RU130299U1 - HEATING REGIME SYSTEM FOR PRECISION SPACE VEHICLES - Google Patents

Abstract

1. Система обеспечения теплового режима прецизионных приборов космического аппарата, содержащая термостабилизируемую платформу с посадочными местами для установки приборов, выполненную в виде плоской сотопанели с встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом, и теплопровод радиатора на базе контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с коллекторным теплопроводом, а конденсатор интегрирован в радиатор, рассеивающий тепло в космическое пространство, при этом посадочные места для установки приборов, контактирующие с тепловыделяющими основаниями приборов, расположены по обе стороны сотопанели, отличающаяся тем, что система снабжена плоскими контактными теплообменниками со встроенными в них тепловыми трубами, установленными внутри прецизионных приборов, и дополнительными теплопроводами радиаторов на базе контурных тепловых труб, при этом тепловые трубы каждого контактного теплообменника контактируют с испарителем соответствующего дополнительного теплопровода радиатора.2. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что система снабжена дополнительным коллекторным теплопроводом, соединяющим тепловые трубы контактных теплообменников с возможностью обеспечения теплового контакта между ними.3. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что контактные теплообменники выполнены монолитными и имеют ложементы для размещения встроенных тепловых труб.4. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что контактные теплообменники выполнены на основе аксиальных тепловых труб, заправленных а�1. A system for ensuring the thermal regime of precision instruments of a spacecraft, comprising a thermostabilized platform with seats for installing devices, made in the form of a flat honeycomb panel with integrated heat pipes connected to each other by a common collector heat pipe, and a radiator heat pipe based on a contour heat pipe, the evaporator of which in contact with the collector heat conductor, and the condenser is integrated into the radiator, which dissipates heat into outer space, while the seats for installation of devices in contact with the heat-generating bases of the devices are located on both sides of the honeycomb panel, characterized in that the system is equipped with flat contact heat exchangers with heat pipes built into them installed inside precision devices and additional heat pipes of radiators based on contour heat pipes, while the pipes of each contact heat exchanger are in contact with the evaporator of the corresponding additional heat sink of the radiator. 2. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the system is equipped with an additional collector heat conduit connecting the heat pipes of contact heat exchangers with the possibility of providing thermal contact between them. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the contact heat exchangers are made monolithic and have lodgements for accommodating built-in heat pipes. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the contact heat exchangers are based on axial heat pipes filled with a�

Description

Предлагаемое техническое решение имеет отношение к космической технике, в частности, к системам терморегулирования полезной нагрузки космических аппаратов (КА) и может быть использовано для обеспечения теплового режима прецизионных приборов и другого оборудования КА, требующего точного поддержания температуры.The proposed technical solution relates to space technology, in particular, to the systems of thermal regulation of the payload of spacecraft (SC) and can be used to ensure the thermal regime of precision instruments and other equipment of the SC, which requires accurate temperature maintenance.

Известны системы обеспечения теплового режима служебных приборов и полезной нагрузки космических аппаратов, в которых терморегулирование приборов осуществляется посредством установки приборов на термостатируемые платформы и поддержанием температуры посадочных мест приборов в заданном диапазоне [Патент РФ №2092398, C1 B64G 1/10]. Такие платформы могут быть изготовлены из легкого теплопроводного металла с помощью фрезерования или литья, либо склеены в виде сотопанелей, при этом, в большинстве случаев, независимо от способа изготовления, они оснащаются теплопроводами, преимущественно, тепловыми трубами, с помощью которых тепло от посадочных мест оборудования отводится к радиаторам или к излучающим зонам (участкам) самих термостатируемых платформ (панелей).There are known systems for ensuring the thermal regime of office equipment and the payload of spacecraft in which the temperature control of devices is carried out by installing devices on a thermostatically controlled platform and maintaining the temperature of the instrument seats in a given range [RF Patent No. 2092398, C1 B64G 1/10]. Such platforms can be made of lightweight heat-conducting metal by milling or casting, or glued in the form of honeycomb panels, while in most cases, regardless of the manufacturing method, they are equipped with heat pipes, mainly heat pipes, with which heat from the equipment seats assigned to radiators or to radiating zones (sections) of thermostatically controlled platforms (panels) themselves.

