Моделирование деградации терморегулирующих покрытий космических аппаратов


Авторы

Кудрявцева Н. С.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

e-mail: nkudr@mai.ru

Аннотация

Рассмотрен метод моделирования деградации терморегулирующих покрытий (ТРП) космических аппаратов (КА) под воздействием факторов космического пространства. Предложена математическая модель процесса деградации коэффициента поглощения солнечного излучения на основе случайного процесса Винера. Проведено сравнение результатов моделирования и экспериментальных данных, полученных во время полета КА «Ямал-200» на геостационарной орбите. Подтверждена достоверность моделирования и прогнозирования процессов деградации трех ТРП – солнечных отражателей. Получена аналитическая зависимость и проведена численная оценка параметрической надежности радиационных теплообменников с излучающей поверхностью, покрытой тремя рассматриваемыми типами ТРП.

Ключевые слова:

деградация терморегулирующего покрытия, случайный процесс Винера, параметрическая надежность, радиационный теплообменник, космический аппарат

Список источников

  1. ISO 17851. Space systems – Space environment simulation for material tests – General principles and criteria. ISO, 2016. 24 p.

  2. Sharma A.K., Sridhara N. Degradation of thermal control materials under a simulated radiative space environment // Advances in Space Research. 2012. № 50. pp 1411–1424.

  3. Liu T., Sun Q., Meng J. et al. Degradation modelling of satellite thermal control coatings in a low earth orbit environment // Solar Energy. 2016. № 139. pp. 467–474.

  4. Городецкий А.А., Ковтун В.С., Фролов И.В. Результаты космического эксперимента по изучению характеристик терморегулирующих покрытий на геостационарной орбите // Известия РАН. Энергетика. 2016. № 3. С. 93–101.

  5. Wang X., Balakrishnan N., Guo B. Residual life estimation based on a generalized Wiener degradation process // Reliability Engineering and System Safety. 2014. № 124. pp. 13–23.

  6. Басов А.А., Прохоров Ю.М., Сургучев О.В. Радиаторы на тепловых трубах в системах терморегулирования космических аппаратов // Известия РАН. Энергетика. 2011. № 3. С. 37–41.

  7. Malozemov V.V., Kudriavtseva N.S., Alekseev V.A. Joint optimization of the thermal control system and cooled instruments characteristics // SAE Paper № 941376. 24th SAE International Conference (20–23 June 1994. Germany. 10 p.).

  8. Belyavskii A.E., Kudryavtseva N.S., Sorokin A.E. Hybrid radiator for spacecraft thermal control systems // Russian Engineering Research. 2022. Vol. 42. № 1. pp. 57–59.

  9. Гасников А.В. Лекции по случайным процессам: учебное пособие (ред.). М.: МФТИ. 2019. 285 с.

  10. Whitmore G.A., Schenkelberg F. Modelling accelerated degradation data using Wiener diffusion with a time scale transformation // Lifetime Data Analysis. 1997. № 3. pp. 27–45.

  11. Ширяев А.Н. О мартингальных методах в задачах о пересечении границ броуновским движением // Современные проблемы математики. 2007. № 8. С. 3–78.

  12. Balka J., Desmond A.F., McNicholas P.D. Review and implementation of cure models based on first hitting times for Wiener process // Lifetime Data Analysis. 2009. № 15. pp. 147–176.

  13. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2012. 816 с.

  14. Городецкий А.А., Соколова С.П., Ковтун В.С. и т.д. Термооптические характеристики терморегулирующих покрытий космических аппаратов «Ямал-200» // Известия РАН. Энергетика. 2011. № 3. С. 23–36.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025