устройство измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов

Формула изобретения

Устройство измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов, включающее металлический токопроводящий чувствительный элемент, размещенный на электроизолирующей подложке, отличающееся тем, что устройство выполнено из двух рядом расположенных сборок, в каждой из которых чувствительный элемент на электроизолирующей подложке установлен внутри корпуса соответствующей сборки; корпус каждой из сборок выполнен из материала с высокой теплопроводностью и электроизолирован от чувствительного элемента на подложке; упомянутые корпуса выполнены в виде правильной прямой призмы и/или кругового прямого цилиндра; площади оснований корпусов каждой из двух сборок (s_o1 и s_o2) и площади боковых поверхностей корпусов этих сборок (s_б1 и s _б2) отвечают соотношениям s_б1<s_o1 и s_б2<s_o2, а высоты корпусов этих сборок (h₁ и h₂) и характерные размеры оснований этих корпусов (L₁ и L₂) отвечают соотношениям h₁<<L₁ и h₂<<L ₂; для каждой из сборок одно основание корпуса выполнено с максимально высоким коэффициентом теплового излучения

( ₁ ^max>0,5 и ₂ ^max>0,5), а другое основание и боковая поверхность корпуса для каждой сборки выполнены с минимальным коэффициентом теплового излучения

( ₁ ^min<0,5 и ₂ ^min<0,5); причем основание корпуса первой сборки с ₁ ^max установлено параллельно поверхности контролируемого участка космического аппарата и направлено в противоположную от него сторону, а основание корпуса второй сборки с ₂ ^max установлено параллельно поверхности контролируемого участка космического аппарата и направлено в его сторону.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к космической технике, а именно к контролю теплообмена космического аппарата (КА), с имитируемой в наземных вакуумных камерах космической средой при тепловакуумных испытаниях (ТВИ), с помощью тепловых приемников инфракрасного излучения.

Как правило, ТВИ подвергается КА или отдельные его элементы с весьма сложной конфигурацией внешней поверхности, температура которой целиком определяется тепловым балансом с окружающими элементами и внутренними источниками тепла. В тепловакуумных камерах (ТВК) моделируется положение КА и его ориентация относительно внешних источников энергии с помощью имитаторов теплового излучения, в частности имитаторов инфракрасного излучения (ИКИ). Особенностью КА, и это моделируется при испытаниях в ТВК, является то, что основным фактором, определяющим надежность и долговечность КА, является стабильность его теплового режима, находящегося в температурном интервале (200-350)K. То есть при температурах, которым соответствует максимум интенсивности инфракрасного излучения в области (7-15) мкм, характерного эффективному излучению КА. При этом интенсивность падающего излучения на отдельные участки внешней поверхности КА может меняться в широких пределах. Кроме того, необходимо учитывать, что изготовленные из различных материалов или имеющие разные покрытия, отдельные участки поверхности КА обладают разными оптическими характеристиками, являющимися в общем случае функцией длины волны излучения, направления лучей и температуры тела. Кроме того, если с какого-то участка поверхности "видны " другие поверхности КА, то эффективная степень черноты ( ) такого участка зависит еще и от геометрии тела, что делает точный теоретический расчет эффективной степени черноты практически невыполнимым [1, с.120]. Отсюда вытекает необходимость контроля как внешних тепловых потоков, падающих на контролируемый участок от ТВК (q_твк), включающая фоновую радиацию от элементов ТВК и от ИКИ, так и эффективного излучения контролируемого участка КА (q_KA).

Для измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов используются калориметрические, термоэлектрические и фотометрические приемники лучистой энергии [2, с.130].