Известна система обеспечения теплового режима, в которой тепло от платформы с установленными приборами отводится к радиаторам с помощью контурных тепловых труб (КнТТ) [K.A.Goncharov, E.Yu.Kotlyarov and G.P.Serov, Computer Model of Satellite Thermal Control System Using a Controlled Capillary Pumped Loop, Proceeding of 23-th International Conference on Environmental Systems, Colorado Springs, USA, 1993, #932306 SAE Technical Paper Series]. В данном случае испарители КнТТ с помощью коллекторных теплопроводов соединяются со всеми тепловыми трубами, вмонтированными в платформу и отводящими тепло от оборудования, а конденсаторы КнТТ встраиваются в радиационные теплообменники. Указанное решение нашло широкое применение на практике, поскольку с помощью КнТТ можно обеспечить эффективное и точное регулирование температуры, а также передавать значительные тепловые потоки.There is a known system for providing thermal conditions in which heat from a platform with installed devices is removed to radiators using loop heat pipes (KNTT) [KAGoncharov, E. Yu. Kotlyarov and GPSerov, Computer Model of Satellite Thermal Control System Using a Controlled Capillary Pumped Loop, Proceeding of the 23th International Conference on Environmental Systems, Colorado Springs, USA, 1993, # 932306 SAE Technical Paper Series]. In this case, KNTT evaporators are connected to all heat pipes mounted on the platform and removing heat from the equipment using collector heat pipes, and KNTT condensers are built into radiation heat exchangers. The indicated solution has found wide application in practice, since with the help of KnTT it is possible to provide effective and accurate temperature control, as well as transfer significant heat fluxes.

Известна «Система обеспечения теплового режима тепловой сотопанели служебных систем» (СОТР ТСП СС) КА «Электро», разработанного в НПО им. С.А.Лавочкина и, в настоящее время, выполняющего задачу на орбите ИСЗ [Альтов В.В., Гуля В.М., Копяткевич P.M., Мишин Г.С., Гончаров К.А., Кочетков А.Ю., Тулин Д.В., Шабарчин А.Ф., Тепловое проектирование и пофрагментная наземная отработка системы обеспечения теплового режима космического аппарата негерметичного исполнения на базе сотопанелей с тепловыми трубами, «Космонавтика и ракетостроение», ЦНИИМАШ, Королев, Россия, вып.3(60), 2010, стр 34-41]. Для поддержания заданного теплового режима основная часть служебной аппаратуры КА «Электро» установлена на тепловой сотопанели (ТСП). Данная панель имеет форму плоского восьмигранника и представляет собой трехслойную клееную сотопанель со встроенными аксиальными тепловыми трубами. Тепловая мощность, выделяемая аппаратурой, установленной на ТСП, отводится от посадочных мест аксиальными тепловыми трубами к коллекторному теплопроводу и, далее, контурными тепловыми трубами к рабочей поверхности радиаторов, откуда излучается в окружающее пространство. В состав СОТР ТСП СС входят два радиатора на базе контурных тепловых труб, излучающие поверхности которых ориентированы, соответственно, по направлению «-Z» и по направлению «+Z». На Фиг.1 показан КА «Электро», несущий несколько сотопанелей и несколько радиаторов, в частности, радиаторы и сотопанель СОТР ТСП СС.The well-known "System for ensuring the thermal regime of the thermal honeycomb service systems" (SOTR TSP SS) KA "Electro", developed in NPO them. S.A. Lavochkina and, currently, performing the task in orbit of the satellite [Altov V.V., Gulya V.M., Kopyatkevich PM, Mishin G.S., Goncharov K.A., Kochetkov A.Yu., Tulin D.V., Shabarchin A.F., Thermal design and fragment-wise ground testing of a system for providing thermal conditions for an unpressurized spacecraft based on honeycomb panels with heat pipes, Cosmonautics and Rocket Engineering, TsNIIMASH, Korolev, Russia, issue 3 (60 ), 2010, pp. 34-41]. To maintain a given thermal regime, the bulk of the service equipment of the Electro spacecraft is installed on a thermal honeycomb panel (TSP). This panel has the shape of a flat octahedron and is a three-layer glued honeycomb panel with integrated axial heat pipes. The heat power generated by the equipment installed on the TSP is removed from the seats by axial heat pipes to the collector heat pipe and, further, by the contour heat pipes to the working surface of the radiators, from where it is radiated into the surrounding space. The composition of the SOTR TSP SS includes two radiators based on contour heat pipes, the radiating surfaces of which are oriented, respectively, in the “-Z” direction and in the “+ Z” direction. Figure 1 shows the spacecraft "Electro", carrying several honeycomb panels and several radiators, in particular radiators and honeycomb panel SOTR TSP SS.

