УДК520.224.2. 224.4

МЕТОДИКА РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТОВ ОБЛУЧЕННОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА ПОДСВЕТКОЙ ЗЕМЛИ

Дзитоев А.М., Ханков С.И.


Читать статью полностью 

Аннотация

Разработана приближенная методика расчета эффективных коэффициентов облученности космического объекта цилиндрической формы, которая типична для наружных корпусов космических телескопов, а также фрагментов космических аппаратов. В настоящее время отсутствуют аналитические методики расчета интегральных и эффективных коэффициентов облученности для такой конфигурации космических объектов. Интегральные коэффициенты облученности определяют средний тепловой баланс на цилиндрической поверхности, а эффективные – на всей поверхности цилиндра с учетом его торцов. Расчеты эффективных коэффициентов облученности космических объектов подсветкой Земли необходимы для определения важнейшей компоненты энергетического баланса – удельной мощности собственного теплового излучения Земли. Такие расчеты используются для определения средних температур космических объектов. Методика основана на обобщении и аппроксимации результатов численных расчетов в диапазоне изменения высоты орбиты от 200 км до 40000 км, а также во всем возможном диапазоне изменения угла наклона оси цилиндра. Показаны неопределенности в математической модели при небольших отклонениях положения оси цилиндра от линии зенит–надир. Исследованы погрешности приближенного решения при определении интегрального коэффициента облученности боковой цилиндрической поверхности. Допустимая итоговая погрешность полученного приближенного решения оценивалась по отклонению температуры объекта в тени Земли от ее точного значения. При больших отношениях высоты цилиндра к диаметру погрешности расчета интегрального коэффициента облученности максимальны и могут приводить к погрешности определения температур в тени Земли до 1,5 К. Погрешности расчета температуры цилиндра уменьшаются с уменьшением отношения его высоты к диаметру. Они минимальны для модели тонкого диска. Погрешности расчета температур значительно снижаются для случая нахождения цилиндрического объекта на подсвеченном Солнцем участке траектории, а еще более – при расчетах нестационарного теплового режима. Предложенная методика расчета достаточно точна, проста и удобна для расчетов.


Ключевые слова: космический объект цилиндрической формы, коэффициент облученности космического объекта, удельный тепловой поток излучения Земли, тепловой баланс космического объекта

Список литературы
1. Моделирование тепловых режимов космического аппарата и окружающей его среды / Под ред. Г.П. Петрова. М.: Машиностроение, 1971. 382 с.
2. Дубошин Г.Н. Небесная механика. Основные задачи и методы. М.: Наука, 1968. 800 с.
3. Чеботарев Г.А. Аналитические и численные методы небесной механики. М.–Л.: Наука, 1965. 367 с.
4. Смарт У.М. Небесная механика. М.: Мир, 1965. 502 с.
5. Keihl J.T., Trenberth K.E. Earth’s Annual Global Mean Energy Budget // Bull. Am. Meteorol. Soc. 1997. V. 78. N 2. P. 197–208.
6. Trenberth K.E., Fasullo J.T., Keihl J. Earth's global energy budget // Bull. Am. Meteorol. Soc. 2009. V. 90. N 3. P. 311–323.
7. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л.: Энергия, 1968. 360 с.
8. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975. 488 с.
9. Уонг X. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров: Справочник: Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1979. 216 с.
10. Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. 934 с.
11. Абдусаматов Х.И., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Методы обеспечения термостабильности космического телескопа – солнечного лимбографа. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2008. 195 с.
12. Каменев А.А., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Аналитические методы расчета тепловых режимов и харак- теристик собственного теплового излучения объектов в околоземном космическом пространстве. СПб: НТЦ им. Л.Т. Тучкова, 2006. 186 с.
13. Баёва Ю.В., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Методика расчета нестационарных температур космического объекта, движущегося по эллиптической орбите // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 6 (88). С. 67–72.
14. Баёва Ю.В., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Аналитическая методика расчета тепловых потоков в около- земном космическом пространстве, формирующих тепловой режим космических телескопов // Опти- ческий журнал. 2013. Т. 80. № 5. С. 30–37.
15. Баёва Ю.В., Лаповок Е.В., Ханков С.И. Метод поддержания заданного температурного диапазона кос- мического аппарата, движущегося по круговой орбите с заходом в тень Земли // Изв. вузов. Приборо- строение. 2013. Т. 56. № 7. С. 56–61.
16. Баёва Ю.В., Ханков С.И. Обеспечение термостабильности телескопа дистанционного зондирования Земли за счет выбора параметров бленды // Изв. вузов. Приборостроение. 2013. Т. 56. № 5. С. 76–79.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика