Семинар по фундаментальным проблемам аэродинамики в формате видеоконференции ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, ИТПМ СО РАН, СПбПУ, ИМех МГУ

Тема: Компьютерное моделирование тепловых режимов космических аппаратов

Автор: Ростислав Михайлович Копяткевич (ЦНИИмаш) sort@tsniimash.ru

Компьютерное моделирование тепловых режимов КА выполнено для этапов определения конструктивных схемных решений, выбора параметров системы обеспечения тепловых режимов (СОТР), орбитального и межпланетного полёта, наземной тепловакуумной отработки изделий. Расчётное моделирование основано на методическом Руководстве для конструкторов, разработанном во ФГУП ЦНИИмаш, по обеспечению тепловых режимов КА (в семи томах) и программном комплексе «Вычислительная система «СОТР». ВС «СОТР» позволяет автоматизировать процесс построения математических моделей (см. рис. 1), выбрать схему построения СОТР и провести расчёт теплового режима КА. В докладе рассмотрены примеры газовых, газожидкостных и двухфазных систем терморегулирования КА, а также СОТР КА негерметичного исполнения.

Программы ВС «СОТР» позволяют определить траекторные параметры КА в условиях полёта, рассчитать лучистый теплообмен конструкций и оборудования КА и их температурные поля, тепловлажностные режимы гермоотсеков, моделировать работу активных систем терморегулирования пилотируемых и автоматических КА.

Алгоритмы программ ВС «СОТР» отрабатывались при решении задач теплового анализа модулей станций «Мир» и МКС, ГТК типа «Прогресс», КА «Канопус-В», «Электро-Л», «Спектр-Р» и др., приборного оборудования КА «Метеор-М», спутников ГЛОНАСС, СОТР КА оптического назначения и др.

В качестве основных методов расчёта температур конструкций использованы методы изотермических узлов и конечных элементов. Приведено сравнение результатов расчётов с зарубежным ПМО, данными тепловакуумных и лётных испытаний.

Рис. 1. Тепловые модели КА