СПОСОБ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2008 года по МПК B64G1/50 B64G1/22 

Предлагаемое изобретение относится к космической технике и может использоваться в системах терморегулирования (СТР) автоматических космических аппаратов (КА) с приборными контейнерами из сотопанелей с применением тепловых труб (ТТ) или регулируемых тепловых труб (РТТ).

Каждый раз в процессе создания нового КА ведутся поиски лучших решений его компоновки и системы терморегулирования (СТР), которые позволяют обеспечивать рабочие температуры приборов в возможно более узком диапазоне, так как это повышает надежность их работы и КА в целом. Известно, что при снижении или повышении рабочей температуры бортовых приборов относительно их заданных средних температур на 10°С интенсивность их отказов увеличивается на 25% (см. Г.Н.Дульнев. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре. Москва, «Высшая школа», 1984, с.7).

Известна конструкция гибкой тепловой трубы с подводом охлаждающей жидкости к жесткому конденсатору (см. книгу П.Д.Дан, Д.А.Рей. Тепловые трубы. Перевод с английского Ю.А.Зейгарника. Москва. Энергия. 1979. Стр.162-164), содержащая внутренние ребра жесткости, фитиль, гибкий сильфон, прижимное устройство фитиля, испаритель.

Недостатком данного устройства является то, что оно не содержит решения герметичного соединения торцов гибкого стального сильфона с испарителем с одного его торца и с конденсатором с другого его торца, выполненными из алюминия. Стальной гибкий сильфон необходим для обеспечения прочности и надежности ТТ при многократных ее изгибаниях. Алюминиевые конденсаторы и испарители необходимы для обеспечения хорошей теплопроводности и снижения массы ТТ.

Известна система терморегулирования по изобретению «Космический аппарат блочно-модульного исполнения» (RU, патент №2092398, кл. В64G 1/10, приоритет 24.10.1995).

В указанном решении осуществлен способ терморегулирования КА, при котором с помощью ТТ отводится избыточное тепло от приборов, установленных на внутренних сторонах радиаторов-излучателях Н- и П-образных сотопанельных блоков, а также от приборов, установленных на средних сотопалях Н- и П-образных сотопанельных блоков с помощью нерегулируемых и Г-образных регулируемых диодных ТТ.

Недостаток указанного решения заключается в том, что оно не обеспечивает достаточно высокой эффективности терморегулирования приборов и, как следствие этого, снижена надежность их работы и работы КА в целом. Причиной этому является то, что ТТ выполнены П-образными и, следовательно, нерегулируемыми, а Г-образные регулируемые ТТ встроены в структуру сотопанелей с параллельным расположением их испарителей с шагом (на расстоянии) 200 мм. Как следствие этого, возникает большая разница температур в промежутках между ТТ, что ухудшает точность выравнивания температуры в местах установки приборов.

Кроме того, для режима максимальных тепловых нагрузок на КА недостатком является применение неэффективной контактной тепловой связи между конденсаторами ТТ средней сотопанели с обшивками радиаторов-излучателей Н-образного сотопанельного блока. Это приводит к значительному превышению температуры приборов относительно заданного для них номинального уровня температуры, а следовательно, к дополнительному снижению надежности работы приборов и КА в целом.

Снижение эффективности терморегулирования приборов также связано с тем, что приборы установлены на радиаторах-излучателях с внутренних их сторон, поэтому часть избыточного тепла от приборов постоянно нерегулируемо отводится на радиаторы-излучатели за счет теплопередачи, а от этого их температура сильно подвержена влиянию температуры радиаторов-излучателей и изменениям внешних тепловых нагрузок на радиаторы-излучатели. Поэтому при режимах работы КА с максимальными и минимальными тепловыми нагрузками температуры приборов обеспечиваются в широком диапазоне, что снижает надежность их работы.

