Анализ количества рабочего вещества теплового аккумулятора наружного контура системы обеспечения теплового режима лунной базы


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-5-209-217

Авторы

Белявский А. Е.

Кафедра 614 «Экология, системы жизнеобеспечения и безопасность жизнедеятельности»,

e-mail: 614kaf1@gmail.com

Аннотация

Проведен анализ количества рабочего вещества теплового аккумулятора наружного контура системы обеспечения теплового режима лунной базы. На основании вывода о том, что обеспечить отвод необходимого количества тепла из гермоотсека жилого модуля лунной базы с использованием наружного контура модуля, сформированного по аналогии с наружными контурами модулей долговременных космических обитаемых орбитальных станций «Мир» и Международной космической станции, для большинства регионов Луны за исключением полярных зон не представляется возможным предложен вариант решения задачи отвода избыточного тепла из модуля лунной базы в течение лунного дня в тепловой аккумулятор с последующим отводом его в течении лунной ночи в космическое пространство. Сформулирована целесообразность использования местного лунного ресурса — реголита в качестве основы рабочего вещества теплового аккумулятора. Приведено описание теплофизических свойств реголита и предложены пути их улучшения. Представлены результаты расчета количества тепла, которое необходимо отвести в тепловой аккумулятор СОТР лунной базы в зависимости от широты и региона ее расположения. Предложено использовать в качестве рабочего вещества теплового аккумулятора смесь реголита с водой, проведены расчеты массы рабочего вещества от широты и региона расположения лунной базы.

Ключевые слова:

тепловой аккумулятор, материал с фазовым переходом на основе реголита, лунная база, система обеспечения теплового режима

Библиографический список

  1. Луна — шаг к технологиям освоения Солнечной системы // Под научной ред. Легостаева В.П. и Лопоты В.А. М.: РКК «Энергия», 2011. 584 с.
  2. Белявский А.Е. Анализ работы радиационного теплообменника системы обеспечения теплового режима лунной базы. // Тепловые процессы в технике. Т. 14. № 3. С. 135–143. DOI: 10.34759/tpt-2022-14-3-135-143
  3. Флоренский К.П., Базилевский А.Т., Николаева О.В. Лунный грунт: свойства и аналоги // Академия наук СССР. М.: Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского, 1975. 50 с.
  4. Houston W.N., Mitchell J.K., Carrier W.D. III. Lunar soil density and porosity // Proc. 5th Lunar and Planet. Sci. Conf. 1974. P. 2361–2364.
  5. Кузнецов В.Г. Обломочные горные породы и методы их изучения: Учебное пособие. М.: РГУ нефти и газа, 133 с.
  6. Купцов С.М. Теплофизические свойства карбонатных пород // Изв. вузов. Нефть и газ. 2004. № 4. С. 23–27.
  7. Стренгвей Д.В., Пирс Г.В., Олхофт Г.Р. Магнитные и диэлектрические свойства лунных образцов. Космохимия Луны и планет. М.: Наука, 1975. 728 с.
  8. Передвижная лаборатория на Луне. «Луноход-1». Ред. Барсуков В.Л. М.: Наука, 1978. 183 с.
  9. Флоренский К.П., Базидевский А.Т. Процессы преобразования поверхности Луны в районе Лемонье по результатам детального изучения на «Луноходе-2». Тектоника и структурная геология. М.: Наука, С. 205–235.
  10. Базилевский А.Т. Оценка мощности и степени переработки лунного реголита по распространенности кратеров // Космические исследования. Т. 12. Вып. 4. С. 606–609.
  11. Бондаренко Н.В., Шкуратов Ю.Г. Карта толщины реголитового слоя видимого полушария Луны по радиолокационным и оптическим данным // Астрономический вестник. 1998. Т. 32. № 4. С. 301–309.
  12. Базилевский А.Т., Гребенник Н.Н., Громов В.В., Дмитриев А.Д., Кемурджиан А.Л., Полосухин В.П., Семенов П.С., Флоренский К.П. Зависимость физико-механических свойств лунного грунта от особенностей рельефа и процессов в районе работ «Лунохода-2» // Космические исследования. Т. 12. Вып. 2. С. 243–251.
  13. Кочнев К.В., Ненарокомов А.В. Моделирование теплообмена в симуляторе лунного реголита. Постановка задачи. // Тепловые процессы в технике. 2021. Т.13. № 6. C. 264–268. DOI: 10.34759/tpt-2021-13-6-264-268
  14. Кочнев К.В., Ненарокомов А.В. Технологии обработки лунного реголита для последующего использования // Тепловые процессы в технике. Т. 12. № 6. C. 242–251. DOI: 10.34759/tpt-2020-12-6-242-251
  15. Mitchell J.K., Houston W.N., Scott R.F., Costes N.C., Carrier W.D. III, Bromwell L.G. Mechanical properties of lunar soil: density, porosity, cohesion, and angle of friction // Proc. 3rd Lunar Sci. Conf. 1972a. P. 3235–3253.
  16. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Л.: Химия, 1979. 176 с.
  17. Kunii D., Smith J.M. // AIChE J. 1960. Vol. 6. N 1. P.
  18. Алексеев В.А. Основы проектирования тепловых аккумуляторов космических аппаратов. Курск: Науком. 248 с.
  19. Straus J.M. // J. Fluid Mech. 1974. Vol. 64. N 1. P.
  20. Кудрявцева Н.С., Садретдинова Э.Р. Гелиосистема горячего водоснабжения для обитаемой лунной базы // Альтернативная энергетика и экология. 2017. № 7–9. С. 21–33.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024