Калориметрический приемник лучистой энергии представляет сосуд, стенки которого выложены витками тонкостенной металлической (медной) трубки, по которой протекает теплоноситель, подогреваемый поглощенной лучистой энергией, падающей на входную площадь калориметра. Внутренняя поверхность калориметра зачернена, что обусловливает отсутствие избирательности по длинам волн принимаемого излучения. Наружная теплоизоляция приемника обеспечивает отсутствие влияния посторонних тепловых потоков на его показания. По известному расходу теплоносителя и температуре его на входе и выходе из калориметра определяется поглощаемая мощность. Интенсивность лучистого потока определяется из равенства мощности, поглощенной теплоносителем и падающей на известную входную площадь калориметра.

Недостатком этого приемника излучения является большая инерционность и необходимость ввода в ТВК гибких трубок для подачи воды [1, с.301].

Термоэлектрические приемники лучистой энергии генерируют электрический сигнал, пропорциональный разности температур двух поверхностей, из которых одна воспринимает измеряемый лучистый поток, а вторая (тыльная) поддерживается при постоянной температуре. Облучаемая поверхность приемника чернится для ликвидации частотной избирательности, а тыльная сторона термостабилизируется с помощью циркулирующего теплоносителя или электрических подогревателей.

Недостатком таких приемников является их малая чувствительность [1, с.301].

Фотометрические приемники лучистой энергии, как правило, - элементы солнечных батарей, преобразующих падающее на них излучение непосредственно в электрический ток. Однако эти элементы обладают существенной избирательностью по спектру поглощаемого излучения, а их сигнал зависит от температуры элемента [1, с.302].

Наиболее близким по принципу действия и использованию термометрических свойств, заложенных в конструкцию устройства измерения интенсивности лучистых потоков, является напыленный металлический болометр [3, с.241], [4, с.50], [6, с.56], который выбран за прототип.

Устройство состоит из чувствительного элемента, представляющего токопроводящий слой металла, который наносится на диэлектрик, служащий электроизолирующей подложкой. Приготовленный подобным образом чувствительный элемент заключается в стеклянный баллон, в котором поддерживается определенное давление воздуха или какого-либо инертного газа. Баллон имеет окно из материала, прозрачного для излучения той области спектра, для которого предназначается болометр. Проволочные отводы от концов токопроводящего слоя выводят наружу из баллона. Посредством чувствительной аппаратуры измеряют сопротивление чувствительного элемента болометра и по величине этого сопротивления определяют температуру, приобретенную токопроводящим слоем (металлической лентой) вследствие поглощенного им теплового излучения. Таким образом, судят об интенсивности лучистого потока.

К недостаткам устройства, помимо достаточной сложности конструкции и удорожания экспериментов, следует отнести то, что при измерении тепловых потоков в ТВК, в условиях низких температур (например, температуры жидкого азота), возможна конденсация влаги на чувствительном элементе и на окне баллона [4, с.88], что приведет к искажению результатов измерения и снижению надежности измерений.

Задачей изобретения является создание устройства измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях КА, которое обладало бы достаточной простотой конструкции при его надежности измерений.

Задача решается устройством измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов, включающим металлический токопроводящий чувствительный элемент, размещенный на электроизолирующей подложке, при этом устройство выполнено из двух рядом расположенных сборок, в каждой из которых чувствительный элемент на электроизолирующей подложке установлен внутри корпуса соответствующей сборки; корпус каждой из сборок выполнен из материала с высокой теплопроводностью и электроизолирован от чувствительного элемента на подложке; упомянутые корпуса выполнены в виде правильной прямой призмы и/или кругового прямого цилиндра; площади оснований корпусов каждой из двух сборок (s_o1 и s_o2) и площади боковых поверхностей корпусов этих сборок (s_б1 и s_б2) отвечают соотношениям s_б1<s_o1 и s_б2<s_o2 , а высоты корпусов этих сборок (h₁ и h₂ ) и характерные размеры оснований этих корпусов (L₁ и L₂) отвечают соотношениям h₁<<L ₁ и h₂<<L₂; для каждой из сборок одно основание корпуса выполнено с максимально высоким коэффициентом теплового излучения

( ₁ ^max>0,5 и ₂ ^max>0,5), а другое основание и боковая поверхность корпуса для каждой сборки выполнены с минимальным коэффициентом теплового излучения

( ₁ ^min<0,5 и ₂ ^min<0,5); причем основание корпуса первой сборки с ₁ ^max установлено параллельно поверхности контролируемого участка космического аппарата и направлено в противоположную от него сторону, а основание корпуса второй сборки с ₂ ^max установлено параллельно поверхности контролируемого участка космического аппарата и направлено в его сторону.