Применение в указанном решении раскрывающихся с помощью активных электромеханических приводов теплозащитных шторок с системой зачековки и расчековки как вынужденная мера повышения эффективности терморегулирования КА, с одной стороны, имеет положительный эффект, а с другой, приносит отрицательный эффект, так как примененные активные электромеханические приводы и система зачековки и расчековки обладают надежностью меньше единицы, а значит, при этом снижается надежность КА.

В качестве прототипа выбран «Способ терморегулирования космического аппарата и устройство для его осуществления» (патент России №2268207, МПК B64G 1/50; B64G 1/10).

В указанном решении осуществлен способ терморегулирования КА, включающий отвод избыточного тепла от каждого прибора, установленного на теплопроводной сотопанели, через испарители и конденсаторы встроенных в сотопанель Г-образных регулируемых тепловых труб на боковые радиаторы-излучатели, в котором отвод избыточного тепла осуществляют через непосредственно попарно соединенные друг с другом в продольном направлении первые два и вторые два испарителя указанных Г-образных регулируемых тепловых труб, а отвод тепла от конденсаторов этих тепловых труб с указанными первыми и вторыми соединенными друг с другом испарителями осуществляют соответственно на первые боковые радиаторы-излучатели и расположенные ортогонально им вторые боковые радиаторы-излучатели.

Система терморегулирования космического аппарата для реализации указанного способа, включающая приборный контейнер с наружной теплоизоляцией, образованный путем объединения двух П-образных теплопроводных сотопанельных блоков, каждый из которых выполнен со встроенными в его внутреннюю структуру Г-образными параллельно расположенными регулируемыми тепловыми трубами с их конденсаторами в боковых сотопанелях, выполненных в виде боковых радиаторов-излучателей, а с их испарителями в средней его сотопанели, на внутренней стороне которой установлены приборы, выполнена так, что испарители указанных Г-образных регулируемых тепловых труб каждого П-образного теплопроводного сотопанельного блока выполнены непосредственно попарно соединенными друг с другом в продольном направлении, а конденсаторы каждой указанной пары тепловых труб выполнены соответственно в его боковых радиаторах-излучателях; на внутренние поверхности боковых радиаторов-излучателей установлена внутренняя теплоизоляция; она выполнена с двумя аналогичными приборными контейнерами, которые соединены плоскостями своих одних средних сотопанелей с расположением их боковых радиаторов-излучателей в параллельных или ортогональных плоскостях.

Недостаток прототипа заключается в его ограниченных возможностях по обеспечению точности терморегулирования средней сотопанели и приборов, установленных на ней, а значит, и по обеспечению достаточно высокой надежности работы КА при условии применения его в условиях увеличенной разницы между максимальными и минимальными тепловыми нагрузками на КА. Это связано, с одной стороны, ограниченными возможностями увеличения теплоизлучающих поверхностей СТР с учетом требований ее компактности для размещения под обтекателем ракеты-носителя, а с другой стороны, отсутствием у нее возможности регулировать излучательную способность радиаторов-излучателей в процессе эксплуатации КА в различных условиях тепловых нагрузок. Это к тому же ограничивает возможности ее применения для более широкого класса КА.

Цель предлагаемого технического решения - повышение точности и надежности герморегулирования, расширение возможности применения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе терморегулирования космического аппарата, включающем отвод избыточного тепла от каждого прибора, установленного на теплопроводной сотопанели, через встроенные в сотопанель непосредственно попарно соединенные друг с другом в продольном направлении первые два и вторые два испарителя Г-образных регулируемых тепловых труб, а отвод тепла от конденсаторов этих тепловых труб с указанными первыми и вторыми соединенными друг с другом испарителями осуществляют соответственно на первые боковые радиаторы-излучатели и расположенные ортогонально им вторые боковые радиаторы-излучатели, осуществляют дополнительный отвод избыточного тепла от приборов через встроенные в сотопанель непосредственно попарно соединенные друг с другом в продольном направлении и соответственно с первыми двумя и вторыми двумя испарителями Г-образных регулируемых тепловых труб, третьи два и четвертые два испарителя регулируемых тепловых труб с гибкими сильфонными участками между их испарителями и конденсаторами, а отвод тепла от конденсаторов этих тепловых труб с указанными третьими и четвертыми соединенными друг с другом испарителями осуществляют соответственно на третьи раскрытые радиаторы-излучатели в плоскости одной теплопроводной сотопанели и расположенные ортогонально им четвертые раскрытые радиаторы-излучатели в плоскости другой теплопроводной сотопанели.

