RU2360849C2 - System of spacecraft thermal protection - Google Patents
System of spacecraft thermal protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2360849C2 RU2360849C2 RU2007130386/11A RU2007130386A RU2360849C2 RU 2360849 C2 RU2360849 C2 RU 2360849C2 RU 2007130386/11 A RU2007130386/11 A RU 2007130386/11A RU 2007130386 A RU2007130386 A RU 2007130386A RU 2360849 C2 RU2360849 C2 RU 2360849C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulation
- spacecraft
- evti
- svhi
- drainage holes
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 206010042674 Swelling Diseases 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229940106943 azor Drugs 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ракетно-космической технике, может быть использовано при проектировании и создании космических аппаратов (КА), выводимых ракетой-носителем (РН) в космическое пространство, и предназначено для защиты корпуса КА, его элементов, систем и агрегатов, размещенных в КА, от теплового воздействия окружающей среды.The invention relates to rocket and space technology, can be used in the design and creation of spacecraft (SC), launched by the launch vehicle (LV) into outer space, and is intended to protect the spacecraft body, its elements, systems and assemblies located in the spacecraft, from thermal effects of the environment.
Известны и широко применяются в ракетостроении устройства теплозащиты топливной емкости с криогенным топливом и ее трубопроводов [1], [2], содержащие экранно-вакуумную тепловую изоляцию (ЭВТИ) [3], установленную на их поверхности для уменьшения потерь из-за испарения криогенного топлива.Known and widely used in rocket science are devices for thermal protection of a fuel tank with cryogenic fuel and its pipelines [1], [2] containing screen-vacuum thermal insulation (EVTI) [3] installed on their surface to reduce losses due to evaporation of cryogenic fuel .
Обладая высокими теплоизоляционными свойствами, ЭВТИ представляет собой пакет, состоящий из последовательно расположенных межслойных экранов с минимальной степенью черноты, термически изолированных друг от друга разделительными прокладками. Отражательные экраны ограничивают большую часть притока тепла за счет излучения, а разделительные прокладки уменьшают теплопроводность между соседними экранами.Possessing high thermal insulation properties, EVTI is a package consisting of sequentially arranged interlayer screens with a minimum degree of blackness, thermally insulated from each other by spacer strips. Reflective shields limit most of the heat flux due to radiation, and dividing shields reduce thermal conductivity between adjacent shields.
Эффективность такой изоляции, кроме свойств материалов экранов и прокладок, определяется величиной давления в теплоизоляционном слое, а также технологией ее изготовления и монтажа на элементы (топливные баки, космические аппараты) ракетно-космической системы (РКС). Причем для штатного функционирования ЭВТИ требуется создание глубокого вакуума (до 10-4 мм рт.ст.), так как при его уменьшении резко возрастает коэффициент теплопроводности [4].The effectiveness of such insulation, in addition to the properties of the materials of the screens and gaskets, is determined by the pressure in the heat-insulating layer, as well as the technology of its manufacture and installation on the elements (fuel tanks, spacecraft) of the rocket-space system (CS). Moreover, for the regular functioning of the EVTI requires the creation of a deep vacuum (up to 10 -4 mm Hg), since when it decreases, the thermal conductivity increases sharply [4].
По техническому решению [1] ЭВТИ устанавливают на топливную емкость с криогенным топливом, предназначенную для длительного хранения криогенного топлива и его заправки в баки РН. При этом топливная емкость с ЭВТИ заключена в кожух (тепловую оболочку), установленный с зазором с топливным баком, образующим замкнутую герметичную теплоизоляционную полость между топливной емкостью и кожухом. Для вакуумирования этой полости до заданного остаточного давления предусмотрена соответствующая вакуумная оснастка и контроль давления в полости, что существенно усложняет конструкцию этого устройства, функционально предназначенного для эксплуатации его в наземных условиях.According to the technical solution [1], EVTI is installed on a fuel tank with cryogenic fuel, intended for long-term storage of cryogenic fuel and its refueling in LV tanks. In this case, the fuel tank with EVTI is enclosed in a casing (thermal shell) installed with a gap with the fuel tank forming a closed sealed heat-insulating cavity between the fuel tank and the casing. To evacuate this cavity to a predetermined residual pressure, a corresponding vacuum tooling and pressure control in the cavity are provided, which significantly complicates the design of this device, which is functionally designed to operate it in ground conditions.
