Выводы.
1. Проведено сравнение двух моделей теплообмена рефлекто-
ра ЗКА — модели радиационно-кондуктивного теплообмена и модели нели-
нейной теплопроводности и даны рекомендации по их использованию при
проведении практических расчетов:
— модели РКТ обеспечивают более полное описание теплообмена между
элементами ЗКА и высокую точность. Отличие температур, вычисленных
по моделям РКТ и НЛТ, может достигать 50 K, что вполне закономерно и
объясняется эффектами перераспределения теплоты за счет переотражения и
взаимного облучения элементов. Если нет ограничений по вычислительным
и временн ´ым ресурсам и требуется большая точность результатов, то модели
РКТ более предпочтительны;
— для конечно-элементной модели РКТ при определенном числе элемен-
тов дискретизации конструкции влияние числа конечных элементов на точ-
ность вычислений может стать малым. Так, для рефлектора диаметром 12 м в
диапазоне 640–8028 конечных элементов и 339–3989 узлов результаты вычи-
слений слабо зависят от числа элементов. Это частный, но важный результат
при выборе стратегии вычислений, так как обычно время численного моде-
лирования и объем вычислительных ресурсов быстро растут с увеличением
числа конечных элементов.
2. C помощью модели РКТ на основе метода конечных элементов исследо-
ваны особенности нагрева и глубокого охлаждения рефлектора ЗКА, которые
представляют интерес для проектантов антенн и испытателей. В результате
моделирования установлено:
— тонкостенные элементы ЗКА в теневой части орбиты могут охлаждать-
ся до температур ниже 100 K, а на освещенных участках нагреваться до
400 K;
— скорости охлаждения элементов рефлектора при заходе конструкции в
тень и нагрева при выходе из тени Земли могут превышать 10 K/с.
3. В результате лабораторных исследований впервые получены данные по
оптическим свойствам и удельной теплоемкости металлических сетеполотен,
предназначенных для использования в рефлекторах ЗКА. Металлическое се-
теполотно имеет практически неселективное пропускание в обширной обла-
сти спектра, его поглощательная способность с увеличением длины волны
падает, а отражательная способность слабо растет с увеличением длины вол-
ны. Исследования отражательных свойств сетеполотна показывают, что от-
ражение излучения от поверхности сетеполотна имеет диффузный характер.
Полученные данные могут использоваться в качестве исходных для решения
задачи теплового проектирования сетчатых рефлекторов.
4. Для проверки результатов независимых измерений интегральных по-
глощательной способности и степени черноты сетеполотна разработана ме-
тодика и по ней проведены тепловые испытания в экспериментальной уста-
новке с нагревом плоского образца металлической сетки излучением дуговой
ксеноновой лампы. Эксперимент подтвердил достоверность разработанных
методик определения оптических свойств сетеполотен.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. I m b r i a l e W. Spaceborn antennas for planetary exploration. – NY.: John Wiley
and Sons, 2006. – 592 p.
2. П о б е д и н с к а я М. Новое предприятие по разработке больших антенн для
КА // Новости космонавтики. – 2002. – № 2. – С. 78–81.
3. И н ф о р м а ц и о н н ы й космический центр “Северная Корона”, Парад тех-
нологий (
).
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1 103