С целью снижения влияния утечек (или притока) теплового излучения через боковую поверхность корпуса каждой сборки и получения близкой к изотермичной поверхности корпуса необходимо, чтобы площади боковых поверхностей (s_б1 и s_б2 ) и значения коэффициента теплового излучения ( ₁ ^min и ₂ ^min) были минимальны, поэтому предложено:

1) выполнить корпуса каждой сборки, у которых высоты (h₁ и h₂) и характерные размеры оснований (L_i и L₂) отвечают соотношениям h₁ <<L₁ и h₂<<L₂;

2) специальной обработкой боковой поверхности (например, полировкой или нанесением тонкого слоя специального покрытия) получить минимальный коэффициент теплового излучения боковой поверхности корпусов каждой из сборок.

Корпус каждой сборки предложено выполнить из Al, Cu, Ag или сплавов на их основе как металлов, имеющих наиболее высокие значения теплопроводности [5, с.340-343], что позволяет в равновесном состоянии для каждой сборки получить близкую к изотермичной поверхность корпуса. Данное обстоятельство (изотермичность корпуса каждой сборки) позволяет считать, что лучеиспускание по всей поверхности корпуса проходит в равных температурных условиях и будет использовано ниже при выводе соотношений для определения интенсивности лучистых потоков.

Чтобы выявить, посредством фиксации температуры корпуса каждой сборки, влияние на тепловое состояние каждой сборки отдельно падающего излучения на контролируемый участок КА от окружающих КА тел, установленных в ТВК (q_твк), и эффективного излучения поверхности контролируемого участка КА (q_КА ), предложено одно основание корпуса у каждой сборки выполнять с максимально высоким коэффициентом теплового излучения ( ₁ ^max>0,5 и ₂ ^max>0,5), а другое основание корпуса у каждой сборки выполнить с минимальным коэффициентом теплового излучения ( ₁ ^min<0,5 и ₂ ^min<0,5).

Для создания поверхности основания с максимально высоким коэффициентом теплового излучения предложено наносить на эту поверхность покрытие, обладающее высокой поглощательной способностью. Предложено выполнить покрытие из рыхлой "черни", представляющей металлическое вещество в мелкораздробленном состоянии, с толщиной слоя, достигающей 30-40 мкм и более, в соответствии с максимальными величинами длин волн поглощенного излучения. Предлагается этот слой покрытия рыхлой "черни" выполнять из Au, как имеющей максимальный коэффициент поглощения в широкой области длин волн [6, с.56]. Предложено также для получения поверхности с максимально высоким коэффициентом теплового излучения использовать покрытия на основе пигментов Al₂О₃, CaO, ZrO₂, ZnO, CuO, как имеющих стабильные и наибольшие значения коэффициента теплового излучения в интервале температур ~100-300 K, соответствующем рабочим условиям предлагаемого устройства при ТВИ [5, с.779].

Для получения основания и боковой поверхности корпуса каждой сборки с минимальным коэффициентом теплового излучения ( ₁ ^min<0,5 и ₂ ^min<0,5) предложено выполнить корпус из Al, Cu, Ag или сплавов на их основе. Полированные поверхности корпуса, выполненные из этих металлов, кроме высокой теплопроводности, имеют низкие коэффициенты теплового излучения [5, с.780-783].