По техническому решению [2] ЭВТИ устанавливают на топливную магистраль, также заключенную в кожух с образованием теплоизоляционной полости, вакуумированной до заданного остаточного давления, и также предназначенную для эксплуатации магистрали в наземных условиях.According to the technical solution [2], the EVTI is installed on the fuel line, also enclosed in a casing with the formation of a heat-insulating cavity evacuated to a predetermined residual pressure, and also intended for operation of the line in ground conditions.
Известны также и широко применяются в ракетостроении устройства теплозащиты КА [5], [6], содержащие ЭВТИ, установленную на поверхности КА, выполненного в виде космического корабля (КК), и предназначенную для тепловой защиты отсеков, систем и агрегатов КА от теплового воздействия аэродинамического потока на активном участке полета РН, а также при функционировании КА в автономном полете в условиях длительного пребывания в космическом пространстве.Spacecraft thermal protection devices [5], [6] are also known and widely used in rocket science, containing EVTI installed on the surface of a spacecraft made in the form of a spacecraft (SC) and designed to heat protect compartments, systems and assemblies of spacecraft from the thermal effects of aerodynamic flow in the active phase of the LV flight, as well as during the operation of the spacecraft in autonomous flight under conditions of prolonged stay in outer space.
КК могут быть выполнены в транспортно-грузовом (КК "Прогресс") [5] либо пилотируемом вариантах (КК "Союз") [6] и состоят из системы взаимосвязанных отсеков каркасной и форменной конструкции.QC can be performed in transport-cargo (spacecraft "Progress") [5] or manned versions (spacecraft "Soyuz") [6] and consist of a system of interconnected compartments of frame and shaped structure.
К недостаткам этих технических решений следует отнести повышенные аэродинамические нагрузки, действующие на ЭВТИ КК, и возможность ее повреждения в процессе вывода КК в космическое пространство. Как показал визуальный осмотр поверхности КК "Союз" в космическом пространстве, ЭВТИ имеет локальные "вздутия" и даже отслоения ее отдельных элементов. Тем самым понижается надежность эксплуатации ЭВТИ и, следовательно, систем и агрегатов, размещаемых в отсеках КК.The disadvantages of these technical solutions include the increased aerodynamic loads acting on the EVTI spacecraft, and the possibility of its damage in the process of launching the spacecraft into outer space. As shown by a visual inspection of the surface of the Soyuz spacecraft in outer space, the EVTI has local "swellings" and even exfoliation of its individual elements. This reduces the reliability of the operation of the EVTI and, therefore, systems and assemblies located in the compartments of the spacecraft.
В составе РН КК "Союз" и КК "Прогресс" для защиты от воздействия аэродинамического потока устанавливают под сбрасываемым обтекателем космической головной части (КГЧ) РН.As part of the Soyuz spacecraft and the Progress spacecraft, the spacecraft is installed underneath the vented fairing of the space head part (KGCh) of the spacecraft to protect it from aerodynamic flow.
Техническое решение [6] наиболее близко к предлагаемому и принято авторами за прототип.The technical solution [6] is the closest to the proposed and accepted by the authors as a prototype.
Задачей изобретения является повышение конструктивной прочности теплозащиты КА при сохранении ее теплофизических характеристик при выводе КА в космическое пространство ракетой-носителем, а также в процессе автономной эксплуатации КА в космическом пространстве.The objective of the invention is to increase the structural strength of the thermal protection of the spacecraft while maintaining its thermophysical characteristics when the spacecraft is launched into outer space by a launch vehicle, as well as during the autonomous operation of the spacecraft in outer space.
