Определение угловых коэффициентов планетного облучения гермоконтейнера

Угловыми коэффициентами и определяются доля падающего на поверхность КА собственного планетного излучения () и доля отраженного от планеты солнечного излучения ().

Исходные выражения для нахождения локальных угловых коэффициентов и - в подразд. 1.2:

где - угол, определяющий ориентацию локальной элементарной площадки поверхности; щ - угол между направлениями Земля - КА и Земля - Солнце; - телесный угол обзора планеты. 

Расчетные соотношения для осредненных значений угловых коэффициентов и зависят от формы поверхности КА, его ориентации и в общем случае достаточно сложны.

Для наиболее простой, сферической формы КА осредненные угловые коэффициенты и находятся по соотношениям [9]

где - угол между местной вертикалью и направлением, касательным к земной поверхности (угол 2 является сечением телесного угла обзора планеты); - зенитное расстояние Солнца (угол между направлениями Земля - КА и Земля — Солнце).

Определение плотности поглощенных поверхностью рто тепловых потоков солнечного и планетного излучений (внешней тепловой нагрузки)

Общее выражение для поглощенного поверхностью теплового потока солнечного и планетного излучений определено в подразд. 1.2:

(2.3)

где , - плотности прямого солнечного и собственного планетного излучений; = 0,37 - среднее альбедо планеты Земля; , - оптические характеристики радиационной поверхности; - радиационная поверхность гермоконтейнера; - площадь миделевого сечения радиационной поверхности по отношению к потоку прямого солнечного излучения.

Выражение (2.3) для случая осредненных по поверхности угловых коэффициентов запишется следующим образом:

(2-4)

Для учета ориентации термоконтейнера на орбите введем в рассмотрение понятие осредненных угловых коэффициентов и , отнесенных к максимальной площади миделевого сечения радиационной поверхности:

где - площадь миделевого сечения радиационной поверхности по отношению к тепловому потоку собственного планетного излучения.

Тогда выражение (2.4) примет вид

Учитывая, что , зависимость для плотности поглощенного теплового потока запишем как

(2.5)

где - относительные площади миделя радиационной поверхности.

Выражение для внешней тепловой нагрузки в виде (2.5) позволяет учесть зависимость дпогл от ориентации термоконтейнера КА.

Так, для положения I (при ориентации продольной оси гермоконтейнера по направлению местной вертикали) оказываются равными нулю значения и ( и ), в результате чего внешняя тепловая нагрузка будет определяться только потоком прямого солнечного излучения:

Определение тепловых потоков через экранно-вакуумную теплоизоляцию днищ гермоконтейнера

Температура наружной поверхности ЭВТИ (Tw) определяется из уравнения стационарного теплового баланса:

,

или

откуда

и - оптические характеристики наружной поверхности ЭВТИ, .

Тепловой поток через ЭВТИ (Q3) находится по соотношению

где - температура днища гермоконтейнера, покрытого ЭВТИ; - поверхность днища, покрытого ЭВТИ; - удельное термическое сопротивление ЭВТИ;

n - число слоев ЭВТИ (n = 15 - 20); - приведенная степень черноты экранов ЭВТИ.

Результатом моделирования внешнего теплообмена гермоконтейнера в космическом пространстве являются следующие параметры:

• - условия освещенности;

• - осредненные угловые коэффициенты планетного облучения;

• - плотность поглощенного радиационной поверхностью теплового потока солнечного и планетного излучений;

• - температуры наружной поверхности ЭВТИ для нескольких характерных точек (на днищах гермоотсека);

• - тепловые потоки через ЭВТИ днищ гермоконтейнера.