Колесников А.В., Палешкин А.В.

ТЕПЛОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

2010 г.

Введение

Одним из непременных условий надежного функционирования космического аппарата, его систем, установленных на нем научных приборов, а следовательно и оправдания значительных затрат на его создание является обеспечение необходимого теплового режима всех его элементов. Задача обеспечения теплового режима изделий космической техники, функционирующих, как правило, в условиях, неблагоприятных для реализации эксплуатационных характеристик почти всех их систем и элементов, имеет особую специфику заключающуюся в том, что процесс ее решения в той или иной мере влияет на выбор проектных и частных технических решений, касающихся почти всех систем КА. В связи с этим при создании космической техники особенно важное значение имеет взаимная увязка решений тепловых вопросов с общими задачами проектирования. То есть при выборе проектных решений, включая конструктивно-компоновочные схемы, баллистические характеристики, при выборе системы энергопитания и т.п. необходимо одновременно решать и задачи обеспечения теплового режима создаваемого аппарата, стремясь получить наиболее благоприятные массовые и функциональные характеристики при высокой надежности работы систем аппарата. Следовательно, важнейшим видом инженерной деятельности при разработке космической техники является тепловое проектирование, заключающееся в решении тепловых аспектов задачи создания космического аппарата при увязке этих решений с задачами общего проектирования. В зарубежной и отечественной истории создания космической техники известны немало случаев, когда проектирование КА и даже изготовление его материальной части начиналось без взаимной увязки тепловых аспектов с общими задачами проектирования. В результате возникала необходимость в изменении многих проектных и частных технических решений, то есть появлялась необходимость переконструирования объекта, что увеличивало время и стоимость создания космического аппарата. Вот почему целью данного учебного пособия является ознакомление будущих разработчиков космической техники и специалистов по управлению ее эксплуатацией с методами и системами обеспечения тепловых режимов космических аппаратов различного назначения, а также формирование у будущих специалистов отмеченного профиля убеждения в том, что при создании космического аппарата тепловой аспект многоплановой проблемы его проектирования имеет исключительно важное значение. Поэтому необходимость защиты научной и служебной аппаратуры, элементов систем, конструкции аппарата, экипажа, если аппарат пилотируемый, от воздействия факторов космической среды, в том числе тепловых потоков высокой плотности отражается не только на составе средств и массовых характеристиках системы обеспечения теплового режима, но и на облике аппарата в целом, в частности, компоновочной схеме, а также в той или иной степени на характеристиках почти всех его систем. В ряде случаев, возникает и необходимость перераспределения традиционно установившихся приоритетов в перечне и последовательности решения в процессе проектирования задач в пользу тех из них, которые имеют отношение к проблеме обеспечения теплового режима. Примером может служить проблема создания солнечного зонда, предназначенного для исследования верхней части солнечной атмосферы - солнечной короны. Необходимость защиты научной, служебной аппаратуры, жизненно важных систем аппарата от воздействия потока солнечного излучения очень большой плотности определяет в этом случае геометрические характеристики, компоновку, ориентацию объекта в пространстве и даже состав и характеристики служебных систем.