Температурный режим каркаса рефлектора космического аппарата в условиях солнечно-синхронной орбиты
DOI:
https://doi.org/10.17072/1993-0550-2025-4-60-75Ключевые слова:
тепловой баланс, лучистый теплообмен, композитный материал, солнечно-синхронная орбита, численное моделированиеАннотация
Тепловое отверждение полимеров представляет интерес для создания надувных космических конструкций на орбите Земли. Исследуется тепловое состояние каркаса, представленного набором полых слоистых цилиндрических структур, в условиях солнечно-синхронной орбиты. Приведен упрощенный вариант моделирования собственного и отраженного излучения Земли. Оптические характеристики внешнего покрытия оказывают большое влияние на итоговые температуры. Для достижения нужных температур используется продольная полоса поглощающего солнечный свет материала (меди). Построена зависимость стационарных температур от величины этой полосы и угла отклонения направления падения солнечных лучей от плоскости осевого сечения элемента каркаса.Библиографические ссылки
Kondyurin A. V. Building the shells of large space stations by the polymerisation of epoxy composites in open space // International Polymer Science and Technology. 1998. Vol. 25, № 4. P. 78–80.
Kondyurina I., Kondyurin A., Lauke B., Figiel L., Vogel R., Reuter U. Polymerisation of composite materials in space environment for development of a Moon base // Advances in Space Research. 2006. Vol. 37. P. 109–115.
Shevtsov S., Zhilyaev I. V., Tarasov I., Wu J. K., Snezhina N. G. Model-based multi-objective optimization of cure process control for a large CFRP panel // Engineering Computations. 2018. Vol. 35. P. 1085–1097. DOI: 10.1108/ec-09- 2017-0354.
Пестренин В. М., Пестренина И. В., Русаков С. В., Кондюрин А. В. Развертывание крупногабаритных оболочечных конструкций внутренним давлением // Механика композитных материалов. 2015. Т. 51, № 5. С 889–898.
Поморцева Т. Н., Комар Л. А. О возможности создания крупногабаритных конструкций в условиях открытого космоса // Вестник Пермского Университета. Математика. Механика. Информатика. 2023. Вып. 3 (62). С. 64–75.
Гилев В. Г., Русаков С. В., Пестренин В. М., Пестренина И. В. Оценка жесткости развертываемой внутренним давлением цилиндрической композитной оболочки на начальном этапе полимеризации связующего // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. 2018. № 1. С. 93–99. DOI: 10.15593/perm.mech/2018.1.08. EDN: QNPUJY.
Осоргина И. В., Свистков А. Л., Пелевин А. Г., Чудинов В. С., Терпугов В. Н. Особенности отверждения эпоксидных смол в вакууме // Вестник Пермского университета. Химия. 2017. Т. 7, № 4. С. 483–491.
Babuscia A., Corbin B., Knapp M., Jensen-Clem R., Loo M. V., Seager S. Inflatable antenna for cubesats: Motivation for development and antenna design // Acta Astronautica. 2013. Vol. 91. P. 322–332.
Abd El-baky M. A. Evaluation of mechanical properties of jute/glass/carbon fibers reinforced hybrid composites // Fibers and Polymers. 2017. Vol. 18, № 2. P. 2417–2432.
De Azevedo A.R.G. et al. Natural fibers as an alternative to synthetic fibers in reinforcement of geopolymer matrices: A comparative review // Polymers. 2021. Vol. 13. No 15.
Lalit R., Mayank P., Ankur K. Natural fibers and biopolymers characterization: A future potential composite material // Strojnicky Casopis. 2018. Vol. 68. No. 1. DOI:10.2478/scjme-2018-0004.
Каблов Е. Н., Чурсова Л. В., Бабин А. Н., Мухаметов Р. Р., Панина Н. Н. Разработки ФГУП «ВИАМ» в области расплавных связующих для полимерных композиционных материалов // Полимерные материалы и технологии. 2016. Т. 2. № 2. С. 37–42. EDN: WCDGYH.
ВИАМ «Термореактивные связующие» [Электронный ресурс] URL: https://viam.ru/sites/default/files/upload/booklet/pdf/rk_term_svyazuyushchie_.pdf (дата обращения 26.09.2025).