Задача решается таким образом, что в системе теплозащиты КА, содержащей ЭВТИ, согласно изобретению в ЭВТИ выполнено устройство обеспечения ее прочностных и теплофизических характеристик в виде сквозных дренажных отверстий, равномерно расположенных по поверхности изоляции, сообщающих межслойные объемы изоляции и объем газовой среды под изоляцией между собой и с наружной средой, при этом над дренажными отверстиями установлены отражательные экраны с зазорами относительно изоляции, а суммарные эффективные площади дренажных отверстий и зазоров между отражательными экранами и изоляцией определяются из соотношений:The problem is solved in such a way that in the thermal protection system of a spacecraft containing EVTI, according to the invention, EVTI has a device for ensuring its strength and thermophysical characteristics in the form of through drainage holes uniformly located on the insulation surface, communicating the interlayer volumes of the insulation and the volume of the gas medium under the insulation between each other and with the external environment, while above the drainage holes there are reflective screens with gaps relative to the insulation, and the total effective area of the drainage holes and Azor between the baffles and insulation are determined by the ratios:
где:Where:
S, S1 [см2] - суммарная площадь дренажных отверстий и суммарная площадь зазоров между отражательными экранами и изоляцией соответственно;S, S 1 [cm 2 ] - the total area of the drainage holes and the total area of the gaps between the reflective screens and insulation, respectively;
µ, µ1 - коэффициент расхода дренажных отверстий и коэффициент расхода зазоров между отражательными экранами и изоляцией соответственно;µ, µ 1 - coefficient of discharge of drainage holes and coefficient of discharge of gaps between reflective screens and insulation, respectively;
V [м3] - суммарный объем газовой среды в изоляции и под изоляцией;V [m 3 ] - the total volume of the gas medium in the insulation and under the insulation;
ΔР [кгс/см2] - максимальный по траектории полета РН перепад давлений газовой среды, действующей на изоляцию;ΔР [kgf / cm 2 ] is the maximum differential pressure of the gaseous medium acting on the insulation along the flight path of the LV;
а, в - зависящие от параметров траектории полета РН коэффициенты, аппроксимирующие кривую зависимости относительной эффективной площади дренажных отверстий от максимального по траектории перепада давлений, действующего на изоляцию.a, c - coefficients depending on the parameters of the LV flight path approximating the curve of the relative effective area of the drainage holes versus the maximum differential pressure path acting on the insulation.
Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:
- уменьшение перепадов давлений, действующих на элементы ЭВТИ КА (межслойные экраны, прокладки) и элементы ее крепления к КА, при сохранении теплофизических характеристик ЭВТИ за счет сквозных дренажных отверстий, снабженных отражательными от лучевых тепловых потоков экранами;- reduction of pressure drops acting on the EVTI elements of the spacecraft (interlayer screens, gaskets) and the elements of its fastening to the spacecraft, while maintaining the thermophysical characteristics of the EVTI due to through drainage holes equipped with screens reflective from radiation heat fluxes;
- определение суммарных эффективных площадей дренажных отверстий и зазоров между отражательными экранами и ЭВТИ, обеспечивающих перетекание газовой среды из межслойных объемов ЭВТИ и объемов под ЭВТИ в наружную среду.- determination of the total effective area of drainage holes and the gaps between the reflective screens and EVTI, ensuring the flow of the gas medium from the interlayer volumes of EVTI and volumes under the EVTI into the external environment.
Сущность изобретения поясняется на примере решения задачи применительно к КА, выполненному в виде КК "Союз", выводимого РН в космическое пространство.The invention is illustrated by the example of solving the problem in relation to the spacecraft, made in the form of spacecraft "Soyuz", the LV launched into outer space.
На фиг.1 приведена схема КК, состоящего из системы отсеков каркасной и ферменной конструкции, на поверхности которого установлена ЭВТИ, содержащая устройство обеспечения ее прочностных и теплофизических характеристик.Figure 1 shows a diagram of a spacecraft consisting of a system of compartments of a frame and truss structure, on the surface of which an EVTI is installed, containing a device for ensuring its strength and thermophysical characteristics.
На фиг.2 показан фрагмент ЭВТИ КК с устройством обеспечения ее прочностных и теплофизических характеристик и основные его элементы. Здесь же иллюстрируется схема перетекания газовой среды из межслойных объемов ЭВТИ и из объема под ЭВТИ в наружную среду (перетекание газовой среды показано стрелками).Figure 2 shows a fragment of EVTI KK with a device for ensuring its strength and thermophysical characteristics and its main elements. The diagram illustrates the flow of the gas medium from the interlayer volumes of the EVTI and from the volume under the EVTI into the external medium (the flow of the gas medium is shown by arrows).