Система терморегулирования космического аппарата, включающая приборный контейнер с наружной теплоизоляцией, образованный путем объединения двух П-образных теплопроводных сотопанельных блоков, каждый из которых выполнен со встроенными в его внутреннюю структуру Г-образными параллельно расположенными регулируемыми тепловыми трубами, испарители которых выполнены непосредственно попарно соединенными друг с другом в продольном направлении в средней сотопанели, на внутренней стороне которой установлены приборы, а конденсаторы каждой указанной пары тепловых труб выполнены соответственно в его боковых сотопанелях, выполненных в виде боковых радиаторов-излучателей, выполнена так, что каждый П-образный теплопроводный сотопанельный блок выполнен с двумя дополнительными раскрывающимися с помощью приводов радиаторами-излучателями с шарнирами, оси вращения которых расположены в плоскости средней сотопанели и параллельно боковым радиаторам-излучателям и со встроенными в его внутреннюю структуру вновь введенными регулируемыми тепловыми трубами с гибкими сильфонными участками между их конденсаторами и испарителями, с которыми они соединены сваркой, причем указанные испарители выполнены непосредственно попарно соединенными друг с другом в продольном направлении и с соответствующими непосредственно попарно соединенными друг с другом в продольном направлении испарителями Г-образных регулируемых тепловых труб, а конденсаторы каждой указанной пары тепловых труб с гибкими сильфонными участками выполнены соответственно в его раскрывающихся радиаторах-излучателях; что сварные соединения гибкого сильфонного участка с конденсатором и испарителем каждой вновь введенной регулируемой тепловой трубы выполнены посредством вновь введенных биметаллических втулок из алюминия с одних их торцов со стороны конденсатора и испарителя и из стали с других их торцов со стороны гибкого сильфонного участка, причем указанные конденсаторы и испарители выполнены из алюминия, а гибкий сильфонный участок - из стали; что раскрывающиеся радиаторы-излучатели выполнены с возможностью управляемого раскрытия и закрытия в диапазоне от их параллельного расположения относительно соответствующих боковых радиаторов-излучателей до ортогонального расположения относительно их с помощью электроприводов и блока управления, снабженного температурными датчиками, установленными на средней сотопанели и на раскрывающихся радиаторах-излучателях; что, по меньшей мере, один раскрывающийся радиатор-излучатель выполнен с теплоизоляцией на поверхности с противоположной стороны относительно соответствующего бокового радиатора-излучателя с полным или частичным ее покрытием; что на раскрывающемся радиаторе-излучателе с противоположной стороны относительно соответствующего бокового радиатора-излучателя установлен внешний прибор с обеспечением тепловой связи между ними; что она выполнена с двумя аналогичными приборными контейнерами, которые соединены плоскостями своих одних средних сотопанелей с расположением их боковых радиаторов-излучателей в ортогональных плоскостях.

Это позволило повысить эффективность терморегулирования (уменьшить перепад температур по средним сотопанелям и по приборам), повысить надежность приборов и КА в целом, расширить применение СТР для КА различных классов.

Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии признаков, сходных с совокупностью признаков предложенного решения.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами: на фиг.1 показаны П-образные теплопроводные сотопанельные блоки (ПОТСБ) 3 и 4 с раскрывающимися радиаторами-излучателями (РРИ) 17; на фиг.2 - приборный контейнер СТР КА в сборе; фиг.3 - два аналогичных приборных контейнера 1 и 25, соединенных плоскостями своих одних средних сотопанелей 11.