Демин Д. С., Кононенко П. И., Лебеденко В. И. Концепция бортового радиолокатора на основе АФАР с использованием рефлектора c отверждаемым пневмокаркасом // Труды МАИ. 2021. № 119. DOI: 10.34759/trd-2021-119-12 EDN: TOWEUA
Лопатин А. В., Рутковская М. А. Обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн (часть 2) // Сибирский аэрокосмический журнал. 2007. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-konstruktsiy-sovremennyh-transformiruemyh-kosmicheskih-antenn-chast-2 (дата обращения: 15.11.2025).
Балдина Е. А., Чеснокова О. А. Радиолокационное зондирование Земли для географических исследований // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2011. № 1. EDN: OIPRQT.
Sasaki K., Sznajder M. Analytical view factor solutions of a spherical cap from an infinitesimal surface // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2020. Vol. 163. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120477. EDN: XONHQP.
Cunningham F. G. Power input to a small flat plate from a diffusely radiating sphere, with application to Earth satellites // Publications of Goddart Space Flight Center 1959–1962. P. 146–156.
Watts R. G. Radiant heat transfer to earth satellites // J. Heat Transf. 1965. Vol. 87(3). P. 369–373. doi:10.1115/1.3689118.
Meseguer J., Pérez-Grande I., Sanz-Andrés A. Spacecraft Thermal Control, 2 - Space environment // Woodhead Publishing. 2012. P. 26–29.
Gilmore, D.G. Spacecraft Thermal Control Handbook // The Aerospace Press. 2002. Vol. I: Fundamental Technologies. 2nd Edition, El Segundo. P. 26–29.
Pestrenin V. M., Pestrenina I. V., Rusakov S. V., Kondyurin A. V. Curing of large prepreg shell in solar synchronous Low Earth Orbit: Precession flight regimes // Acta Astronautica. 2018. Vol. 151. P. 342–347.
Баева Ю. В., Лаповок Е. В., Ханков И. С. Аналитическая методика расчета тепловых потоков в околоземном пространстве, формирующих тепловой режим космических телескопов // Оптический журнал. 2013. Т. 80, № 5. С. 30–37.
Elweteedy, Ahmed Elmaihy, Ali Elhefnawy, Ahmed Small Satellite Operational Phase Thermal Analysis and Design: A Comparative Study // INCAS BULLETIN 2021. Vol. 13. P. 59–74. 10.13111/2066-8201.2021.13.4.6.
Design and fabrication of large polymer constructions in space / Kondyurin Alexey: Elsevier. 2023. ISBN: 978-0-12-816803-5.
Денисова Л. В., Калинин Д. Ю., Резник С. В. Теоретические и экспериментальные исследования тепловых режимов сетчатых рефлекторов космических антенн // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2011. № 1(82). С. 92–105. EDN NDXJKV.
Казаковцев В. П., Корянов В. В., Просунцов П. В., Топорков А. Г. Расчет условий освещенности в процессе выведения космического аппарата на геостационарную орбиту // Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. № 12(60). С. 4. DOI 10.18698/2308-6033-2016-12-1568. EDN XEQDWL.
Тулин Д. В., Финченко В. С. Теоретико-экспериментальные методы проектирования систем обеспечения теплового режима космических аппаратов // Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований. 2014. Т. 3. С. 1320–1437. EDN VNSMWX.
Пономарев В. С., Пономарев С. В., Халиманович В. И. Термомеханический анализ крупногабаритного сетчатого рефлектора космического назначения // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М. Ф. Решетнева. 2016. Т. 17, № 2. С. 343–358. EDN XAYYZX.
Асланян Р. О., Анисимов Д. И., Марченко И. А., Пантелеев В. И. Имитаторы солнечного излучения для термовакуумных испытаний космического аппарата // Сибирский журнал науки и технологий. 2017. Т. 18, № 2. С. 323–327. EDN YMACUC.
Фагалов А. Р., Моделирование стационарного теплового режима цилиндрического элемента каркаса на орбите // Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика. 2024. № 4(67). С. 78–94. DOI 10.17072/1993-0550-2024-4-78-94. EDN QZXOIZ.
Терехов С. В. Тепловые свойства металлов // Справочник. Донецк: ГБУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина». 2023. 184 с.
Страполова В. Н. Разработка терморегулирующего покрытия, содержащего наночастицы оксидов металлов: дис. … канд. хим. наук. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2017.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Андрей Рамилевич Фагалов, Антон Юрьевич Беляев, Татьяна Николаевна Поморцева
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Публикация статьи в журнале осуществляется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