На этих фигурах:In these figures:
1 - каркасный отсек;1 - frame compartment;
2 - ферменный отсек;2 - truss compartment;
3 - экранно-вакуумная тепловая изоляция (ЭВТИ);3 - screen-vacuum thermal insulation (EVTI);
4 - оболочка каркасного отсека;4 - shell frame compartment;
5 - стержни ферменного отсека;5 - truss compartment rods;
6 - дренажные отверстия;6 - drainage holes;
7 - отражательные экраны;7 - reflective screens;
8 - межслойные экраны;8 - interlayer screens;
9 - теплоизоляционные прокладки.9 - heat-insulating gaskets.
На фиг.3 приведена зависимость максимального по траектории полета РН перепада давлений газовой среды ΔР, действующего на пакет ЭВТИ, от относительной эффективной проходной площади дренажных отверстий µ·S/V.Figure 3 shows the dependence of the maximum along the flight path of the PH differential pressure of the gas medium ΔP acting on the EVTI package, on the relative effective passage area of the drainage holes µ · S / V.
КК (фиг.1) состоит из системы взаимосвязанных каркасных отсеков 1 и ферменного отсека 2. На его поверхности установлена теплозащита, содержащая ЭВТИ 3. ЭВТИ 3 изготавливают в рулонном виде или отдельными панелями и крепят к оболочке каркасного отсека 4 и стержням ферменного отсека 5. Места стыков ее отдельных элементов герметизируют.CC (figure 1) consists of a system of interconnected
В ЭВТИ 3 выполнено устройство обеспечения прочностных и теплофизических характеристик в виде сквозных дренажных отверстий 6, равномерно расположенных по ее поверхности, которые сообщают межслойные объемы ЭВТИ 3 и объемы газовой среды под ней между собой и с наружной средой, и отражательных экранов 7, установленных над дренажными отверстиями 6 с зазорами относительно ЭВТИ 3 (фиг.2).In
Поскольку сквозные дренажные отверстия 6 выполняют равномерно по поверхности ЭВТИ 3, обеспечивают равномерное или близкое к равномерному распределение давления в межслойных объемах ЭВТИ 3 и, следовательно, перепадов давлений, действующих на ее элементы. Тем самым исключают концентрации напряжений в отдельных ее элементах от неравномерных перепадов давлений при наличии скрытого локального неперетекания газовой среды в межслойных объемах ЭВТИ 3, что приводит к улучшению прочностных и сохранению теплофизических характеристик ЭВТИ 3 как на активном участке полета КК в составе РН, так и в его автономном полете в космическом пространстве.Since the
Отражательные экраны 7, установленные над дренажными отверстиями 6 с зазором относительно ЭВТИ 3, исключают тепловой нагрев элементов КК через дренажные отверстия 6 в ЭВТИ 3 от излучения космических объектов.