Основными элементами систем типа СОТР ТСП СС являются радиаторы на базе КнТТ, которые принято называть теплопроводами радиаторов (ТПР), поскольку КнТТ и радиатор в данном случае представляют единый конструктивный элемент. Каждый ТПР на базе КнТТ содержит следующие компоненты:The main elements of COTR TSP SS type systems are KNTT based radiators, which are commonly called radiator heat pipes (TPR), since KNTT and radiator in this case represent a single structural element. Each TST based on KnTT contains the following components:

- испаритель с капиллярным насосом и присоединенной компенсационной полостью;- an evaporator with a capillary pump and an attached compensation cavity;

- транспортные каналы для пара и жидкости, (паропровод и конденсатопровод), с помощью которых соединяется испаритель с конденсатором;- transport channels for steam and liquid, (steam pipe and condensate pipe), through which the evaporator is connected to the condenser;

- радиационный теплообменник, в который конструктивно встроен конденсатор КнТТ.- a radiation heat exchanger in which the KnTT condenser is structurally integrated.

В конструкции КнТТ, на базе которых строится ТПР, как правило, предусмотрены необходимые элементы, обеспечивающие регулирование температуры, например, регулятор давления.In the design of КНТТ, on the basis of which the TPR is built, as a rule, the necessary elements are provided that provide temperature control, for example, a pressure regulator.

Наиболее близким аналогом к заявленной системе обеспечения теплового режима прецизионных приборов космического аппарата, выбранной в качестве прототипа, является система обеспечения теплового режима (СОТР) прецизионных приборов космического аппарата [Tulin D.V., Tulin I.D., Goncharov K.A., Kochetkov A.Yu. Termal control system of the precision instrument board integrated into meteorological satellite. Proceedings of the VII Minsk International Seminar "Heat Pipes, Heat Pumps, Refrigerators, Power Sources",VII Minsk International Seminar, Minsk, Belarus, 2008, p.445-455]^ которая входит в состав КА «Электро» и содержит термостабилизируемую платформу с посадочными местами для установки приборов, выполненную в виде плоской сотопанели с встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом, и теплопровод радиатора на базе контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с коллекторным теплопроводом, а конденсатор интегрирован в радиатор, рассеивающий тепло в космическое пространство, при этом посадочные места для установки приборов, контактирующие с тепловыделяющими основаниями приборов, расположены по обе стороны сотопанели.The closest analogue to the claimed system for providing thermal conditions for precision instruments of a spacecraft, selected as a prototype, is a system for providing thermal conditions (MOT) for precision instruments for a spacecraft [Tulin D.V., Tulin I.D., Goncharov K.A., Kochetkov A.Yu. Termal control system of the precision instrument board integrated into meteorological satellite. Proceedings of the VII Minsk International Seminar "Heat Pipes, Heat Pumps, Refrigerators, Power Sources", VII Minsk International Seminar, Minsk, Belarus, 2008, p.445-455] ^ which is part of the Electro spacecraft and contains a thermostable platform with seats for installation of devices, made in the form of a flat honeycomb panel with built-in heat pipes connected to each other by a common collector heat pipe, and a heat sink of a radiator based on a loop heat pipe, the evaporator of which contacts the collector heat pipe, and the condenser is integrated into the radiator, which dissipates heat into cosmic skoe space, wherein the planting space for installation of devices that come into contact with heat bases devices are arranged on both sides of honeycomb panels.

На Фиг.2 показана термостабилизируемая платформа прецизионных приборов КА «Электро», которая выполнена в виде сотопанели. Здесь же изображены основные элементы системы терморегулирования.Figure 2 shows the thermostabilized platform of precision devices of the spacecraft "Electro", which is made in the form of a honeycomb. It also shows the main elements of the thermal control system.

