Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Методика проектирования электрообогревателей негерметичного космического аппарата

Авторы

^1,2В.Е. Чеботарев, ¹Р.Ф. Фаткулин, ¹Г.В. Дмитриев, ¹Н.В. Луконин

Организации

¹АO «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»
г. Железногорск, Красноярский край, Российская Федерация
²Сибирский федеральный университет
г. Красноярск, Российская Федерация

Аннотация

Выявлена конструктивная особенность построения электрообогревателей для негерметичных космических аппаратов, использующих нагревательный элемент в виде ленты из материала с большим удельным сопротивлением, расположенной на плоском основании (электроизолирующей подложки) в виде змейки с организацией необходимых зазоров между лентами. Разработана математическая модель расчета основных проектных параметров электрообогревателей: мощность, масса, площадь обогреваемой поверхности. Сформирована номенклатура показателей эффективности, используемых в качестве критериев оптимизации: коэффициент использования мощности, коэффициент заполнения лентой электроизолирующей подложки, поверхностная плотность, энергомассовая эффективность, тепловая эффективность нагрева, целевая эффективность. Определены методические принципы ранжирования требований к параметрам электрообогревателей с использованием выбранных критериев оптимизации: предпочтительное использование материалов ленты с большим удельным сопротивлением и минимальной толщины. Сформулирован способ пошагового расчета параметров электрообогревателей при наличии ограничений по предельной плотности теплового потока, определяемой из условий применения электрообогревателей. Выработаны общие рекомендации по выбору параметров электрообогревателей: использовать повышенное напряжение, минимизировать толщину ленты нагревательного элемента и ширину зазора между лентами, минимальное значение длины ленты определять для предельной плотности теплового потока при заданном номинале напряжения.

Ключевые слова

космический аппарат, электрообогреватель, математическая модель, методика проектирования

Список литературы

[1] Чеботарев В. Е., Косенко В. Е. Основы проектирования космических аппаратов информационного обеспечения : учеб. пособие ; Сиб. гос. аэрокосм. ун-т. Красноярск, 2011. 488 с.

[2] Чеботарев В. Е., Звонарь В. Д., Фаткулин Р. Ф., Дмитриев Г. В. Методика расчета и выбора параметров электрообогревателей космического аппарата при наличии ограничений // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева. 2012. № 4. С. 142–147.

[3] Кухлинг Х. Справочник по физике. М. : Мир, 1982. 520 с.

[4] Колесников А. П. Системы терморегулирования космических аппаратов. Красноярск : СибГУ им. М. Ф. Решетнева, 2017. 140 с.

[5] Фаворский О. Н., Каданер Я. С. Вопросы теплообмена в космосе. М. : Высшая школа, 1972. 280 с.

[6] Луконин Н. В., Шестаков И. Я., Головенкин Е. Н., Михнев М. М., Морозов П. С. Разработка электронагревателей повышенной эффективности космических аппаратов негерметичного исполнения // Наукоемкие технологии. 2017. № 12. С. 38–47.

[7] Луконин Н. В., Дмитриев Г. В., Морозов П. С., Шестаков И. Я. Способ изготовления электронагревателей повышенной эффективности космических аппаратов негерметичного конструктивного исполнения» // Материалы XXI Междунар. науч.-практ. конф. «Решетневские чтения». Красноярск. 2017. Т. 1. С. 28–29.

[8] Луконин Н. В., Шестаков И. Я. Способ изготовления гибко-плоских электронагревателей космических летательных аппаратов // Материалы XIX Междунар. науч.-практ. конф. «Решетневские чтения». Красноярск. 2015. Т. 1. С. 30–31.

[9] Луконин Н. В., Головенкин Е. Н., Дмитриев Г. В., Шестаков И. Я. Увеличение эффективности исполнительных устройств системы терморегулирования космических аппаратов в условиях открытого космоса // Космические аппараты и технологии. 2019. Т. 3. № 4. С. 209–215. doi: 10.26732/2618-7957-2019-4-209-215.

[10] Малоземов В. В. Тепловой режим космических аппаратов. М. : Машиностроение, 1980. 185 с.

Цитирование данной статьи

Чеботарев В.Е., Фаткулин Р.Ф., Дмитриев Г.В., Луконин Н.В. Методика проектирования электрообогревателей негерметичного космического аппарата // Космические аппараты и технологии. 2022. Т. 6. № 4. С. 229-234. doi: 10.26732/j.st.2022.4.01

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.