В случае использования устройства в условиях агрессивных сред, приводящих к увеличению коэффициента теплового излучения на поверхностях корпуса, где требуется низкий коэффициент теплового излучения, какой-либо из сборок, предложено эти поверхности защищать покрытием тонкого слоя (порядка или менее микрона) из благородных металлов или сплавов на их основе, как химически инертных [7, с.183], и затем также отполировать эти поверхности [5, с.783].

Суть изобретения поясняется на фиг.1-4. На фиг.1-4 приведен вариант конструктивного исполнения устройства, где первая сборка выполнена в виде правильной прямой призмы (прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием), а вторая сборка в виде кругового прямого цилиндра.

На фиг.1-4 приведено устройство измерения интенсивности лучистых потоков, состоящее из двух сборок:

1 - первая сборка, в которую входят: 2 - корпус; 3 - полость; 4 - чувствительный элемент; 5 - подложка; 6 - слой электроизоляции; 7 - основание; 8 - основание; 9 - боковая поверхность; 10 - токоподводы;

11 - вторая сборка, в которую входят: 12 - корпус; 13 - полость; 14 - чувствительный элемент; 15 - подложка; 16 - слой электроизоляции; 17 - основание; 18 - основание; 19 - боковая поверхность; 20 - токоподводы.

Устройство измерения интенсивности лучистых потоков состоит из двух сборок - первая сборка 1 и вторая сборка 11, каждая из которых состоит из корпусов 2 и 12, выполненных из материала с высокой теплопроводностью, внутри которых в полостях 3 и 13 размещены чувствительные элементы 4 и 14 на электроизолирующих подложках 5 и 15. В каждой сборке чувствительные элементы 4 и 14 на подложках 5 и 15 отделены от корпусов 2 и 12 слоем электроизоляции 6 и 16. Корпуса 2 и 12 каждый состоят из двух оснований 7, 8 и 17, 18 соответственно и боковых поверхностей 9 и 19. Основания 7 и 17 выполнены с максимально высоким коэффициентом теплового излучения ₁ ^max для первой сборки 1 и ₂ ^max для второй сборки 11. Основания 8, 18 и боковые поверхности 9, 19 выполнены с минимальным коэффициентом теплового излучения ₁ ^min и ₂ ^min соответственно для первой сборки 1 и второй сборки 11. Чувствительные элементы 4 и 14 на подложках 5 и 15 имеют предварительно выполненные градуировочные характеристики, выраженные зависимостью сопротивления от температуры. Через электроизолированные токоподводы 10, 20 чувствительные элементы 4, 14 первой сборки 1 и второй сборки 11 могут включаться либо в мостовую схему, либо в схему с нагрузочным сопротивлением (не показаны), которые позволяют регистрировать изменение сопротивления чувствительных элементов 4 и 14 в зависимости от температуры корпусов 2 и 12. В первой сборке 1 на фиг.3 приведен вариант изготовления чувствительного элемента 4 прямоугольной намоткой (зигзаг) токопроводящей металлической проволоки или ленты, выполненных, например, из Cu или Pt на подложке 5. Во второй сборке 11 на фиг.4 приведен вариант изготовления чувствительного элемента 14 в виде спиральной намотки токопроводящей металлической проволоки или ленты, выполненных, например, из Cu или Pt на подложке 15.

Устройство измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов работает следующим образом.

В соответствии с требованиями к испытаниям КА, предположим, требуется проведение ТВИ космического аппарата, помещенного в тепловакуумной камере (не показаны). Космический аппарат сложной формы, температура которого определяется тепловым балансом с окружающими телами, имитирующими внешнее воздействие на КА космической среды, в том числе размещенными в ТВК имитаторами инфракрасного излучения и криогенными экранами. Кроме того, в тепловом балансе КА учитываются источники внутреннего тепла от аппаратуры, размещенной на КА. В соответствии с предварительно выполненными теоретическими расчетами теплового режима КА в целом или отдельных элементов его конструкции устанавливают у каждого контролируемого участка КА, представляющего, по мнению экспериментатора, наибольший интерес, рядом расположенные первую сборку 1 и вторую сборку 11.