СТР КА для реализации способа содержит: приборный контейнер 1 с наружной теплоизоляцией 2, образованный путем объединения двух ПОТСБ 3 и 4, каждый из которых выполнен со встроенными в его внутреннюю структуру 5 (жестко соединенную с параллельными металлическими обшивками 6) Г-образными параллельно расположенными регулируемыми тепловыми трубами (ГОРТТ) 7, с конденсаторами 8 в боковых сотопанелях, которые выполнены в виде боковых радиаторов-излучателей (БРИ) 9 и испарителями 10, выполненными в средней сотопанели 11 ПОТСБ 3 и 4 со своими испарителями 10 непосредственно попарно соединенными друг с другом в продольном направлении, с конденсаторами 8 каждой указанной пары тепловых труб, выполненными соответственно в БРИ 9; регулируемые тепловые трубы с гибкими сильфонными участками (РТТСУ) 12, гибкий сильфонный участок 13 каждой из которых соединен сваркой через биметаллические втулки 14, каждая из которых выполнена из алюминия с одного торца со стороны выполненных из алюминия испарителя 15 РТТСУ 12 и соответственно со стороны ее конденсатора 16 и из стали с других их торцов со стороны гибкого сильфонного участка 13, выполненного из стали, причем указанные испарители 15 выполнены непосредственно попарно соединенными друг с другом в продольном направлении и с соответствующими испарителями 10 указанных Г-образных регулируемых тепловых труб, а конденсаторы каждой указанной пары тепловых труб с гибкими сильфонными участками выполнены соответственно в его раскрывающихся радиаторах-излучателях (РРИ) 17, а конденсаторы 16 каждой указанной пары РТТСУ 12 ПОТСБ 3 и 4 выполнены соответственно в его РРИ 17, которые выполнены по два на каждом ПОТСБ 3 и 4 с шарнирами 18, оси вращения которых расположены в плоскости средней сотопанели 11 и параллельно БРИ 9; на внутренних сторонах средних сотопанелей 11 установлены приборы 19, а на внешних их сторонах установлена наружная теплоизоляция 2; приводы 20 РРИ 17; блок управления 21 с температурными датчиками 22, установленными на средних сотопанелях 11 или на РРИ 17, предназначенные для управления приводами 20 для управления работой РРИ 17, если приводы 20 выполнены в виде электроприводов; теплоизоляция 23 РРИ 17, установленная на его поверхности с противоположной стороны относительно соответствующего БРИ 9 с полным или частичным ее покрытием; внешний прибор 24, установленный на РРИ 17 с противоположной его стороны относительно соответствующего БРИ 9 и который связан с ним в тепловом отношении; дополнительный приборный контейнер 25, выполненный аналогично приборному контейнеру 1, которые соединены плоскостями своих одних средних сотопанелей 11 с расположением их ближайших пар; фитиль 26 гибкого сильфонного участка 13.

РРИ 17 (при полностью раскрытом их положении) расположены в параллельных плоскостях и повернуты на 90 градусов относительно друг друга вокруг центральной линии направления соединения приборных контейнеров 1 и 25.

После вывода КА на орбиту с одним приборным контейнером 1 осуществляют открытие РРИ 17, например, на угол α, равный 90°, при одновременном включении в работу приборов 19. Избыточное тепло, выделяемое приборами 19, передается через алюминиевую обшивку 6 (выполненную толщиной 0,3-0,5 мм) средней приборной сотопанели 11 ПОТСБ 3 к испарителям 10 ГОРТТ 7 и к испарителям 15 РТТСУ 12, и в процессе их работы избыточное тепло передается к их конденсаторам соответственно 8, 16 и через обшивки 6 БРИ 9 и РРИ 17 избыточное тепло излучается в открытый космос. При этом с РРИ 17 тепло излучается с обеих их сторон, что повышает мощность теплоотвода с них в открытый космос. Применение РРИ 17 увеличивает мощность теплоотвода примерно на 60%. Кроме того, решается проблема габаритных размеров СТР при размещении ее в обтекателе ракеты-носителя на участке выведения путем установки РРИ 17 в закрытое положение, когда угол α равен нулю. Теплоизлучающие поверхности выполнены с терморегулирующим покрытием типа солнечного отражателя, обеспечивающие минимальную тепловую нагрузку на них от прямого освещения Солнцем и максимальную их теплоизлучающую способность (соответственно A_S≤0,43; ε≥0,85).