Как видно из Фиг.2 на сотопанели, снизу, на кронштейнах, расположены три астродатчика, а сверху - прибор ГИВУС (который показан в виде цилиндра) и два одинаковых многозональных сканирующих устройства (МСУ), к которым предъявляются наиболее жесткие требования в отношении точности поддержания температуры. Далее, прежде всего, эти приборы будут упоминаться как прецизионные.As can be seen from Figure 2, three astro sensors are located on the honeycomb panel, below, on the brackets, and on top is the GIVUS device (which is shown in the form of a cylinder) and two identical multi-zone scanning devices (MSU), which are subject to the most stringent requirements regarding the accuracy of maintenance temperature. Further, first of all, these devices will be referred to as precision.

Схематично СОТР прецизионных приборов (СОТР ПП) показана на Фиг.3. Данная СОТР состоит из:Schematically SOTR precision instruments (SOTR PP) is shown in Figure 3. This COTR consists of:

- тепловой сотопанели (1), предназначенной для двухсторонней установки приборов и имеющей встроенные тепловые трубы (2);- thermal honeycomb panels (1), designed for two-sided installation of devices and having built-in heat pipes (2);

- коллекторного теплопровода (3), который контактирует (через обечайку ТСП) с каждой из тепловых труб встроенных в ТСП и с испарителем (4) КнТТ;- collector heat conduit (3), which is in contact (through the shell of the TSP) with each of the heat pipes built into the TSP and with the evaporator (4) of the КНТТ;

-теплопровода радиатора (5), на базе КнТТ, который конструктивно объединяет радиатор (6) и контурную тепловую трубу, причем конденсатор КнТТ, равномерно, интегрирован в радиатор (6).- heat sink of the radiator (5), based on KNTT, which structurally combines the radiator (6) and the loop heat pipe, and the KNTT condenser is uniformly integrated into the radiator (6).

Тепловое соединение всех тепловых труб между собой и, одновременно, с испарителем КнТТ осуществляется с помощью коллекторного теплопровода, который в настоящем примере выполнен в виде трех параллельно установленных аксиальных тепловых труб. Таким образом, организуется отвод тепла от посадочных мест приборов, размещенных на ТСП к радиационному теплообменнику.The thermal connection of all heat pipes to each other and, simultaneously, to the KNTT evaporator is carried out using a collector heat pipe, which in this example is made in the form of three axial heat pipes installed in parallel. Thus, heat is removed from the seats of devices placed on the TSP to a radiation heat exchanger.

Описанное выше решение в настоящий момент используется для обеспечения теплового режима прецизионных приборов КА «Электро» НПО им. С.А.Лавочкина. Однако, при повышении мощности установленных на ТСП блоков разработанная СОТР имеет существенные ограничения, связанные с ростом градиентов температуры на ТСП, с ростом перепадов температуры в стыках теплопередающих агрегатов, а также с ростом внутренних градиентов температуры в самих блоках аппаратуры.The solution described above is currently being used to ensure the thermal regime of precision instruments of the KA Electro electro-technical complex named after S.A. Lavochkina. However, with an increase in the power of the units installed on the ТСП, the developed СТР has significant limitations associated with the increase of temperature gradients on the ТТС, with the increase in temperature differences at the joints of heat transfer units, as well as with the increase of internal temperature gradients in the equipment blocks themselves.

Предлагаемое техническое решение было разработано в связи со значительным увеличением тепловой мощности, выделяемой от блоков МСУ, модифицированных для применения в новой версии КА «Электро». Поддержание заданного температурного режима здесь невозможно достичь простым увеличением числа тепловых труб и/или увеличением площади имеющегося радиатора. Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является обеспечение сохранения заданного уровня рабочей температуры прецизионных приборов при недопущении повышенных температурных градиентов, как между посадочными местами, так и внутри самих приборов.The proposed technical solution was developed in connection with a significant increase in thermal power allocated from ISU units, modified for use in the new version of the Electro spacecraft. Maintaining a given temperature here cannot be achieved by simply increasing the number of heat pipes and / or by increasing the area of the existing radiator. The technical problem solved by the proposed utility model is to maintain a given level of operating temperature of precision instruments while avoiding elevated temperature gradients, both between seats and inside the instruments themselves.

