RU2034756C1

RU2034756C1 - Thermostating system for equipment of untight heat-insulated container of space vehicle

Info

Publication number: RU2034756C1
Authority: RU
Inventors: И.А. Кочнев; А.С. Смирнов; Б.И. Кушнер
Original assignee: Научно-производственное объединение машиностроения
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: space engineering. SUBSTANCE: equipment subjected to thermostating is connected with diode thermal contactor by means of thermal pipes. Diode thermal contactor is connected in its turn with radiation heat exchanger made in form of two parts located on opposite sides of container. These parts are interconnected by means of additional thermal pipes through diode thermal contactors. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании систем термостатирования (СТС) оборудования негерметичных приборных контейнеров (ПК) и отсеков космических аппаратов (КА). The invention relates to space technology and can be used in the design of thermostatic control systems (CTC) of equipment of leaky instrument containers (PC) and spacecraft compartments (SC).

Наиболее близким решением является СТС, содержащая тепловые трубы, соединяющие оборудование отсека с размещенными на противоположных гранях КА радиаторами. Термосвязь тепловых труб с радиаторами осуществляется с использованием тепловых жалюзей. The closest solution is the STS, containing heat pipes connecting the compartment equipment to the radiators located on opposite sides of the spacecraft. Thermal connection of heat pipes with radiators is carried out using thermal blinds.

Недостатком такой системы является низкая надежность при эксплуатации ее на КА, находящемся на геостационарной орбите, в условиях которой на радиационный теплообменник (РТО) длительно воздействует солнечное излучение. The disadvantage of such a system is its low reliability when operating it on a spacecraft in a geostationary orbit, in the conditions of which solar radiation acts for a long time on a radiation heat exchanger (RTO).

Технической задачей изобретения является повышение надежности системы при воздействии на РТО солнечного излучения. Задача решается тем, что радиационные теплообменники связаны между собой дополнительными тепловыми трубами через регуляторы теплового потока, выполненные в виде диодных термоконтакторов. An object of the invention is to increase the reliability of the system when exposed to solar radiation on the RTO. The problem is solved in that the radiation heat exchangers are interconnected by additional heat pipes through heat flow regulators, made in the form of diode thermal contactors.

При нахождении ориентированного в пространстве КА на геостационарной орбите одна из его внешних поверхностей, на которой расположен РТО, длительное время освещена и нагрета Солнцем и, следовательно, сброса тепла с нее не происходит. Поэтому деление РТО на две части и размещение их на противоположных сторонах контейнера повышает надежность работы СТС при воздействии на одну из частей РТО солнечного излучения, так как в этом случае другая часть РТО находится в тени и с нее осуществляется сброс всей мощности тепловыделения оборудования ПК. При этом для переброски теплового потока от оборудования на "холодную" часть РТО, находящуюся в тени, введены дополнительные тепловые трубы. When a spacecraft oriented in space is in a geostationary orbit, one of its outer surfaces, on which the spacecraft is located, is illuminated and heated by the Sun for a long time and, therefore, heat is not released from it. Therefore, dividing the PTO into two parts and placing them on opposite sides of the container increases the reliability of the STS when one of the parts of the PTO is exposed to solar radiation, since in this case the other part of the PTO is in the shadow and the entire heat dissipation power of the PC equipment is dumped from it. At the same time, additional heat pipes were introduced to transfer the heat flux from the equipment to the "cold" part of the PTO, which is in the shade.

Любая из частей РТО обеспечивает сброс всей мощности тепловыделения оборудования при нахождении КА на освещенном Солнцем участке орбиты. Any of the parts of the RTO provides a reset of the entire heat dissipation power of the equipment when the spacecraft is in the orbit illuminated by the Sun.

Обеспечение надежного термостатирования оборудования в указанных условиях функционирования КА осуществляют и регуляторы теплового потока, выполненные в виде диодных термоконтакторов. В отличие от известного термоконтактора, который действует по принципу замыкания тепловой связи при превышении температуры термостатируемого оборудования выше определенного уровня и размыкания при соответствующем снижении температуры, диодный термоконтактор осуществляет регулируемую передачу тепла только в одном направлении, например, от тепловыделяющего оборудования к РТО и прерывает передачу тепла при выходе температуры РТО за пределы области допустимых температур оборудования. В этом случае обратного перетока тепла от РТО к оборудованию через диодный термоконтактор, как в известном, не происходит. Reliable temperature control of the equipment under the specified conditions for the functioning of the spacecraft is also carried out by heat flow controllers made in the form of diode thermal contactors. Unlike the well-known thermal contactor, which operates on the principle of closing the thermal connection when the temperature of the thermostated equipment exceeds a certain level and opening with a corresponding decrease in temperature, the diode thermal contactor carries out controlled heat transfer in only one direction, for example, from heat-generating equipment to the PTO and interrupts heat transfer when RTO temperature goes beyond the range of permissible equipment temperatures. In this case, the reverse flow of heat from the PTO to the equipment through the diode thermal contactor, as is known, does not occur.