В каждой из соответствующих сборок - первой сборке 1 и второй сборке 11 - чувствительные элементы 4 и 14 на электроизолирующих подложках 5 и 15 установлены внутри корпусов 2 и 12. Корпуса 2 и 12 каждой из сборок выполнены из материала с высокой теплопроводностью и электроизолированы от чувствительного элемента 4 и 14 на подложке 5 и 15 слоем электроизоляции 6 и 16. Корпуса 2 и 12 каждой из сборок выполнены в виде правильной прямой призмы и/или кругового прямого цилиндра. Соответственно для каждой сборки (первой сборки 1 и второй сборки 11) площади (s_o1 и s_o2 ) оснований 7, 8 и 17, 18 корпусов 2 и 12, а также площади (s _б1 и s_б2) боковых поверхностей 9 и 19 отвечают соотношениям s_б1<s_o1 и s_б2 <s_o2. Высоты (h₁ и h₂) корпусов 2 и 12 и характерные размеры (L₁ и L₂) оснований 7, 8 и 17, 18 отвечают соотношениям h₁<<L ₁ и h₂<<L₂. Для каждой сборки (первой сборки 1 и второй сборки 11) одно основание корпуса 7 и 17 выполнено с максимально высоким коэффициентом теплового излучения ( ₁ ^max>0,5 и ₂ ^max>0,5), а другое основание 8 и 18 и боковая поверхность 9 и 19 корпуса 2 и 12 выполнены с минимальным коэффициентом теплового излучения ( ₁ ^min<0,5 и ₂ ^min<0,5).

Первую сборку 1 и вторую сборку 11 устанавливают так, чтобы для первой сборки 1 основание 7 с ₁ ^max корпуса 2 было параллельно поверхности контролируемого участка космического аппарата и направлено в противоположную от него сторону, а для второй сборки 11 основание 17 с ₂ ^max корпуса 12 установлено параллельно поверхности контролируемого участка космического аппарата и направлено в его сторону.

После проверки работоспособности аппаратуры КА и всех систем, обеспечивающих проведение ТВИ в ТВК, начинают испытания. Понижают давление в ТВК до 10^-3 10^-4 Па, охлаждают до температуры жидкого азота криогенные экраны, включают имитаторы ИКИ и аппаратуру, установленную на КА, и начинают эксперимент.

На основания 7 и 18 и на боковые поверхности 9 и 19 падает тепловое излучение от окружающих КА тел, установленных в ТВК (q_твк), а на основания 8 и 17 падает эффективное излучение поверхности контролируемого участка КА (q_КА).

Лучистые потоки q_твк и q_KA частично поглощаются корпусами 2 и 12, равномерно нагревая их, благодаря высокой теплопроводности материала, из которого выполнены эти корпуса 2 и 12. Кроме того, выполнение геометрических условий

(s_б1 <s_o1 и s_б2<s_o2, при h ₁<<L₁ и h₂<<L₂ ) и оптических (для боковых поверхностей 9 и 19 с ₁ ^min и ₂ ^min) также позволяет получить близкую к изотермичной поверхность корпусов 2 и 12.

Соответственно токопроводящая металлическая лента или проволока чувствительных элементов 4 и 14 нагревается до средней равновесной температуры корпусов 2 и 12.

Токопроводящую металлическую ленту или проволоку чувствительных элементов 4 и 14 через токоподводы 10 и 20 включают в цепь тока небольшой величины. При этом напряжение на концах ленты или проволоки, меняющееся в зависимости от температуры среды (температуры корпусов 2 и 12), подводят к фиксирующему прибору (не показан). После достижения равновесного теплового состояния рассматриваемой системы одновременно проводят измерения электрического сопротивления металлической ленты или проволоки чувствительных элементов 4 и 14 и по градуировочным характеристикам, предварительно выполненным для данных чувствительных элементов 4 и 14, определяют температуру T1 корпуса 2 первой сборки 1 и температуру Т₂ корпуса 12 второй сборки 11.