Указанная задача обеспечивается тем, что в отличие от известной системы обеспечения теплового режима прецизионных приборов космического аппарата, содержащей термостабилизируемую платформу с посадочными местами для установки приборов, выполненную в виде плоской сотопанели с встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом, и теплопровод радиатора на базе контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с коллекторным теплопроводом, а конденсатор интегрирован в радиатор, рассеивающий тепло в космическое пространство, при этом посадочные места для установки приборов, контактирующие с тепловыделяющими основаниями приборов, расположены по обе стороны сотопанели, новым является то, что система снабжена плоскими контактными теплообменниками со встроенными в них тепловыми трубами, установленными внутри прецизионных приборов, и дополнительными теплопроводами радиаторов на базе контурных тепловых труб, при этом тепловые трубы каждого контактного теплообменника контактируют с испарителем соответствующего дополнительного теплопровода радиатораThis task is ensured by the fact that, in contrast to the known system for ensuring the thermal regime of precision instruments of a spacecraft, containing a thermostabilized platform with seats for installing devices, made in the form of a flat honeycomb panel with integrated heat pipes connected to each other by a common collector heat pipe, and a heat sink radiator based on a contour heat pipe, the evaporator of which is in contact with the collector heat conductor, and the condenser is integrated into the radiator, diffuse heat in outer space, while the seats for installing devices in contact with the heat-generating bases of the devices are located on both sides of the honeycomb panel, the new one is that the system is equipped with flat contact heat exchangers with heat pipes built into them installed inside precision instruments, and additional heat pipes of radiators based on contour heat pipes, while the heat pipes of each contact heat exchanger are in contact with the evaporator of the corresponding heat sink radiator

Кроме того, система снабжена дополнительным коллекторным теплопроводом, соединяющим тепловые трубы контактных теплообменников с возможностью обеспечения теплового контакта между ними.In addition, the system is equipped with an additional collector heat conduit connecting the heat pipes of contact heat exchangers with the possibility of providing thermal contact between them.

Кроме того, контактные теплообменники выполнены монолитными и имеют ложементы для размещения встроенных тепловых труб.In addition, contact heat exchangers are made monolithic and have lodgements for accommodating built-in heat pipes.

Кроме того, контактные теплообменники выполнены на основе аксиальных тепловых труб заправленных аммиаком.In addition, contact heat exchangers are made on the basis of axial heat pipes filled with ammonia.

Кроме того, контактные теплообменники выполнены в виде сотопанелей с встроенными тепловыми трубами.In addition, contact heat exchangers are made in the form of honeycomb panels with integrated heat pipes.

Кроме того, основной и дополнительные радиаторы расположены в параллельных плоскостях без совмещения их проекций.In addition, the main and additional radiators are located in parallel planes without combining their projections.

Кроме того, дополнительный коллекторный теплопровод выполнен на базе, по меньшей мере, одной аксиальной тепловой трубы заправленной аммиаком.In addition, an additional collector heat pipe is made on the basis of at least one axial heat pipe charged with ammonia.

Установка внутри прецизионных приборов плоских контактных теплообменников с встроенными в них тепловыми трубами, размещенными внутри прецизионных приборов, и снабжение системы дополнительными теплопроводами радиаторов на базе контурных тепловых труб, а также контактирование тепловых труб каждого контактного теплообменника с испарителем соответствующего дополнительного теплопровода радиатора позволяет более эффективно отвести излишнее тепло от прецизионных приборов к излучающим поверхностям и снизить градиенты температуры.The installation inside precision instruments of flat contact heat exchangers with heat pipes built into them, placed inside the precision instruments, and supplying the system with additional heat pipes of radiators based on the loop heat pipes, as well as contacting the heat pipes of each contact heat exchanger with the evaporator of the corresponding additional heat sink of the radiator, can more effectively remove unnecessary heat heat from precision instruments to radiating surfaces and reduce temperature gradients.

Наличие дополнительного коллекторного теплопровода, соединяющего тепловые трубы контактных теплообменников с возможностью обеспечения теплового контакта между ними, обеспечивает дополнительное выравнивание (снижение градиентов) температуры, и, кроме того, позволяет реализовать функцию дублирования на базе двух дополнительных теплопроводов радиаторов (если блоки МСУ будут работать поочередно), за счет чего повышается надежность системы.The presence of an additional collector heat conduit connecting the heat pipes of contact heat exchangers with the possibility of providing thermal contact between them provides additional temperature equalization (reduction of gradients), and, in addition, allows the duplication function to be implemented on the basis of two additional heat pipes of radiators (if the MCUs operate alternately) , due to which the reliability of the system is increased.