Суммарную эффективную площадь µ·S дренажных отверстий 6 определяют из соотношения (1), используя зависимость, приведенную на фиг.3, с учетом максимально допустимых (из условия прочности) перепадов давлений ΔРдоп, действующих на ЭВТИ 3 и входящих в это соотношение коэффициентов а, в, зависящих от параметров траектории РН (см. допустимую область "А" определения µ·S). В этом соотношении суммарный объем V газовой среды для каркасного отсека 1 принимают как объем, состоящий из объема газовой среды в ЭВТИ 3 и объема между ЭВТИ 3 и оболочкой каркасного отсека 4, а для ферменного отсека 2 - как объем, состоящий из объема газовой среды в ЭВТИ 3 и объема газовой среды в ферменном отсеке 2.The total effective area µ · S of the
Суммарную эффективную площадь µ1·S1 зазоров между отражательными экранами 7 и ЭВТИ 3 определяют из соотношения (2).The total effective area µ 1 · S 1 of the gaps between the
Формула (1) содержит математическое описание зависимости относительной суммарной эффективной площади дренажных отверстий µ·S/V от максимального по траектории полета РН перепада давлений ΔР и получена по результатам анализа течения газовой среды в замкнутом объеме, состоящем из газодинамически взаимосвязанных межслойных объемов ЭВТИ 3 и объема, находящегося под ЭВТИ 3.Formula (1) contains a mathematical description of the dependence of the relative total effective area of the drainage holes µ · S / V on the maximum differential pressure path ΔР along the flight path of the LV and obtained from the analysis of the gas medium flow in a closed volume consisting of gasdynamically interconnected interlayer volumes of
В ракетостроении межслойные экраны 8 изготавливают из алюминиевой фольги толщиной в несколько микронов либо алюминизированной полимерной пленки, а теплоизоляционные прокладки 9 - из различных стекловолокнистых материалов (стеклобумага, стеклохолст, стекловуаль и т.д.). Отражательные экраны 7 выполняют из материала с минимальной степенью черноты, например из алюминиевой фольги.In rocket science,
Функционирование ЭВТИ 3 в составе КК осуществляется следующим образом.The functioning of
Поскольку в отличие от прототипа равномерно по поверхности ЭВТИ 3 выполнены сквозные дренажные отверстия 6, происходит перетекание газовой среды из объема под ЭВТИ 3 и межслойных ее элементов через сквозные дренажные отверстия 6 в наружную среду (фиг.1, 2).Since, unlike the prototype, through-
Истечение газовой среды в наружную среду происходит с дозвуковыми скоростями с незапиранием ее в дренажных отверстиях 6, так как суммарная эффективная площадь µ1·S1 зазоров между отражательными экранами 7 и ЭВТИ 3 выполнена большей или равной суммарной эффективной площади µ·S дренажных отверстий 6 (µ1·S1≥µ·S) в соответствии с соотношением (2).The outflow of the gaseous medium into the external medium occurs at subsonic speeds with non-locking in the
При полете КК в составе КГЧ на активном участке полета РН в межслойных объемах изоляции устанавливается давление, близкое к давлению под обтекателем КГЧ. При этом газовая среда из межслойных объемов ЭВТИ 3 и из объема под ней перетекает в объем под обтекателем КГЧ и далее через дренажное устройство в обтекателе КГЧ в атмосферу, геометрические характеристики которого задают такими, что давление под обтекателем КГЧ становится близким к атмосферному (статическому окружающей атмосферы).During the flight of the spacecraft as a part of the OGC on the active site of the LV flight in the interlayer volumes of insulation, a pressure close to the pressure under the cowl of the OGC is established. In this case, the gas medium from the interlayer volumes of
В автономном полете КК в межслойных объемах ЭВТИ 3 и под ней устанавливается внутреннее давление, близкое к атмосферному. Перепады давлений в составе КГЧ и автономном полете КК, при этом действующие на межслойные экраны 8 и теплоизоляционные прокладки 9 ЭВТИ 3, близки к нулю. Отражательные экраны 7, установленные над сквозными дренажными отверстиями 6, исключают воздействие теплового потока на элементы КК от излучения космических объектов.In an autonomous flight of spacecraft in the interlayer volumes of
Таким образом, повышают конструктивную прочность теплозащиты за счет уменьшения аэродинамических нагрузок, действующих на ЭВТИ, и сохраняют ее теплофизические характеристики, обеспечивая тепловой режим функционирования приборов, систем и агрегатов, размещенных в отсеках КК, что приводит к выполнению поставленной задачи. Тем самым повышают надежность эксплуатации КК.Thus, they increase the structural strength of thermal protection by reducing the aerodynamic loads acting on the EVTI, and preserve its thermophysical characteristics, ensuring the thermal mode of operation of devices, systems and units located in the compartments of the spacecraft, which leads to the achievement of the task. Thereby increase the reliability of the QC operation.
В настоящее время техническое решение прошло экспериментальную проверку и внедряется на КК "Союз". Требования по дренажу ЭВТИ вводятся в ОСТ и являются составным элементом в технологическом цикле изготовления КА.Currently, the technical solution has been tested experimentally and is being implemented at Soyuz spacecraft. Requirements for the drainage of EVTI are introduced in the OST and are an integral element in the technological cycle of production of spacecraft.
