Анализ влияния взаимодействия неоднородных электромагнитных волн на теплоперенос в экранно-вакуумной теплоизоляции


Авторы

Зинкевич В. П.1*, Ненарокомов А. В.2**

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Кафедра 601 «Космические системы и ракетостроение»,

*e-mail: zvera95@list.ru
**e-mail: nenarokomovav@mai.ru

Аннотация

Экранно-вакуумная теплоизоляция широко применяется для обеспечения теплового режима космических аппаратов. Однако ее особенности затрудняют прогнозирование тепловых характеристик на этапе проектирования, что требует большого объема тепловых испытаний готового изделия для подтверждения работоспособности системы. Одной из таких особенностей является неоднородность плотности укладки экранов в пакете теплоизоляции, которая возникает из-за несовершенства технологии изготовления и геометрических параметров конструкции. В работе представлен подход по разработке усовершенствованной математической модели, описывающей реальную, а не идеальную, экранно-вакуумную теплоизоляцию. В такой модели может быть учтено влияние теплообмена в ближнем поле на величину теплового потока между экранами теплоизоляции.

Ключевые слова:

экранно-вакуумная теплоизоляция, тепловой поток, неоднородные волны, теплообмен в ближнем поле, радиационный теплообмен

Библиографический список

  1. Финченко В.С., Котляров Е.Ю., Иванков А.А. Системы обеспечения тепловых режимов автоматических межпланетных станций / под ред. В.В. Ефанова, В.С. Финченко. Химки: Издательство АО «НПО Лавочкина», 2018. 400 с.

  2. Alifanov O.M., Nenarokomov A.V., Gonzalez V.M. Study of multilayer thermal insulation by inverse problems method // Acta Astronautica. 2009. Vol. 65. P. 1284–1291. DOI: 10.1016/j.actaastro.2009.03.053

  3. Johnson W.L. Thermal analysis of low layer density multilayer insulation test results // AIP Conference Proceedings. 2012. Vol. 1434. P. 1519–1526. DOI: 10.1063/1.4707081

  4. Zhang C., Li C., Jia W., Pang Y. Thermodynamic study on thermal insulation schemes for liquid helium storage tank // Applied Thermal Engineering. 2021. Vol. 195. Article number 117185. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117185

  5. Shun Okazaki, Haruo Kawasaki, Masahide Murakami, Hiroyuki Sugita, Yasurou Kanamori. Influence of processing on thermal performance of space use multilayer insulation // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 2014. Vol. 28. No. 2. P. 334–342. DOI: 10.2514/1.T4163

  6. Lin Edward I., Stultz James W., Reeve Robert T. Test-Derived Effective Emittance for Cassini MLI Blankets and Heat Loss Characteristics in the Vicinity of Seams. June 19, 1995. URL: https://ntrs.nasa.gov/citations/20210004177

  7. Зинкевич В.П., Ненарокомов А.В. Анализ теплопередачи при механическом воздействии на экранно-вакуумную теплоизоляцию // Тепловые процессы в технике. 2021. Т. 13. № 12. С. 555–560. DOI: 10.34759/tpt-2021-13-12-555-560

  8. Малоземов В.В. Тепловой режим космических аппаратов. Москва: Машиностроение, 1980. 232 с.

  9. Nast T.C., Frank D.J., Feller J. Multilayer insulation considerations for large propellant tanks // Cryogenics. 2014. Vol. 64. P. 105–111. DOI: 10.1016/j.cryogenics.2014.02.014

  10. Дмитриев А.С. Введение в нанотеплофизику. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019. 790 с.

  11. Nefzaoui E., Ezzahri Y., Drevillon J., Joulain K. Maximal near-field radiative heat transfer between two plates // The European Physical Journal Applied Physics. 2013. Vol. 63. Article number 30902. DOI: 10.1051/ epjap/2013130162

  12. Volokitin A.I., Persson, B N J. Radiative heat transfer and noncontact friction between nanostructures // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 2007. Vol. 177. No. 9. P. 921–951. DOI: 10.3367/UFNr.0177.200709a.0921

  13. Латышев А.Н., Юшканов А.А. Определение толщины нанопленки с помощью резонансных частот // Квантовая электроника. 2015. Т. 45. № 3. С. 270–274. DOI: 10.1070/QE2015v045n03ABEH015379

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024