- •Введение
- •1. Основные этапы и особенности теплового проектирования ка
- •2. Факторы космического полета, оказывающие влияние на тепловое состояние ка.
- •2.1. Условия космического пространства, оказывающие прямое и косвенное влияние на тепловое состояние ка
- •2.1.1 Космический вакуум
- •2.1.2. Невесомость.
- •2.1.3. Электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца.
- •2.1.4. Исходящее от планет излучение
- •2.1.5. Микрометеорные потоки и собственные выделения ка
- •2.2. Условия на участке торможение и спуск ка или его части (ca) в атмосфере планет.
- •2.2.1. Возможные траектории спуска и их особенности.
- •2.2.2. Газодинамическая картина обтекания спускаемого аппарата высокоскоростным потоком газа.
- •2.2.3. Физико-химические процессы в сжатом слое.
- •Зависимость подводимой к поверхности са тепловой энергии от геометрической формы его поверхности.
- •2.2.5. Оценочные формулы для определения конвективного и радиационного тепловых потоков к поверхности са в окрестности точки торможения и по поверхности аппарата.
- •3. Системы обеспечения тепловых режимов
- •3.1. Общие сведения о системах обеспечения тепловых режимов
- •3.2 Характеристика некоторых средств обеспечения теплового режима, входящих в сотр
- •3.2.1. Экранно-вакуумной теплоизоляции (эвти) и ее свойства.
- •3.2.2 Тепловые трубы и принципы их работы
- •3.2.3.Радиационно-оптические покрытия поверхности ка и их реакция на воздействие коротковолнового электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца.
- •3.2.4.Особенности систем обеспечения теплового режима криогенных емкостей ка.
- •3.3. Методы тепловой защиты са
- •3.3.1. Краткая характеристика методов тепловой защиты
- •3.3.2. Механизм разрушения различных теплозащитных материалов.
- •3.3.3. Эффективная энтальпия разрушения.
- •4. Математическое моделирование теплового режима ка
- •4.1.Общая характеристика математических моделей,применяемых на различных этапах проектирования ка.
- •4.2. Описание математической модели теплового режима негерметичных ка в частности, крупногабаритных.
- •4.2.1. Численно-аналитический метод определения угловых коэффициентов
- •4.2.2. Методический подход к расчету распределения плотности поглощаемого элементами ка потока излучения.
- •4.3. Математическое моделирование внешнего теплообмена ка.
- •4.3.1. Расчет плотности падающего на невогнутые поверхности ка потока солнечного излучения
- •4.3.2. Расчет плотности падающего на поверхность ка потока исходящего от планет излучения
- •5. Экспериментальная тепловая отработка ка
- •5.1 Значение экспериментальной тепловой отработки ка.
- •5.2. Краткая характеристика структуры тепловых испытаний ка и методических подходов к экспериментальной отработке сотр ка.
- •5.3. Методы экспериментального исследования теплозащитных материалов.
- •6. Применение обратных задач при исследовании процессов теплообмена и проектировании технических объектов
- •6.1. Особенности задач теплового проектирования, приводящие к постановке обратных задач теплообмена
- •6.2. Классификация обратных задач теплообмена.
- •Список использованных источников
5. Экспериментальная тепловая отработка ка
5.1 Значение экспериментальной тепловой отработки ка.
Надежное математическое моделирование теплообмена большинства типов КА связано с рядом трудностей, обусловленных не столько недостатками математических методов и вычислительных средств, сколько сложностью и значительной неопределенностью протекания физических процессов внешнего и внутреннего теплообмена между элементами КА, а также процессов массообмена и химических процессов на поверхности спускаемого аппарата, входящего в атмосферу планеты. Поэтому всегда встает вопрос о достоверности составленных математических моделей, в частности :
- насколько точно физические или физико-химические модели тепломассообменных процессов, описываемые аналитическими соотношениями математических моделей, соответствуют истинным процессам;
- насколько точно определены параметры математической модели, если предположить адекватность тепломассообменных процессов их физическим моделям, нашедших свое отражение в математических моделях.
Если второй вопрос в значительной степени может быть разрешен с помощью известных методов идентификации параметров математической модели [2], то первый вопрос в ряде сложных случаев остается неразрешимым. В связи с этим большое значение при создании КА имеет так называемая тепловая отработка, представляющая собой совокупность тепловых экспериментов (испытаний) и проводимых на основе их результатов мероприятий по доработке (в случае необходимости) средств обеспечения теплового режима, а иногда и конструкции аппарата [7,9,10].
Тепловые испытания могут проводиться на различных стадиях создания КА: начиная с этапа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ до летно-конструкторских испытаний. Для начальной стадии разработки КА характерны эксперименты, связанные с поиском и отработкой новых методов, схемных и конструктивных решений задачи обеспечения теплового режима КА в целом или его отдельных частей, а также эксперименты, проводимые с целью подтверждения возможности получения требуемых технических характеристик систем КА. На последующих стадиях разработки можно выделить следующие три этапа тепловых испытаний:
1) Автономные испытания агрегатов КА с целью их полной автономной отработки. В качестве агрегатов могут рассматриваться как отдельные приборы, аппаратура, устройства, так и целые отсеки и системы.
2) Комплексные испытания систем КА, включающих ряд образующих взаимосвязанную систему агрегатов, работоспособность каждого из которых и условия работы взаимозависимы.
3) Комплексные испытания КА в целом.
Отмеченные этапы отражают один из принципов отработки техники в направлении от “простого к сложному“. Этот принцип требует постепенного укрупнения и усложнения отрабатываемых частей КА. В зависимости от особенностей отрабатываемого КА, наличия прототипов и опыта создания подобных аппаратов отдельные этапы отработки могут исключаться или, наоборот, разбиваться на более мелкие этапы. Условием достаточности проведенного объема отработки КА является наличие сведений о реализующихся в неблагоприятных, но возможных условиях его работы приемлемых параметров теплового режима, а также сведений о надежности их обеспечения.