Задачи разработки и экспериментальные исследования термоплиты прибора атомно-лучевой трубки космического аппарата «Глонасс-М»

"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов

УДК 629.7.02

С. В. Высоцкий, А. С. Вехов, Е. П. Сачкова

ОАО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

УНИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ ОТДЕЛЕНИЯ ДЛЯ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НА БАЗЕ ИЗОГРИДНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Рассмотрена унификация узлов устройств отделения для космических аппаратов, основанная на использовании углепластиковой изогридной конструкции.

В связи с внедрением в космической отрасли негерметичных платформ космических аппаратов (КА) возникла потребность в унификации всего базового оборудования КА. В ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетне-ва» (ИСС) в качестве таких платформ используются платформы серии «Экспресс» с углепластиковой изо-гридной конструкцией, разработанные с учетом возможностей российских космодромов и современных ракет-носителей.

Для унификации конструкции платформ данной серии была разработана единая конструктивная основа, представляющая собой силовую конструкцию корпуса (СКК) в виде центральной силовой трубы (углепластиковой изогридной конструкции) с установленными на ней сотовыми панелями.

Принятая компоновка негерметичных платформ позволила применить принцип унификации для ряда силовых интерфейсов КА, в частности для устройства отделения (УО).

На КА разработки ОАО «ИСС» большое распространение получили устройства отделения замочно-бандажного типа, поэтому при проектировании нового УО учитывался богатый опыт создания таких устройств.

Использование в силовых интерфейсах платформы углепластиковой изогридной конструкции дало возможность провести унификацию основных функциональных узлов УО (механических замков, толкателей, пироузлов), а также отказаться от ряда дополнительных силовых элементов.

Унификация УО позволила сократить время разработки, квалификации и изготовления КА за счет сборки УО на имитаторе корпуса. Установка УО на КА осуществляется на заключительных операциях технологического цикла сборки.

Таким образом, конструкция УО для КА на базе современных спутниковых платформ серии «Экспресс» представляет собой набор узлов, расположенных на силовых элементах платформы и выполняющих функции УО.

S. V. Visotsky, A. S. Vehov, Е. P. Sachkova JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

UNIFICATION OF SEPARATION DEVICES FOR SPACECRAFT ON BASELINE ISOGRID STRUCTURES

Creation of separation devices for spacecraft leading to unification of units in connection with use of CFRP isogrid structure is show.

© Высоцкий С. В., Вехов А. С., Сачкова Е. П., 2011

УДК 629.78.048.7

С. А. Ганенко, А. Ю. Вшивков

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Железногорск

ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОПЛИТЫ ПРИБОРА АТОМНО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА «ГЛОНАСС-М»

Определены задачи разработки термоплиты атомно-лучевой трубки водородного стандарта частоты для космического аппарата «Глонасс-М». Представлены результаты экспериментальных исследований.

Термоплита является несущим основанием пассивного водородного стандарта частоты (ВСЧ) VCH-1014 и должна быть прочной, устойчивой к механическим и климатическим факторам, факторам

космического пространства, обладать высокой электропроводностью, иметь клеммы заземления для подключения внешней и внутренних перемычек металлизации. Стабильность поддержания температуры тер-

Решетневские чтения

моплиты в рабочем диапазоне температур 15...20 °С должна составлять не более ±0,5 °С, при этом на любом произвольно взятом 30-минутном интервале измерения средняя за интервал температура основания не должна отличаться более чем на 0,5 °С от средней температуры на любом интервале наблюдения длительностью от 1 ч до 30 сут, включающем в себя этот интервал. Расчетные случаи расположения канавок под обогреватели с разными толщинами и материалами были рассмотрены в [1].

Авторами были определены предельные значения температур элементов термоплиты при орбитальном функционировании при максимальном и минимальном тепловыделении, а также наилучшее расположение обогревателя для обеспечения требуемых условий работы термоплиты.

Для получения гарантированного теплового контакта основания термоплиты с посадочной поверхностью КА установка термоплиты на поверхность должна производиться с применением теплопроводной кремнийорганической пасты толщиной не более 0,35 мм. Для сведения к минимуму воздействия внешних факторов на тепловой режим термоплиты необходима ее экранно-вакуумная изоляция с термическим сопротивлением не менее 50 Вт/(м2 • К).

В состав конструкции термоплиты атомно-лучевой трубки (АЛТ) ВСЧ УСИ-1014 входят следующие основные элементы: обогреватель, блоки прибора АЛТ, собственно термоплита, чувствительный элемент, по которому управляется обогреватель (см. рисунок).

Автором был проведен расчет распределения температур термоплиты АЛТ при установке на нее комплекта приборов водородного стандарта частоты УСИ-1014 бортового синхронизирующего устройства и обогревателя, выполненного из константановой ленты толщиной 0,000 5 м, мощностью 60 Вт.

Расчет проводился при следующих ограничениях: температура конструкции термоплиты по всей

площади обогревателя должна находиться в диапазоне 16,8.19,2 оС, температура чувствительного элемента - в диапазоне 17,0.17,1 оС; максимальный перепад температуры всех узлов термоплиты - 0,51 оС, минимальный - 0,07 оС.

Результаты экспериментальных исследований исследования показали, что требования по обеспечению заданных температурных условий выполняются, при этом средняя за интервал измерения температура основания не изменяется более чем на 0,5 °С от средней температуры на любом интервале наблюдения длительностью от 1 ч до 30 сут, включающем в себя этот интервал. Также было установлено, что оптимальное использование термоплиты для ВСЧ УСИ-1014 БСУ возможно при тепловыделении обогревателя 55 Вт и толщине термоплиты 12 мм.

Библиографическая ссылка

1. Краев М. В., Загар О. В. Нестационарные тепловые режимы космических аппаратов спутниковых систем : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2004.

S. A. Ganenko, A. Y. Vshivkov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

THE PROBLEMS Of The DEVELOPMENT AND EXPERIMENTAL STUDY TERMOPLITY INSTRUMENT ALT COSMIC DEVICE «GLONASS-M»

The Abstract: is described small-dimensioned sections electric heating, for use in composition of the system of the spacecraft is described. The possible difficulties of the regulation of the field of the temperature are determined in cosmic condition and methods of their regulation. Methodology and results of the experiment are shown.

© Ганенко С. А., Вшивков А. Ю., 2011