В зависимости от того, освещены Солнцем или нет БРИ 9 и РРИ 17, их температурные поля могут иметь большой перепад, например 10-40°С. Так как они связаны в тепловом отношении со средней сотопанелью 11 по конструкциям ГОРТТ 7 и РТТСУ 12, а также конструктивно с БРИ 9, то, несмотря на регулируемую тепловую связь посредством ГОРТТ 7 и РТТСУ 12, нерегулируемое влияние различных температур БРИ 9 и РРИ 17 на среднюю сотопанель 11 будет значительным, в том числе в силу исключения абсолютной точности регулирования теплопередачи тепла ТТ, инерционности теплопередачи, деградации терморегулирующего покрытия в течение длительного срока активного существования КА (10 лет и более). Так как испарители 10,15 соответствующих соседних ГОРТТ 7 и РТТСУ 12 каждого ПОТСБ 3 и 4 непосредственно попарно соединены друг с другом в продольном направлении и с каждой пары которых тепло отводится через их конденсаторы 8 и 16 на противоположно расположенные БРИ 9 и РРИ 17, это повышает эффективность выравнивания температурных полей как указанных радиаторов-излучателей, так и средней сотопанели 11 и приборов 19 и тем самым обеспечивается повышение надежности работы последних.

Применение РРИ 17 с РТТСУ 12 позволило при увеличении максимальных внешних и внутренних тепловых нагрузках на КА обеспечить снижение верхнего предела рабочих температур средних сотопанелей 11 и приборов 19 за счет увеличения мощности отводимого избыточного тепла в открытый космос и тем самым повысить надежность работы КА.

При работе СТР в режиме минимальных тепловых нагрузок на КА, в том числе на длительных теневых участках орбиты, ГОРТТ 7 и РТТСУ 12 закрываются, прекращая теплопередачу за счет испарительно-конденсационного эффекта в них, и тем самым сводят теплоотвод от средней сотопанели 11 на БРИ 9 и РРИ 17 к минимуму, что обеспечивает рабочие температуры средней сотопанели 11 и приборов 19 на достаточно высоком надежном уровне. Этому также способствует применение наружной теплоизоляции 2 на средних сотопанелях 11, ограничивающей нерегулируемый теплоотвод из приборного контейнера 1.

