4 / 17
Тепловая математическая модель
КА состоит из двух частей —
геометрической и тепловой. Геометрическая часть модели представля-
ет собой набор плоских выпуклых многоугольников, моделирующих
поверхности каркаса и оборудования КА. Такое геометрическое пред-
ставление конструкции предназначено в первую очередь для опреде-
ления внешних тепловых потоков, падающих на поверхности КА и
уходящих с них, включая взаимное отражение между частями КА.
При расчете внешних потоков учитываются: прямой поток электро-
магнитной энергии от Солнца, отраженный от Земли поток солнечного
излучения, инфракрасный поток от Земли.
Тепловая часть модели — это совокупность элементов, тепловых
связей между элементами, нагревателей и источников тепловыделе-
ния. Элементы представляют собой сосредоточенную теплоемкость и
имеют в каждый момент времени одно значение температуры. В связи
с большим числом элементов таблица с их рассчитанными теплоем-
костями не приведена.
Тепловые связи делятся на два типа: линейные и нелинейные. Ли-
нейные связи используются для учета кондуктивного и конвективного
теплообмена между элементами ТММ, нелинейные — для учета лучи-
стого теплообмена между элементами ТММ.
Некоторые элементы ТММ имеют источники тепловыделения.
Тепловыделение в элементах служит для моделирования работы при-
боров и двигателей КА.
В ТММ КА нагреватели моделируются как управляемые источ-
ники теплоты — нагреватель передает теплоту заданному элементу
только тогда, когда температура элемента (датчика) опускается ни-
же температуры включения. Когда температура на элементе (датчике)
становится больше температуры выключения, нагреватель перестает
выделять теплоту.
Параметры тепловой модели.
1. Линейные тепловые связи.
В данной модели можно выделить основные виды тепловых кондук-
тивных связей между граничащими элементами:
•
листа обшивок панелей;
•
сотовых панелей;
•
листа обшивки и сот;
•
листа обшивки и тепловой трубы (ТТ);
•
листа обшивки и КТТ;
•
листа обшивка и некоторого прибора.
Кондуктивная тепловая связь определялась по выражению
K
=
1
R
0
+
R
1
+
R
2
,
где
K
— значение связи;
R
0
— контактное термическое сопроти-
вление;
R
1
, R
2
— термические сопротивления со стороны первого и
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2016. № 2 31