Выполнение контактных теплообменников монолитными, с ложементами для размещения встроенных тепловых труб повышает их прочность и надежность и обеспечивает эффективную теплоотдачу от приборов.The implementation of contact heat exchangers in monolithic, with lodgements for the placement of built-in heat pipes increases their strength and reliability and provides effective heat transfer from devices.

Выполнение контактных теплообменников на основе аксиальных тепловых труб заправленных аммиаком упрощает их интегрирование в систему терморегулирования.The implementation of contact heat exchangers based on axial heat pipes charged with ammonia simplifies their integration into the thermal control system.

Выполнение контактных теплообменников в виде сотопанелей с встроенными тепловыми трубами уменьшает их массу.The implementation of contact heat exchangers in the form of honeycomb panels with integrated heat pipes reduces their mass.

Размещение основного и дополнительного радиатора расположены в параллельных плоскостях без совмещения их проекций.The placement of the main and additional radiator are located in parallel planes without combining their projections.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

Фиг.1 - общий вид панели служебных систем и радиаторов СОТРТСПСС;Figure 1 - General view of the panel of service systems and radiators SOTRTSSS;

Фиг.2 - общий вид существующей термостабилизируемой платформы прецизионных приборов КА «Электро» (прототип);Figure 2 - General view of the existing thermostabilized platform of precision instruments of the spacecraft "Electro" (prototype);

Фиг.3-принципиальная схема существующей СОТР прецизионных приборов (прототип);Figure 3 is a schematic diagram of the existing COTP precision instruments (prototype);

Фиг.4 и Фиг.5 - общий вид заявляемой термостабилизируемой платформы прецизионных приборов КА «Электро»;Figure 4 and Figure 5 is a General view of the inventive thermostabilized platform of precision instruments KA "Electro";

Фиг.6 - принципиальная схема заявляемой СОТР прецизионных приборов (СОТР ГШ) (часть схемы с элементами, известными из прототипа);6 is a schematic diagram of the inventive SOTR precision instruments (SOTR GSH) (part of the circuit with elements known from the prototype);

Фиг.7 - принципиальная схема заявляемой СОТР прецизионных приборов (СОТР ПП) (часть схемы с дополнительно введенными элементами СОТР);7 is a schematic diagram of the inventive COTP precision instruments (COTP PP) (part of the circuit with additionally introduced elements of COTP);

Заявляемая система обеспечения теплового режима прецизионных приборов космического аппарата показанная на Фиг.4-7 включает термостабилизируемую платформу (1) с посадочными местами для установки приборов, выполненную в виде плоской сотопанели с встроенными тепловыми трубами (2), соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом (3), и теплопровод радиатора (5) на базе контурной тепловой трубы, испаритель (4) которой контактирует с коллекторным теплопроводом (3), а конденсатор интегрирован в радиатор (6), рассеивающий тепло в космическое пространство. Посадочные места для установки приборов, контактирующие с тепловыделяющими основаниями приборов, расположены по обе стороны сотопанели. В частности, блоки МСУ, контактируют с ТСП (1), с одной стороны, в пределах контактных зон «А». Внутри прецизионных приборов установлены плоские контактные теплообменники (7) со встроенными в них тепловыми трубами (8). Тепловые трубы каждого контактного теплообменника контактируют с испарителем (9) соответствующего дополнительного теплопровода радиатора (10). Выделяющие тепло внутренние элементы МСУ, контактируют с теплообменниками (7) в пределах контактных зон «Б», с двух сторон. Система обеспечения теплового режима может быть снабжена дополнительным коллекторным теплопроводом (11), соединяющим тепловые трубы (8) контактных теплообменников с возможностью обеспечения теплового контакта между ними. Контактные теплообменники (7) могут быть выполнены монолитными с ложементами для размещения встроенных тепловых труб или в виде сотопанелей с встроенными тепловыми трубами. В качестве тепловых труб могут использоваться аксиальные тепловые трубы заправленные аммиаком. Указанные трубы могут быть использованы и в дополнительном коллекторном теплопроводе (11). Основной (6) и дополнительные (12) радиаторы расположены в параллельных плоскостях без совмещения их проекций.The inventive system for ensuring the thermal regime of precision instruments of the spacecraft shown in Figs. 4-7 includes a thermostabilized platform (1) with seats for installing devices made in the form of a flat honeycomb panel with integrated heat pipes (2) connected to each other by a common collector heat conduit ( 3), and the heat sink of the radiator (5) based on a contour heat pipe, the evaporator (4) of which is in contact with the collector heat pipe (3), and the condenser is integrated into the radiator (6), which dissipates heat in the space th space. Seats for installing devices in contact with the heat-generating bases of the devices are located on both sides of the honeycomb panel. In particular, the MSU blocks are in contact with the TSP (1), on the one hand, within the contact zones “A”. Inside precision instruments, flat contact heat exchangers (7) are installed with heat pipes built into them (8). The heat pipes of each contact heat exchanger are in contact with the evaporator (9) of the corresponding additional heat sink of the radiator (10). The internal elements of the MCU that generate heat are in contact with heat exchangers (7) within the contact zones “B”, on both sides. The thermal regime support system can be equipped with an additional collector heat conductor (11) connecting the heat pipes (8) of the contact heat exchangers with the possibility of providing thermal contact between them. Contact heat exchangers (7) can be made monolithic with lodges to accommodate built-in heat pipes or in the form of honeycomb panels with built-in heat pipes. As heat pipes, axial heat pipes filled with ammonia can be used. These pipes can be used in an additional collector heat conduit (11). The main (6) and additional (12) radiators are located in parallel planes without combining their projections.