Интенсивность лучистых потоков q_твк и q_KA определяем из решения системы уравнений

где ₁= ₁ ^max/ ₁ ^min и ₂= ₂ ^max/ ₂ ^min - относительные оптические параметры для первой сборки 1 и для второй сборки 11 соответственно;

s₁=s_б1/s_o1 и s ₂=s_б2/s_o2 - относительные геометрические параметры для первой сборки 1 и для второй сборки 11 соответственно;

- постоянная Стефана-Больцмана; =5,67·10^-8 Вт/(м²·К ⁴).

Система уравнений (1) и (2) отвечает следующим предположениям:

- энергия воспринимаемых корпусами 2 и 12 лучистых потоков отводится через их внешние поверхности в окружающую среду только излучением;

- потери тепла через токоподводы 10 и 20 чувствительных элементов 4 и 14 пренебрежимо малы и в тепловом балансе не учитываются;

- корпуса 2 и 12 считаются изотермичными при установившемся тепловом состоянии рассматриваемой системы.

Уравнения (1) и (2) получены из уравнений теплового баланса для первой сборки 1 и второй сборки 11 соответственно и имеют следующий вид:

В уравнениях (3) и (4) в левой части приведено поглощенное излучение каждым основанием и боковой поверхностью корпусов 2 и 12 от КА и элементов ТВК, а в правой части - собственное излучение каждого основания и боковой поверхности корпусов 2 и 12.

В частном случае, когда для первой сборки 1 и для второй сборки 11 относительные оптические параметры ( и ) и относительные геометрические параметры ( и ) отвечают соотношениям и можно преобразовать уравнения (1) и (2) к виду

Решая систему уравнений (5) и (6), получаем выражения для определения интенсивности лучистых потоков q_твк и q_КА в виде

где - безразмерный коэффициент.

Данный частный случай легко реализуется при изготовлении двух одинаковых по своей конструкции и характеристикам сборок.

Приведем расчетный пример применения устройства измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов.

Размерности всех параметров в расчетном примере приведены в Международной системе единиц.

Помещаем КА в ТВК. Вблизи контролируемого участка КА устанавливаем рядом расположенные первую сборку 1 и вторую сборку 11. Устанавливаем первую сборку 1 так, чтобы основание 7 с ₁ ^max было параллельно поверхности контролируемого участка КА и направлено в противоположную от него сторону, а вторую сборку 2 - так, чтобы основание 17 с ₂ ^max было параллельно поверхности контролируемого участка КА и направлено в его сторону. Положим, что корпус 2 первой сборки 1 выполнен из Ag в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием, а корпус 12 второй сборки 11 выполнен из Ag в виде кругового прямого цилиндра, как показано на фиг.1 - 4. Для каждой сборки в полостях 3, 13 через слой электроизоляции 6, 16 размещены чувствительные элементы 4 и 14 (например, тонкий медный провод, намотанный в виде плоской таблетки) на подложках 5, 15.

Положим, что корпуса 2 и 12 выполнены со следующими геометрическими характеристиками: h₁=3·10 ^-3 м; h₂=3·10^-3 м; L₁ =2·10^-2 м; L₂=2·10^-2 м. Площади оснований и боковые поверхности корпусов 2 и 12 будут соответственно составлять:

s_o1=4·10 ^-4 м²; s_б1=2,4·10^-4 м²; s_o2= ·10^-4~3,14·10^-4 м² ; s_б2= ·6·10^-5~1,9·10^-4 м ². При этом относительные геометрические параметры у корпусов 2 и 12 имеют значения s₁=0,6 и s ₂=0,6.