В зависимости от диаграммы тепловыделения приборов 19 в процессе эксплуатации КА и заданной точности обеспечения рабочей температуры средней сотопанели 11 приводы 20 могут быть выполнены двух видов: пружинного типа для одноразового раскрытия РРИ 17 на угол α, равный 90° (например, для КА, когда разница между максимальным и минимальным тепловыделением его составляет не более 30%); в виде электроприводов, управляемых с помощью блока управления 21 по температурным датчикам 22, установленным на средних сотопанелях 11 или на РРИ 17 (например, когда разница между максимальным и минимальным тепловыделением КА является большой, а к точности рабочих температур средней сотопанели 11 предъявляются повышенные требования). При этом РРИ 17 могут работать синхронно одновременно или по отдельности в качестве жалюзи в диапазоне изменения угла α от нуля до 90°, соответственно когда теплоотвод от КА обеспечивается минимальным и когда он обеспечивается максимальным. Возможность такого режима работы РРИ 17 может эффективно использоваться для обеспечения более высокой точности терморегулирования КА с длительным сроком активного существования (10-15 лет) при деградации оптических коэффициентов, а именно по мере их деградации, когда рабочая температура КА будет повышаться при максимальных тепловых нагрузках на него, угол открытия (α) соответственно увеличивают. Кроме того, возможность управлять положением РРИ 17 может эффектино быть использована при ориентации КА своими противоположными БРИ 9 соответственно строго «Юг-Север». В этом случае с южной стороны БРИ 9, как и соответствующий ему РРИ 17, будут иметь температуру примерно (0±10)°С, а с северной - (20±10)°С. Температурные поля радиаторов-излучателей с большими перепадами не являются благоприятными для условия термостабилизации с высокой точностью средней сотопанели 11. В предложенном решении на этот случай предусмотрена возможность северный холодный РРИ 17 прикрыть (уменьшить его угол α) до такой степени, чтобы температуратуры северных радиаторов-излучателей стали максимально приближенными к температурам южных радиаторов-излучателей, что позволит обеспечивать температуры средней сотопанели с более высокой точностью за счет работы (0±10)°С ГОРТТ 7 и РТТСУ 12. Управление таким режимом работы СТР обеспечивается с помощью электропривода северного РРИ 17 и блока управления 21 по температурным датчикам 22, установленным на РРИ 17.

Режим постепенного раскрытия РРИ 17 по мере деградации оптических коэффициентов можно обеспечить и при работе пружинных приводов, выполнив их с последовательно управляемой системой зачековок, обеспечивающих управление раскрытия РРИ 17 на больший заданный угол по мере необходимости. В этом случае будет обеспечено снижение массы СТР, так как пружинные приводы легче по сравнению с электроприводами. Такое решение может быть использовано, когда не требуется работа РРИ 17 в режиме жалюзи.

Данное техническое решение предполагает применение теплоизоляции 23 на РРИ 17, которая установлена на его противоположной стороне относительно соответствующего БРИ 9. Необходимость в этом может быть в двух случаях: когда в одном и том же контейнере приборы, установленные на разных средних сотопанелях 11, имеют большую разницу по максимальному тепловыделению или когда один и тот отработанный приборный контейнер применяется для КА с меньшим уровнем тепловыделения и для других условий внешнего теплового воздействия на него. В этих случаях оптимизацию тепловой схемы СТР можно выполнить частичным или полным закрытием указанной стороны РРИ 17 внешней теплоизоляцией 23.

Данное техническое решение предполагает заданное обеспечение теплового режима внешнего прибора 24 путем установки его на РРИ 17 с противоположной стороны относительно соответствующего БРИ 9 и с обеспечением тепловой связи между ними. Это позволяет повысить надежность работы внешнего прибора за счет улучшения его рабочей температуры, расширить возможности применение СТР.

В предложенном решении надежно решена проблема использования высокоэффективных РРИ 17 путем применения РРТСУ 12, в которых испарители 15 и конденсаторы 16 выполнены из алюминия, как высокотеплопроводного и легкого металла, а гибкость их в зоне шарниров с большим ресурсом срабатывания обеспечена путем герметичного соединения испарителя 15 с конденсатором 16 каждой ТТ через гибкий сильфонный участок 13 с применением биметаллических втулок 14, и таким образом обеспечена абсолютная герметичность РРТСУ 12 с применением сварки. Вновь введенные биметаллические втулки 14 изготавливаются заранее из двух металлических слоев: алюминиевого и стального, герметично соединенных между собой диффузионной сваркой в среде нейтрального газа (исключающего окисление свариваемых поверхностей) под давлением при высокой температуре.

Рабочие тела, которыми заправлены ГОРТТ 7 и РТТСУ 12, - аммиак (теплоноситель), азот (регулирующее тело). Дозы их заправки осуществляются с учетом конструктивных размеров ТТ, заданных температурных условий их работы при эксплуатации и требований по обеспечиваемым температурам испарителей 10 и 15 соответственно. Работа их осуществляется следующим образом. В режиме максимальных тепловых нагрузок на испаритель ТТ давление насыщеных паров аммиака повышается, и так как движение пара осуществляется от испарителя к конденсатору, азот (неконденсирующийся газ) вытесняется парообразным аммиаком в конец конденсатора или в специально выполненную для азота емкость, при этом конденсация пара происходит во всем объеме конденсатора и ТТ работает с максимальной теплопередачей.

