показано, что в процессе функционирования космического аппарата воздействующие на него внешние условия претерпевают существенные изменения, в силу чего, разработчики проекта вынуждены применять принципиально отличающиеся технические решения, с помощью которых обеспечивается требуемый тепловой режим полезной нагрузки космического аппарата и его составных частей, на всех этапах их функционирования.

Ключевые слова:

посадочный аппарат, полезная нагрузка, температурное состояние, система терморегулирования, предварительный расчетный анализ, тепловая математическая модель, теплопередающие агрегаты, этапы функционирования

Библиографический список

  1. 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: АО «НПО им. С.А. Лавочкина», 2018. 400 с.
  2. Маров М.Я., Хантресс У.Т. Советские роботы в Солнечной системе. Технологии и открытия. М.: Физматлит, 2013. 610 с.
  3. Альтов В.В., Залетаев С.В. и др. Расчет теплового режима космических аппаратов в орбитальном полете. Пакет прикладных программ «ТЕРМ». Регистрационный № 4151 от 18.10.2011 ФАП. Королев: ФГУП ЦНИИМаш., 2011.
  4. Taylor F.W. The Scientific Exploration of Venus. University of Oxford, 32 Avenue of the Americas, New York, NY 10013-2473, USA, 2014. 332 p.
  5. Philip G. Neudeck Т. et al. Prolonged silicon carbide integrated circuit operation in Venus surface atmospheric conditions. AIP Advances, 2016. DOI: 10.1063/1.4973429
  6. Denise Salazar, Geoffrey A. Landis, Anthony J. Colozza. Non-Cooled Power System for Venus Lander // AIAA-2014, AIAA Propulsion and Energy Forum, Cleveland OH, July 28–30, 2014. 14 p.
  7. Бугрова А.Д., Котляров Е.Ю., Финченко В.С. Методика предварительного анализа теплового режима приборной панели посадочного лунного модуля. Часть 1. Экспресс-анализ температурного состояния приборной панели // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2021. № 2, С. 25–35.
  8. Залетаев В.М., Капинос Ю.В., Сургучев О.В. Расчет теплообмена космического аппарата. М.: Машиностроение, 1979. 208 с.
  9. Финченко В.С. Устинов С.Н., Луженков В.В., Котляров Е.Ю., Еремин И.В., Тырышкин И.М. К вопросу об изменении углового положения панели СБ с целью обеспечения ее теплового режима, применительно к КА «Интергелиозонд» // Тепловые процессы в технике. 2014. Т. 6. № 7. С. 308–316.
  10. Бугрова А.Д., Гуров Р.И., Котляров Е.Ю., Бондаренко В.А. Особенности построения и функционирования систем терморегулирования негерметичных приборных отсеков посадочных аппаратов АО «НПО им. С.А. Лавочкина // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13. № 1. С. 12–23. DOI: 10.34759/tpt-2021-13-1-12-23
  11. Venus Mobile Explorer. Mission Concept Study Report to the NRC Decadal Survey Inner Planets Panel, December 18, 2009 Concept Maturity Level: 4, Cost Range: Low End Flagship GSFC, JPL, ARC, 35 р.
  12. Venus Flagship Mission Decadal Study Final Report. A Planetary Mission Concept Study Report Presented to the Planetary and Astrobiology Decadal Survey, Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology 08 August 2020, 222 p.
  13. Алексеев В.А. Основы проектирования тепловых аккумуляторов космических аппаратов. Курск: Науком, 2016, 248 с.
  14. Raoul Voeten, Evgeny Kotlyarov, John E.Raetz, Yukihiro Ueda. Mathematical Model of Life Science Glove-Box Thermal Control Sub-System (WVA) with using of EXCEL-BASIC. 34-ICES, Colorado Springs, 19–22 July, 2004, #2004-01-2360.
  15. Evgeny Kotlyarov, Peter de Crom. Raoul Voeten Some Aspects of Peltier-Cooler Optimization Applied for the Glove Box Air Temperature Control. 36-ICES, Norfolk, 1720 July, 2006, #2006-01-2043.
  16. Патент РФ № 1834470, F28D15/02, «Контурная тепловая труба», Зеленов И.А., Зуев В.Г., Котляров Е.Ю., Серов Г.П., НПО им. С.А. Лавочкина, 4816028/06, 13.03.1990.
  17. Alistair J. Winton at al. Venus Express: The Spacecraft // ESA Bulletin 124. November 2005. 22 p.
  18. Nakamura M. et al. Overview of Venus orbiter // Earth Planets Space. 2011. Vol. 63. P. 443–457.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024