Конструктивное исполнение плоских контактных теплообменников может, во многом, наследовать опыт, накопленный при разработке термостатируемых платформ и контактных теплообменников, в которые встраиваются тепловые трубы.The design of flat contact heat exchangers can, in many respects, inherit the experience gained in the development of thermostatically controlled platforms and contact heat exchangers into which heat pipes are built.

Работает система следующим образом. Тепло выделяемое установленным на ТСП (1) оборудованием передается через обечайку ТСП к интегрированным в ТСП тепловым трубам (2). Далее, отобранное от оборудования тепло через тепловые трубы попадает в более холодный коллекторный теплопровод (3), который также состоит из тепловых труб. От коллекторного теплопровода тепло передается к более холодному испарителю (4) теплопровода радиатора (5) и далее к радиатору (6) где диссипируется в космическое пространство. Одновременно с этим, тепло, которое выделяется мощными блоками МСУ, частично отбирается встроенными в них контактными теплообменниками (7). Каждый контактный теплообменник через испаритель (9) КнТТ отдает тепло непосредственно своему, дополнительному теплопроводу радиатора (10). При этом дополнительные радиаторы (12), принадлежащие соответствующим дополнительным ТПР (10), также рассеивают тепло в окружающее пространство. Это позволяет разгрузить ТСП и снизить температурные градиенты в мощных блоках МСУ.The system works as follows. The heat generated by the equipment installed on the TSP (1) is transferred through the TSP shell to the heat pipes integrated into the TSP (2). Further, the heat taken from the equipment through heat pipes enters the colder collector heat pipe (3), which also consists of heat pipes. Heat is transferred from the collector heat pipe to the cooler evaporator (4) of the heat pipe of the radiator (5) and further to the radiator (6) where it is dissipated into outer space. At the same time, the heat that is generated by powerful ISU units is partially taken away by contact heat exchangers built into them (7). Each contact heat exchanger through the evaporator (9) КНТТ gives heat directly to its additional heat pipe of the radiator (10). In this case, additional radiators (12) belonging to the corresponding additional TPR (10) also dissipate heat into the surrounding space. This allows you to unload the TSP and reduce temperature gradients in the powerful MSU blocks.

Поскольку контактные теплообменники соединены между собой дополнительным коллекторным теплопроводом (11) оба дополнительных ТПР могут (одновременно) отводить тепло от каждого МСУ. Это особо важно при поочередном использовании МСУ или при несимметричном их энергопотреблении (тепловыделении).Since contact heat exchangers are interconnected by an additional collector heat conductor (11), both additional TPR can (simultaneously) remove heat from each ISU. This is especially important in the case of alternate use of the ISU or in case of asymmetric power consumption (heat generation).

Таким образом, в представленном на Рис.4 и Рис.5 решении тепло, выделяемое от прецизионных приборов повышенной мощности (МСУ), имеет два параллельных пути для диссипации в открытое космическое пространствоThus, in the solution presented in Fig. 4 and Fig. 5, the heat generated from high-power precision instruments (ISU) has two parallel paths for dissipation into open space

- через основную термостабилизируемую платформу и основной теплопровод радиатора;- through the main thermostabilized platform and the main heat sink of the radiator;

- через контактные теплообменники, которые соединены с дополнительными теплопроводами радиаторов.- through contact heat exchangers that are connected to additional heat pipes of radiators.