В режиме минимальных тепловых нагрузок на испаритель ТТ давление насыщеных паров аммиака понижается, при этом неконденсирующийся газ расширяется и вытесняет пары аммиака из конденсатора и тем самым исключает возможность конденсации паров аммиака в конденсаторе. При этом прекращается теплопередача тепла от испарителя к конденсатору ТТ за счет испарительно-конденсационного эффекта, и таким образом осуществляется тепловая развязка между средней сотопанелью 11, и БРИ 9, и РРИ 17.

Приборный контейнер выполнен блочно модульного типа, что позволяет осуществлять его компоновку с одним или несколькими другими аналогично выполненными приборными контейнерами с обеспечением тепловой связи между ними без выполнения каких-либо конструктивных их доработок. Таким образом предложенная СТР с терморегулируемым приборным контейнером 1 позволяет расширить возможности ее применения для КА другого класса путем соединения с дополнительным приборным контейнером 25 поверхностями их средних сотопанелей 11 с предварительным съемом с них наружной теплоизоляции 2.

Такую компоновку приборных контейнеров можно применять также для нескольких КА, выводимых на орбиту одним ракетоносителем, при этом не требуется сложного, тяжелого, а следовательно, и ненадежного устройства соединения приборных контейнеров между собой. Кроме того, такая компоновка приборных контейнеров позволяет осуществлять холодное резервирование одного из приборного контейнеров КА путем поддержания требуемой его температуры за счет тепловой связи с работающим приборным контейнером через их средние сотопанели 11, а также за счет закрытого положения РРИ 17 резервного приборного контейнера.

Данное техническое решение в настоящее время проходит исследование по условиям и оптимальным возможностям его применения.