Это возможно потому, что в диодном термоконтакторе введен дополнительный узел, по конструкции и принципу действия аналогичный основному узлу известного термоконтактора, но выполняющий функцию размыкания тепловой связи "оборудование РТО" при превышении температуры РТО выше верхнего допустимого уровня температуры оборудования и замыкание этой связи при соответствующем снижении температуры РТО. При этом основной узел термоконтактора работает точно так же, как и основной узел известного термоконтактора. This is possible because an additional unit has been introduced in the diode thermal contactor, similar in design and operation principle to the main node of the known thermal contactor, but which performs the function of opening the thermal connection "RTO equipment" when the RTO temperature is higher than the upper allowable temperature level of the equipment and closing this connection with a corresponding decrease RTO temperature. In this case, the main node of the thermal contactor works in exactly the same way as the main node of the known thermal contactor.

На чертеже показана схема системы термостатирования. The drawing shows a diagram of a temperature control system.

Термостатируемое оборудование 1 соединено тепловыми трубами 2 с диодным термоконтактором 3, который в свою очередь соединен с радиационным теплообменником 4 (верхняя часть). Дополнительные тепловые трубы 5 соединяют между собой через диодные термоконтакторы 3 части радиационного теплообменника 4. Оборудование в СТС размещены в негерметичном ПК, на поверхности которого установлена теплоизоляция 6. Thermostatically controlled equipment 1 is connected by heat pipes 2 to a diode thermal contactor 3, which in turn is connected to a radiation heat exchanger 4 (upper part). Additional heat pipes 5 are connected to each other through diode thermal contactors 3 parts of the radiation heat exchanger 4. The equipment in the STS is placed in an unpressurized PC, on the surface of which thermal insulation 6 is installed.

Работа системы термостатирования происходит следующим образом. The operation of the temperature control system is as follows.

Тепло, выделяемое оборудованием 1, передается тепловыми трубами 2 на диодные термоконтакторы 3 и через них на части РТО 4, где происходит его сброс. При длительном воздействии солнечного излучения на одну из частей РТО (например, верхнюю) происходит ее нагрев и, если температура РТО превышает температуру срабатывания диодного термоконтактора, то последний размыкает тепловую связь, и тепловой поток от оборудования по дополнительной тепловой трубе 5 передается через нижний термоконтактор на другую, нижнюю часть РТО, которая не подвержена воздействию солнечного потока и осуществляет сброс тепла всего оборудования ПК. The heat generated by the equipment 1 is transferred by heat pipes 2 to the diode thermal contactors 3 and through them to the part of the PTO 4, where it is discharged. With prolonged exposure to solar radiation on one part of the RTO (for example, the upper), it is heated and, if the temperature of the RTO exceeds the response temperature of the diode thermal contactor, the latter opens the thermal connection, and the heat flux from the equipment through the additional heat pipe 5 is transmitted through the lower thermal contactor to the other, the lower part of the PTO, which is not affected by the solar flux and discharges heat from all PC equipment.

Положительный эффект предложенной СТС заключается в обеспечении надежного термостатирования оборудования ПК при длительном воздействии на РТО солнечного излучения. Кроме того, упрощается решение проблемы выбора терморегулирующего покрытия для РТО, так как требования к коэффициенту поглощения солнечного излучения значительно ослабляются и предоставляется возможность выбрать наиболее легкое и дешевое покрытие. The positive effect of the proposed STS is to provide reliable thermostating of PC equipment during prolonged exposure to solar radiation on the RTO. In addition, the solution to the problem of choosing a temperature-controlled coating for RTOs is simplified, since the requirements for the absorption coefficient of solar radiation are significantly weakened and it is possible to choose the lightest and cheapest coating.

Claims

SYSTEM OF THERMOSTATING EQUIPMENT OF A NON-SEALING HEAT-INSULATED SPACE UNIT CONTAINER, containing heat pipes connecting thermostatically controlled equipment through heat flow regulators with radiation heat exchangers located on opposite sides of the container, characterized in that the radiative heat exchangers are connected between the heat exchangers by the heat exchangers thermal contactors.