Разработанное техническое решение позволяет более эффективно отвести тепло от прецизионных приборов к излучающим поверхностям и снизить градиенты температуры. При этом, установка дополнительного коллекторного теплопровода обеспечивает дополнительное выравнивание (снижение градиентов) температуры, а, кроме того, позволяет реализовать функцию дублирования на базе двух дополнительных ТПР (если блоки МСУ будут работать поочередно), за счет чего повышается надежность системы.The developed technical solution allows more efficiently remove heat from precision instruments to radiating surfaces and reduce temperature gradients. At the same time, the installation of an additional collector heat conduit provides additional temperature equalization (reduction of gradients), and, in addition, allows the duplication function to be implemented on the basis of two additional TPR (if the MSU units will work alternately), thereby increasing the reliability of the system.

Claims (7)

1. Система обеспечения теплового режима прецизионных приборов космического аппарата, содержащая термостабилизируемую платформу с посадочными местами для установки приборов, выполненную в виде плоской сотопанели с встроенными тепловыми трубами, соединенными друг с другом общим коллекторным теплопроводом, и теплопровод радиатора на базе контурной тепловой трубы, испаритель которой контактирует с коллекторным теплопроводом, а конденсатор интегрирован в радиатор, рассеивающий тепло в космическое пространство, при этом посадочные места для установки приборов, контактирующие с тепловыделяющими основаниями приборов, расположены по обе стороны сотопанели, отличающаяся тем, что система снабжена плоскими контактными теплообменниками со встроенными в них тепловыми трубами, установленными внутри прецизионных приборов, и дополнительными теплопроводами радиаторов на базе контурных тепловых труб, при этом тепловые трубы каждого контактного теплообменника контактируют с испарителем соответствующего дополнительного теплопровода радиатора.1. A system for ensuring the thermal regime of precision instruments of a spacecraft, comprising a thermostabilized platform with seats for installing devices, made in the form of a flat honeycomb panel with integrated heat pipes connected to each other by a common collector heat pipe, and a radiator heat pipe based on a contour heat pipe, the evaporator of which in contact with the collector heat conductor, and the condenser is integrated into the radiator, which dissipates heat into outer space, while the seats for the installation of devices in contact with the heat-generating bases of the devices are located on both sides of the honeycomb panel, characterized in that the system is equipped with flat contact heat exchangers with heat pipes built into them installed inside precision devices, and additional heat pipes of radiators based on contour heat pipes, while the pipes of each contact heat exchanger are in contact with the evaporator of the corresponding additional heat sink of the radiator. 2. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что система снабжена дополнительным коллекторным теплопроводом, соединяющим тепловые трубы контактных теплообменников с возможностью обеспечения теплового контакта между ними.2. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the system is equipped with an additional collector heat conduit connecting the heat pipes of contact heat exchangers with the possibility of providing thermal contact between them. 3. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что контактные теплообменники выполнены монолитными и имеют ложементы для размещения встроенных тепловых труб.3. The system of providing thermal conditions according to claim 1, characterized in that the contact heat exchangers are made monolithic and have lodgements for accommodating built-in heat pipes. 4. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что контактные теплообменники выполнены на основе аксиальных тепловых труб, заправленных аммиаком.4. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the contact heat exchangers are made on the basis of axial heat pipes charged with ammonia. 5. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что контактные теплообменники выполнены в виде сотопанелей с встроенными тепловыми трубами.5. The system of providing thermal conditions according to claim 1, characterized in that the contact heat exchangers are made in the form of honeycomb panels with integrated heat pipes. 6. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что основной и дополнительные радиаторы расположены в параллельных плоскостях без совмещения их проекций.6. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the primary and secondary radiators are located in parallel planes without combining their projections. 7. Система обеспечения теплового режима по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный коллекторный теплопровод выполнен на базе, по меньшей мере, одной аксиальной тепловой трубы, заправленной аммиаком.

7. The thermal management system according to claim 1, characterized in that the additional collector heat pipe is made on the basis of at least one axial heat pipe filled with ammonia.

Images