Изобретение относится к области терморегулирования, преимущественно автоматических космических аппаратов. Предлагаемый способ включает отвод избыточного тепла от приборов, установленных на теплопроводной сотопанели приборного контейнера. Последний образован объединением двух П-образных сотопанельных блоков. В среднюю приборную сотопанель встроены Г-образные регулируемые тепловые трубы (ТТ). Испарители этих ТТ продольно и попарно соединены друг с другом, а конденсаторы помещены в боковые сотопанели, которые служат радиаторами-излучателями. Для дополнительного отвода тепла вводят встроенные ТТ, испарители которых соединяют с испарителями Г-образных ТТ, а конденсаторы встраивают в дополнительные раскрываемые радиаторы-излучатели. Испарители и конденсаторы введенных ТТ сообщены друг с другом гибкими сильфонными участками. Дополнительные радиаторы-излучатели электроприводами раскрываются, в зависимости от количества сбрасываемого тепла, в различные угловые положения, определяемые блоком управления с температурными датчиками. Предлагаемая система терморегулирования может содержать два приборных контейнера из указанных П-образных блоков. Эти контейнеры соединяются друг с другом по плоскостям соответствующих средних сотопанелей так, что боковые сотопанели (радиаторы-излучатели) контейнеров расположены в ортогональных друг другу плоскостях. Технический результат изобретения состоит в повышении точности и надежности терморегулирования КА, а также в расширении области их применения. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ терморегулирования космического аппарата, включающий отвод избыточного тепла от каждого прибора, установленного на теплопроводной сотопанели, через встроенные в сотопанель непосредственно попарно соединенные друг с другом в продольном направлении первые два и вторые два испарителя Г-образных регулируемых тепловых труб, причем отвод тепла от конденсаторов этих тепловых труб с указанными первыми и вторыми соединенными друг с другом испарителями осуществляют соответственно на первые боковые радиаторы-излучатели и расположенные ортогонально им вторые боковые радиаторы-излучатели, отличающийся тем, что осуществляют дополнительный отвод избыточного тепла от приборов через встроенные в сотопанель третьи два и четвертые два испарителя регулируемых тепловых труб с гибкими сильфонными участками между их испарителями и конденсаторами, непосредственно попарно соединенные друг с другом в продольном направлении и соответственно с указанными первыми двумя и вторыми двумя испарителями Г-образных регулируемых тепловых труб, причем отвод тепла от конденсаторов указанных тепловых труб с третьими и четвертыми испарителями осуществляют соответственно на третьи радиаторы-излучатели, раскрытые в плоскости одной теплопроводной сотопанели, и на расположенные ортогонально им четвертые радиаторы-излучатели, раскрытые в плоскости другой теплопроводной сотопанели.2. Система терморегулирования космического аппарата, включающая приборный контейнер с наружной теплоизоляцией, образованный путем объединения двух П-образных теплопроводных сотопанельных блоков, каждый из которых выполнен со встроенными в его внутреннюю структуру Г-образными параллельно расположенными регулируемыми тепловыми трубами, испарители которых непосредственно попарно соединены друг с другом в продольном направлении в средней сотопанели блока, на внутренней стороне которой установлены приборы, а конденсаторы указанных тепловых труб расположены в боковых сотопанелях блока, выполненных в виде боковых радиаторов-излучателей, отличающаяся тем, что каждый П-образный теплопроводный сотопанельный блок выполнен с двумя дополнительными радиаторами-излучателями, раскрывающимися с помощью приводов и шарниров, оси вращения которых расположены в плоскости средней сотопанели и параллельно боковым радиаторам-излучателям, и со встроенными в его внутреннюю структуру дополнительными регулируемыми тепловыми трубами с гибкими сильфонными участками, соединенными сваркой с конденсаторами и испарителями этих тепловых труб, причем данные испарители непосредственно попарно соединены друг с другом в продольном направлении и с соответствующими испарителями указанных Г-образных регулируемых тепловых труб, а конденсаторы каждой пары дополнительных тепловых труб выполнены в соответствующих дополнительных раскрывающихся радиаторах-излучателях.3. Система терморегулирования по п.2, отличающаяся тем, что сварные соединения гибкого сильфонного участка с конденсатором и испарителем дополнительной регулируемой тепловой трубы выполнены посредством биметаллических втулок, каждая из которых изготовлена из алюминия с торца, расположенного со стороны конденсатора или испарителя, и из стали с торца, расположенного со стороны указанного сильфонного участка, причем указанные конденсаторы и испарители выполнены из алюминия, а сильфонный участок - из стали.4. Система терморегулирования по п.2 или 3, отличающаяся тем, что дополнительные радиаторы-излучатели раскрываются и закрываются с помощью электроприводов и блока управления, снабженного температурными датчиками, установленными на указанных средней сотопанели и дополнительных радиаторах-излучателях, в диапазоне от параллельного расположения относительно соответствующих указанных боковых радиаторов-излучателей до ортогонального им расположения.5. Система терморегулирования по п.4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один дополнительный раскрывающийся радиатор-излучатель выполнен с теплоизоляцией на поверхности со стороны, противоположной соответствующему боковому радиатору-излучателю, с полным или частичным покрытием этой поверхности.6. Система терморегулирования по п.5, отличающаяся тем, что на раскрывающемся радиаторе-излучателе установлен, с обеспечением тепловой связи с ним и с противоположной стороны от соответствующего бокового радиатора-излучателя, внешний прибор.7. Система терморегулирования по п.2 или 6, отличающаяся тем, что содержит два указанных приборных контейнера, одна из средних сотопанелей каждого из которых соединена своей плоскостью с плоскостью одной из средних сотопанелей другого контейнера так, что боковые радиаторы-излучатели этих контейнеров расположены в ортогональных друг другу плоскостях.