Техническое решение может быть использовано для различных типов КА, околоземных, межпланетных, грузовых, пилотируемых и других КА, выводимых РН и другими средствами выведения КА в космическое пространство.The technical solution can be used for various types of spacecraft, near-Earth, interplanetary, cargo, manned and other spacecraft, launched by spacecraft and other means of launching spacecraft into outer space.
ЛитератураLiterature
1. Космодром. Под ред. проф. А.П.Вольского, ВИ МО СССР, М., 1977, с.160-161, рис.5.3, 5.4.1. The spaceport. Ed. prof. A.P. Volsky, VI of the Ministry of Defense of the USSR, M., 1977, p. 160-161, Fig. 5.3, 5.4.
2. Там же, с.164, рис.5.6.2. Ibid., P. 164, fig. 5.6.
3. Космонавтика: Энциклопедия. / Под ред. В.П.Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985, с.394.3. Cosmonautics: Encyclopedia. / Ed. V.P. Glushko. M .: Soviet Encyclopedia, 1985, p. 394.
4. Справочник по физико-техническим основам криогеники. / Под ред. проф. М.П.Малкова. М.: Советская энциклопедия, 1973, с.236-237.4. Handbook of the physical and technical foundations of cryogenics. / Ed. prof. M.P. Malkova. M .: Soviet Encyclopedia, 1973, p. 236-237.
5. Космонавтика: Энциклопедия. / Под ред. В.П.Глушко. М.: Советская энциклопедия, 1985, с.304-305.5. Cosmonautics: Encyclopedia. / Ed. V.P. Glushko. M .: Soviet Encyclopedia, 1985, pp. 304-305.
6. Там же, с.369-370.6. Ibid., P. 369-370.
Claims (1)
, ,
S, S1 [см2] - суммарная площадь дренажных отверстий и суммарная площадь зазоров между отражательными экранами и изоляцией соответственно;
µ, µ1 - коэффициент расхода дренажных отверстий и коэффициент расхода зазоров между отражательными экранами и изоляцией соответственно;
V [м3] - суммарный объем газовой среды в изоляции и под изоляцией;
ΔР [кгс/см2] - максимальный по траектории полета ракеты-носителя перепад давлений газовой среды, действующей на изоляцию;
а, в - зависящие от параметров траектории полета коэффициенты, аппроксимирующие кривую зависимости эффективной площади дренажных отверстий от максимального по траектории перепада давлений, действующего на изоляцию. A spacecraft thermal protection system containing screen-vacuum thermal insulation, characterized in that the said insulation has a device for providing its strength and thermophysical characteristics in the form of through drainage holes evenly spaced along the insulation surface, communicating the interlayer volumes of the insulation and the volume of the gas medium under the insulation between themselves and with the external environment, while reflective screens with gaps relative to insulation are installed above the drainage holes, and the total effective the area of the drainage holes and the gaps between the reflective screens and insulation are determined from the ratios
, ,
S, S 1 [cm 2 ] - the total area of the drainage holes and the total area of the gaps between the reflective screens and insulation, respectively;
µ, µ 1 - coefficient of discharge of drainage holes and coefficient of discharge of gaps between reflective screens and insulation, respectively;
V [m 3 ] - the total volume of the gas medium in the insulation and under the insulation;
ΔР [kgf / cm 2 ] is the maximum differential pressure of the gaseous medium acting on the insulation along the flight path of the launch vehicle;
а, в - coefficients depending on the parameters of the flight path approximating the curve of the effective area of the drainage holes versus the maximum differential pressure path acting on the insulation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130386/11A RU2360849C2 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | System of spacecraft thermal protection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007130386/11A RU2360849C2 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | System of spacecraft thermal protection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007130386A RU2007130386A (en) | 2009-02-20 |
| RU2360849C2 true RU2360849C2 (en) | 2009-07-10 |
Family
ID=40531275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007130386/11A RU2360849C2 (en) | 2007-08-09 | 2007-08-09 | System of spacecraft thermal protection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2360849C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719529C1 (en) * | 2019-08-07 | 2020-04-21 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Thermal protective coating of high-speed aircraft body |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3152033A (en) * | 1960-06-17 | 1964-10-06 | Little Inc A | Insulating assembly |
