ОПТИМАЛЬНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕРМОВАКУУМНОЇ КАМЕРИ ДЛЯ НАЗЕМНИХ ВИПРОБУВАНЬ ОРБІТАЛЬНИХ СУПУТНИКІВ

Проблема. Сучасні орбітальні супутники (рис. 1а) різноманітного призначення перед запуску до космосу необхідно випробувати в наземних умовах. Такі випробування проводяться в імітаторах космічних умов, – так званих термовакуумних камерах (ТВК) з використанням імітації низьких температур космосу (використання азоту), сонячного і інфрачервоного випромінення при різних положеннях супутників (рис. 1b). Для задоволення цих умов постає необхідність оптимального проектування різних типів конструкцій та розмірів термовакуумних камер.

Пропозиція вирішення проблеми. Оптимізація конструкцій ТВК виконується за допомогою сучасних комп’ютерних технологій (зокрема CFD-моделей) детального тривимірного аналізу теплогідравлічних процесів в ТВК (с) з урахуванням оптимального вибору діаметрів і кількості охолоджуючих каналів (d) і нерівномірності температур на стінках ТВК (d, f). В результаті розрахунків визначені: загальна вага оптимальної конструкції ТВК; оптимальна функціональна схема основного та допоміжного обладнання (рис.2) для рідкого та газоподібного азоту; параметри для вибору кріогенного циліндру та запірно-регулюючої арматури; правила техніки безпеки; інструкція з експлуатації; регламент підготовки, організації і порядок проведення дослідів в період експлуатації ТВК.

a	b	c

 

d	f

Рис. 1. Супутник (а), (b) – геометрична модель ТВК; CFD-модель; с) – сіткова модель; (d) – моделювання температурного режиму теплообмінного елементу азотного кріогенного екрану; f) – моделювання температурного режиму дверцят азотного кріогенного екрану

Рис. 2. Принципова функціональна схема і допоміжного обладнання  для контролю та управління ТВК

Новизна і комерційна пропозиція полягає в застосуванні CFD технологій при проектуванні і конструюванні імітатору космічних умов (ТВК), що дозволяє розрахувати і вибрати оптимальні параметри складових ТВК і провести моделювання режимів роботи при випробуванні орбітального супутника.

Робота виконана для іноземного підприємства «ЕОС Україна» (Foreign Company EOS UKRAINE), кінцевим бенефіціарним власником якого є Максим Поляков – міжнародний підприємець у сферах космічних технологій та ІТ, інвестор, економіст та меценат (https://maxpolyakov.com).