Тепловое воздействие на космический аппарат при наземной эксплуатации и в полете

В помещениях технического комплекса при нахождении в них космического аппарата и ракеты-носителя обеспечивается температура воздуха от 8 до 25 °С и относительная влажность от 30 до 85 % при 25 °С.

Во время транспортировки КА с РН с технического на стартовый комплекс температура среды под головным обтекателем может обеспечиваться в диапазоне от 5 до 35°С специальными средствами (нагревательной установкой, размещенной на подвижной железнодорожной платформе и термочехлом).

При нахождении РН на пусковой установке тепловой режим среды под обтекателем обеспечивается в диапазоне от 5 до 35 °С холодильно-нагревательной установкой, размещённой на агрегате обслуживания и термочехлом.

Холодильно-нагревательная установка соединяется с обтекателем гибкими воздуховодами, обеспечивающими циркуляцию воздуха по замкнутому контуру (рис.10.1).

Холодильно-нагревательная установка обеспечивает подачу воздуха на входе в подобтекательное пространство с температурой:

· при охлаждении 3 – 5 °С;

· при нагреве 40 – 50 °С.

Количество подаваемого воздуха 6000 - 9000 м³/ч.

Температура воздуха на входе и выходе из головного обтекателя контролируется средствами холодильно-нагревательной установки с точностью до 4°С.

Термостатирование прекращается за 90 минут до старта РН.

Температура среды подобтекательного пространства непосредственно на момент старта РН зависит от метеоусловий в районе пусковой установки (температуры и скорости ветра, наличия осадков и т.д.)

Ðèñ. 10.1. Ñõåìà òåðìîñòàòèðîâàíèÿ ïîäîáòåêàòåëüíîãî ïðîñòðàíñòâà

Тепловое воздействие на КА в полете на активном участке траектории обусловлено различными причинами.

До сброса головного обтекателя нагрев КА происходит под действием теплового потока от внутренней поверхности обтекателя. Он является следствием нагрева оболочки обтекателя, в основном, за счет трения о воздух, при прохождении плотных слоев атмосферы с большой скоростью.

Поле температур оболочки головного обтекателя существенно неравномерное. Наиболее нагрета его коническая часть. Цилиндрическая часть обтекателя за счет высокой теплопроводности материалов силового набора и самой оболочки оказывается прогрета относительно равномерно. Поэтому для оценки степени теплового воздействия на КА со стороны цилиндрической части обтекателя может использоваться усредненная величина теплового потока.

Величина теплового потока от обтекателя зависит от коэффициента степени черноты (e) внутренней поверхности и меняется с течением времени полета, достигая максимального значения примерно к 130 секунде. Сброс головного обтекателя обычно осуществляется на высоте около 75 километров при скоростном напоре порядка 14 кг/м². При этом максимальный тепловой поток для обтекателя (изготовленного с коэффициентом e £ 0,1) не превышает 250 Вт/м².

После сброса головного обтекателя нагрев КА происходит под действием суммарного теплового потока за счет соударения с молекулами и атомами воздуха и рекомбинации атомов кислорода. Это тепловое воздействие может быть оценено величиной плотности теплового потока на поверхности КА, перпендикулярной вектору скорости.

Тепловое воздействие на КА после сброса головного обтекателя зависит от формы и размеров КА, а также от вида запуска КА (попутный или целевой).В связи с этим, величина теплового воздействия на КА окончательно уточняется индивидуально для каждого КА с учетом его конструктивных особенностей и программы выведения.

Тепловой поток на боковые поверхности КА обычно не превышает 100 Вт/м².

Дата добавления: 2014-11-16