| FR2594747A1 (en) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | Jehier Sa | Method for assembling a superinsulating material in the form of plies |
| SU1702073A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-12-30 | Предприятие П/Я В-2453 | Reservoir for cryogenic fluid |
| SU1758330A1 (en) * | 1990-07-26 | 1992-08-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Криогенной Технике С Опытным Производством Физико-Технического Института Низких Температур Ан Усср | Method for manufacture of low-temperature insulation |
| RU2283798C2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Load-bearing panel of spacecraft solar battery (versions) |
-
2007
- 2007-08-09 RU RU2007130386/11A patent/RU2360849C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3152033A (en) * | 1960-06-17 | 1964-10-06 | Little Inc A | Insulating assembly |
| FR2594747A1 (en) * | 1986-02-21 | 1987-08-28 | Jehier Sa | Method for assembling a superinsulating material in the form of plies |
| SU1702073A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-12-30 | Предприятие П/Я В-2453 | Reservoir for cryogenic fluid |
| SU1758330A1 (en) * | 1990-07-26 | 1992-08-30 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Криогенной Технике С Опытным Производством Физико-Технического Института Низких Температур Ан Усср | Method for manufacture of low-temperature insulation |
| RU2283798C2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-09-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Load-bearing panel of spacecraft solar battery (versions) |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Космонавтика. Энциклопедия. Под ред. В.П.ГЛУШКО. - М.: Советская энциклопедия, 1985, с.305, 394. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2719529C1 (en) * | 2019-08-07 | 2020-04-21 | Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Thermal protective coating of high-speed aircraft body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007130386A (en) | 2009-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180057190A1 (en) | Cellular load-responsive multilayer insulation | |
| US2676773A (en) | Aircraft insulated fuel tank | |
| US7568352B2 (en) | Thermally coupled liquid oxygen and liquid methane storage vessel | |
| US8881501B2 (en) | Propellant tank and vapor jet emitting device including same | |
| US11174818B2 (en) | High temperature thermal protection system for rockets, and associated methods | |
| US3321159A (en) | Techniques for insulating cryogenic fuel containers | |
| JP6302919B2 (en) | Sealed insulation tank for containing pressurized cryogenic fluid | |
| US20170159883A1 (en) | Cryogenic tank and method of storing cryogenic liquids | |
| JPS6026576B2 (en) | Vacuum container of thermal vacuum chamber | |
| Fernandez Villace et al. | The thermal paradox of hypersonic cruisers | |
| RU2360849C2 (en) | System of spacecraft thermal protection | |
| Hedayat et al. | Variable density multilayer insulation for cryogenic storage | |
| Garceau et al. | Performance test of a 6 L liquid hydrogen fuel tank for unmanned aerial vehicles | |
| RU2719529C1 (en) | Thermal protective coating of high-speed aircraft body | |
| RU2355607C1 (en) | Rocket-carrier ascent unit | |
| US3122891A (en) | Cryogenic methods and apparatus | |
| US20020179610A1 (en) | Pressurized sandwich skin for cryogenic propellant tanks | |
| JP7474823B2 (en) | Hydrogen tank, method for cooling a hydrogen tank, hydrogen drive and vehicle having a hydrogen tank | |
| Flachbart et al. | Testing of a spray bar zero gravity cryogenic vent system for upper stages | |
| RU2373119C1 (en) | Cryogenic liquid storing and supplying device | |
| RU214360U1 (en) | CRYOGENIC ROCKET TANK WITH LIQUID ROCKET ENGINE | |
| RU2705402C1 (en) | Method for providing aircraft instrumentation thermal mode | |
| MARTIN et al. | Cryogenic testing of a foam-multilayer insulation concept in a simulated orbit hold environment | |
| RU193768U1 (en) | Composite Vacuum Shell Heat Storage Tank | |
| Yu et al. | Advanced thermal insulation strategies for liquid hydrogen storage tanks in Martian environments |