Положим, что основания 7, 17 выполнены с максимальным коэффициентом теплового излучения: ₁ ^max=0,95 и ₂ ^max=0,95. Поверхности оснований 8, 18 корпусов 2, 12 и боковые поверхности 9, 19 для создания поверхностей с минимальным коэффициентом теплового излучения отполированы. Положим, что для этих поверхностей ₁ ^min=0,05 и ₂ ^min=0,05. При этом относительные оптические параметры у первой сборки 1 и у второй сборки 11 имеют значения ₁=19 и ₂=19 соответственно.

Интенсивность лучистых потоков q_твк и·q_KA можно определить из системы уравнений (1) и (2), однако для нашего случая верны соотношения и , поэтому q_твк и q_KA определяем из (7) и (8).

Предварительно определим безразмерный коэффициент k, зная и ,

По достижении в ТВК давления 10^-3 -10^-4 Па криогенные экраны охлаждают до температуры жидкого азота, включают ИКИ, установленную в ТВК, и аппаратуру, установленную на КА, после чего начинают эксперимент.

Лучистые потоки q_твк и q_KA частично поглощаются корпусом 2 первой сборки 1 и корпусом 12 второй сборки 11, равномерно нагревая их и соответственно токопроводящие металлические провода чувствительных элементов 4, 14 до средней равновесной температуры этих корпусов 2, 12. С помощью предварительно выполненных градуировочных характеристик чувствительных элементов 4, 14 одновременно определяем температуру T₁ корпуса 2 для первой сборки 1 (положим, зафиксировали T₁=150 K) и температуру Т₂ корпуса 12 для второй сборки 11 (положим, зафиксировали Т ₂=120 K).

Подставляем в соотношения (7) и (8) известные значения k, а также зафиксированные T₁, Т₂ и определяем интенсивность лучистых потоков q_твк и q_KA:

q_твк=k· ·( ·T₁ ⁴-T₂ ⁴)=1/18·5,67·10^-8·[19·150 ⁴-120⁴] 29,6 Вт/м²;

q_KA=k· ·[( +s)·T₂ ⁴-(1+s)·T₁ ⁴]=1/18·5,67·10^-8·[(19+0,6)·120 ⁴-(1+0,6)·150⁴] 10,3 Вт/м².

Применение предлагаемой конструкции устройства измерения интенсивности лучистых потоков при тепловакуумных испытаниях космических аппаратов позволяет:

1) осуществлять контроль величины тепловых потоков, падающих на контролируемый участок КА, и эффективного излучения контролируемого участка КА;

2) использовать предлагаемую конструкцию устройства и способ его реализации в функциональном контроле и диагностике системы обеспечения теплового режима космического аппарата при тепловакуумных испытаниях;

3) сократить стоимость наземной экспериментальной отработки КА в условиях моделирования космической среды в ТВК благодаря простоте конструкции устройства и способа его реализации;

4) определить распределение плотности тепловых потоков по внешней поверхности КА, при использовании простого аналитического аппарата и методики проведения эксперимента;

5) измерять величину интенсивности лучистых потоков по предложенным функциональным зависимостям, включающим минимальное число контролирующих процесс параметров, влияющих на точность измерений;

6) автоматизировать процесс экспериментального определения лучистых потоков в тепловакуумной камере, используя информацию, поступающую с соответствующих термочувствительных элементов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Моделирование тепловых режимов космического аппарата и окружающей его среды. Под ред. акад. Г.И.Петрова. М.: Машиностроение, 1971.

2. О.Б.Андрейчук, Н.Н.Малахов. Тепловые испытания космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1982.

3. Криксунов Л.З. Справочник по основам инфракрасной техники. М.: Советское радио, 1978.

4. М.Н.Марков. Приемники инфракрасного излучения. М.: Наука, 1968.

5. Физические величины. Справочник под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991.

6. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1983.

7. Большой энциклопедический словарь политехнический. Гл. ред. А.Ю.Ишлинский. М.: Большая Российская энциклопедия, 2000.

8. И.Н.Бронштейн, К.А.Семендяев. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986.