1 / 13 Next Page
Information
Show Menu
1 / 13 Next Page
Page Background

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2

15

УДК 629.78

DOI: 10.18698/0236-3941-2017-2-15-27

РАСЧЕТ ВНЕШНИХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ

НА КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ МЕТОДОМ

Z

-БУФЕРА

А.А. Солуянов

vinivka442@yandex.ru

Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского, Санкт-Петербург,

Российская Федерация

Аннотация

Ключевые слова

Для определения тепловых потоков от Солнца и Земли

на космический аппарат предложено использовать еди-

ный алгоритм. Алгоритм основан на разбиении видимой

поверхности Земли на множество зон подсветки и за-

мене собственного излучения Земли и отраженного

Землей солнечного излучения в телесном угле, охваты-

вающем каждую зону, параллельным пучком лучей,

уходящим из ее центра. Показано, что основная слож-

ность определения лучистых потоков на космический

аппарат связана с учетом взаимного затенения его кон-

структивных элементов. Предложен способ и приведены

математические соотношения для расчета площадей

миделей конструктивных элементов космического аппа-

рата, позволяющие получать значения падающих на них

лучистых потоков с учетом полного или частичного

затенения. Способ основан на методах параллельного

проецирования объектов и

z

-буфера, используемых в

компьютерной графике для построения изображений.

Получены оценки временных затрат на расчет площадей

миделей конструктивных элементов космического аппа-

рата для различных уровней детализации его сеточной

геометрической модели и разрешения получаемого

изображения

К

осмический аппарат,

сеточная

геометрическая модель, затене-

ние, пиксель, z-буфер

Поступила в редакцию 27.06.2016

©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

Введение.

Одним из важных этапов математического моделирования теплового

режима космического аппарата (КА) в процессе орбитального полета является

определение падающих на его поверхность внешних лучистых потоков: прямого

солнечного излучения, собственного излучения Земли, отраженного Землей

солнечного излучения. Расчет падающего потока прямого солнечного излуче-

ния обычно основывается на допущении, что поток солнечной радиации пред-

ставляет собой пучок параллельных лучей. Тогда тепловой поток, падающий на

конструктивный элемент (КЭ) внешней поверхности КА, равен произведению

солнечной постоянной на площадь проекции этого КЭ на плоскость, перпенди-

кулярную направлению излучения.

Расчет потоков собственного и отраженного Землей солнечного излучений

существенно сложнее, поскольку при полете КА в околоземном космическом про-

странстве нельзя пренебрегать угловым размером планеты [1, 2]. Один из возмож-

ных путей решения этой задачи заключается в следующем. Видимая с орбиты КА