CC BY
10"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
С учетом вышеизложенного система уравнений теплового баланса для расчета температурных полей конструкции КА с применением ТТ методом конечных элементов будет следующей
гт = т+дт=т+(ДГ/(СО)о-(й - е,п + Ё а, (г} - т)+
+ Ё 5,(Т - Т) - я-о-т,4 + £ Я,0 (Т, - Т4). (3)
На основе разработанной модели автором были проведены исследования нескольких вариантов применения регулируемых ТТ в составе П-образных
сотопанелей КА для различной топологии ТТ. В результате было получено новое техническое решение с более точным обеспечением температуры участка панели для установки на нем бортовых приборов, которое способствует повышению надежности работы бортовой аппаратуры и КА в целом, так как известно, что при сужении диапазона рабочих температур бортовых приборов на 10 °С интенсивность их отказов уменьшается на 25 % [1].
Библиографическая ссылка
1. Дульнев Г. Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. М. : Высш. шк., 1984.
G. I. Ovechkin
JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
DEVELOPMENT OF NUMERICAL MODEL OF THERMAL CONTROL OF A SPACE VEHICLE WITH HEAT PIPES
The mathematical model for account of temperature fields of a thermal pipe in structure of complex designs of space vehicles by a method of final elements is given in view of results of its independent tests. The mathematical model has allowed to simplify accounts of complex designs of spacecraft with application in them of thermal pipes, to increase the accuracy of accounts, guaranteeing a narrower range of working temperatures of designs and devices while in service of space devices, to increase reliability of its work.
© OBeHKHH r. H., 2011
УДК 629.78.002.3:629.78.01
Е. Г. Пацкова
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕРХПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
Непрерывное увеличение энергопотребления бортовых подсистем спутников влечет за собой рост массовых характеристик оборудования и в целом спутника, что, как правило, вступает в противоречие с возможностями средств выведения.
На сегодняшний день актуален вопрос создания бортовой кабельной сети космического аппарата с минимально возможной массой, но которая при этом способна к передаче большого объема информации. Одним из путей решения данного вопроса является применение сверхпроводниковых (СП) материалов.
Основными техническими характеристиками сверхпроводников с точки зрения их применения являются:
- Т - температура, при которой планируется эксплуатировать сверхпроводниковый элемент;
- 1С - величина критического тока сверхпроводникового элемента (ленты, провода) в отсутствии внешнего поля, определяющая максимально допустимый ток, который может протекать по сверхпроводящему элементу без разрушения его сверхпроводящего состояния;
- Jc(B) - величина плотности критического тока элемента во внешнем магнитном поле;
- L - длина элемента.
В СП-изделиях рабочий ток, как правило, составляет 0,5...0,9/c в зависимости от условий эксплуатации. При этом чем выше критический ток, тем больше токонесущая способность элемента и тем меньшим количеством сверхпроводника можно обойтись (URL: http://perst.isssph.kiae.ru/supercond/bulletein.php?menu= bull_subj&id=500).
Параметр Jc(B) имеет важное значение, поскольку одной из основных областей применения сверхпроводников является сильноточная электротехника с большими значениями рабочих токов, а значит, с большими магнитными полями. Следует отметить, что плотность критического тока у всех сверхпроводников падает при увеличении внешнего поля, но тем-
(Решетневскце чтения
пы снижения и форма кривой снижения зависят от типа сверхпроводника.
Параметр L характеризует длину единичного сверхпроводящего элемента. СП-элементы большей длины получают из единичных элементов путем спайки. С электротехнической точки зрения каждый элемент спайки представляет собой резистор с малым сопротивлением. В процессе эксплуатации на нем выделяется тепло, и чем больше L, тем меньше подобных точек на единицу длины необходимо и тем меньше нагрузка на криогенную систему. Для современных СП-изделий этот параметр не является серьезным ограничивающим фактором.
Использование сверхпроводников требует поддержания низкой рабочей температуры. Несмотря на то что потери энергии в самом сверхпроводнике ничтожно малы, из-за затрат на криостатирование полные потери могут оказаться существенными с точки зрения экономической эффективности проекта. И чем ниже температура эксплуатации сверхпроводника T, тем этот фактор становится весомее (URL: Шр://^^^'.ШсИЬ.сот/сверхпроводимость_применение /show/ru/colier/943 5).
Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) имеют критическую температуру выше точки кипения азота. При работе сверхпроводникового устройства вблизи азотных температур оно становится более устойчивым к внешним возмущениям, а система
криостатирования - более простой и надежной в эксплуатации. Важным положительным фактором также является высокая электрическая прочность жидкого азота, сравнимая с прочностью трансформаторного масла, что позволяет упростить конструкцию системы электроизоляции и сделать ее пожаробезопасной. Высокотемпературные сверхпроводники могут использоваться и при более низких температурах, при этом их токонесущие характеристики существенно улучшаются.
ВТСП-провода первого поколения (1G) - это провода на основе серебряной матрицы с микроканалами, поэтому их стоимость резко возрастает и рациональнее говорить о применении сверхпроводников второго поколения (2G) на основе сверхпроводника Y-Ba-Cu-O. Они являются на сегодняшний день самым перспективным направлением развития технической сверхпроводимости (URL: http://www.superox.ru/ application_superconductivity.htm).
Основное преимущество 2G-сверхпроводников заключается в том, что они обладают максимальной плотностью критического тока, а недостаток состоит в сложной технологии их изготовления (URL: http://www.superox.ru/harakteristic_superconductivity.htm).
Так, замена медных кабелей на сверхпроводящие позволит уменьшить потери электроэнергии на 80...90 %, снизить общую массу примерно в два-три раза и увеличить срок эксплуатации изоляции (URL: http://physics03.narod.ru/Interes/Doclad/svprov.htm).
E. G. Patskova
JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
THE PROSPECTS USE OF SUPERCONDUCTING MATERIALS IN ELECTRIC DESIGNING OF SPACECRAFT
The increase ofpower consumption with on-board subsystems results in growth of mass capability of the equipment and a satellite in whole, that, as a rule, conflicts to possibilities of means of launch ascent.
© Пацкова Е. r., 2011
УДК 621.396.67:017.2
А. А. Пестерников, И. А. Черепенников, С. Г. Харитонов, А. В. Леканов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЛОКА МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НАВЕДЕНИЯ АНТЕНН ВМЕСТО ADPM, ПОСТАВЛЯЕМОГО КОМПАНИЕЙ THALES ALENIA SPACE
Приведены результаты проектирования БМСНА для перенацеливания антенн который может быть использован в дальнейшем взамен ADPM, поставляемого компанией Thales Alenia Space (Франция).
Перед авторами была поставлена задача замены ADPM, поставляемого фирмой Thales Alenia Space (Франция), на блок механической системы наведения антенн (БМСНА) собственной разработки с аналогичными техническими характеристиками. По сравнению с уже имеющимися БМСНА новый блок должен от-
личаться меньшими массогабаригными характеристиками и более высокой точностью.
На сегодняшний день спроектирован и изготовлен макет входящего в состав БМСНА электромеханического модуля (ЭММ) 762.6511-0 (заводской номер А001) (см. рисунок). В составе макета использованы:
