Система терморегулирования космического аппарата и способ ее изготовления

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования (СТР) связных спутников. Технический результат выражается в снижении массы и повышении надежности и достоверности испытаний СТР. Конструкция СТР изготавливается следующим образом: к поверхности днища корпуса компенсатора объема приклеен электрообогреватель, герметизированная газовая полость компенсатора объема заполнена низкокипящей жидкостью марки, удовлетворяющей условию: в количестве: M≥K_з•(ΔU•ρ_мин•T+U_гпмакс•ρ_макс), при этом в жидкостном тракте блока вновь введена байпасная линия, включающая в себя отсечной вентиль, соединяющая жидкостный тракт между входным гидроразъемом блока и промежуточным теплообменником, установленным перед компенсационным устройством, с жидкостным трактом на входе в фильтр, причем входной и выходной гидроразъемы блока соответственно сообщены с выходным гидроразъемом жидкостного тракта охлаждения приборов полезной нагрузки и входным гидроразъемом, установленным в начале жидкостного тракта, идущего к панели радиатора, а выход отсечного вентиля компенсатора объема сообщен с жидкостным трактом до отсечного вентиля, установленного в линии с панелями радиатора и приборов служебных систем. При изготовлении перед сливом дозы теплоносителя дополнительно закрывают отсечной вентиль байпасной линии блока и включают в работу на период слива электронасосный агрегат, а испытания в условиях окружающего воздуха проводят как при закрытом, так и при открытом отсечном вентиле байпасной линии блока, причем перед испытаниями в термовакуумной камере отсечной вентиль байпасной линии блока открывают, второй отсечной вентиль блока закрывают. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к космической технике, в частности к системам терморегулирования (СТР) связных спутников.

В настоящее время для обеспечения теплового режима приборов, установленных в составе связных спутников (например, типа "Молния"), широко используются СТР, содержащие замкнутый жидкостный контур с теплоносителем, описание которых приведено: - в материалах патента по заявке 99102571 от 8.2.1999 г.; - на стр. 14-16, рис. 2.3 монографии: О.Б. Андрейчук, Н.Н. Малахов. Тепловые испытания космических аппаратов. М., "Машиностроение", 1982 г.; - а также на стр. 6, рис. 1.1 книги: Краев М.В., Лукин В.А., Овсянников Б.В. Малорасходные насосы авиационных и космических систем. М., "Машиностроение", 1985 г.

Анализ, проведенный авторами в процессе разработки СТР нового мощного связного спутника с минимально возможной массой, тепловыделение при работе приборов которого при орбитальном функционировании изменяется в относительно узком диапазоне (например, 1500±300 Вт), показал, что в случае выполнения СТР по известным техническим решениям она имеет неприемлемо высокую массу и недостаточно высокую надежность.

Анализ источников информации по патентной и научно-технической литературе показал, что наиболее близким по технической сути прототипом предлагаемого технического решения является СТР по патенту по заявке 99102571 от 8.2.1999 г.

Известная СТР космического аппарата (КА) по патенту по заявке 99102571 от 8.2.1999 г. содержит (см. фиг.3) замкнутый жидкостный контур с теплоносителем и включает в себя соединенные между собой трубопроводами устройства: компенсатор объема 1, установленный перед электронасосным агрегатом 2, имеющий газовую полость 1.1, ограниченную днищем корпуса 1.7 и сильфоном 1.4 и сообщенную с емкостью для газа 15 и заправочным клапаном 16, и жидкостную полость 1.2 с присоединенным к ней отсечным вентилем 1.3; жидкостный тракт охлаждения приборов полезной нагрузки (ретранслятора) 3 с входным и выходным гидроразъемами 3.1 и 3.2 на концах; отсечной вентиль 4, установленный в линии с панелями радиатора 5 и приборов служебных систем 6 (размещенных в гермоконтейнере; в этом случае в качестве теплоотводящей панели используется газожидкостный теплообменник); два выходных и два входных гидроразъема 7, 8 и 9, 10; регулятор расхода теплоносителя 11 (регулирует расход теплоносителя через и мимо панелей радиатора 5 в зависимости от температуры теплоносителя на входе в жидкостный тракт полезной нагрузки 3); соединительный трубопровод 12, сообщающий выход отсечного вентиля 1.3 компенсатора объема 1 с жидкостным трактом, расположенным перед дополнительным отсечным вентилем 13, установленным в линии, идущей к выходу последней панели радиатора 5; жидкостный тракт блока 14 с входным и выходным гидроразъемами 14.1 и 14.2 на концах, содержащий последовательно соединенные между собой компенсационное устройство 14.3, включающее в себя фиксатор 14.3.1 его сильфона 14.3.2, отсечной вентиль 14.4, на входе и выходе которого присоединены по концевому вентилю 14.5, 14.6, фильтр 14.7 и трубку Вентури 14.8 с присоединенными к ней датчиками перепада давлений 14.9 и абсолютного давления 14.10.

Процесс изготовления вышеуказанной СТР включает в себя следующие последовательные операции: после сборки СТР на КА полное заполнение ее жидкостного контура теплоносителем со сливом его дозы после этого; заполнение емкости для газа и газовой полости компенсатора газом; испытания СТР в составе КА в наземных условиях: в условиях окружающего воздуха и в термовакуумной камере.

В настоящее время в связи с разработкой нового мощного связного спутника (тепловыделение при работе его приборов изменяется, например, в диапазоне 1500±300 Вт) с минимально возможной массой и длительным сроком высоконадежного орбитального функционирования (не менее 15,5 лет), предъявляются очень жесткие требования по снижению массы и повышению надежности всех систем спутника, в частности, его СТР по сравнению с существующими СТР - необходимо снизить массу СТР на 10 кг (минимум) и увеличить срок орбитального функционирования и повысить вероятность безотказной работы (надежность) с 0,975 в течение 10,5 лет до 0,99 в течение 15,5 лет орбитального функционирования, для обеспечения чего также необходимо повысить достоверность наземных испытаний.

Как показал анализ, проведенный авторами, если вновь разрабатываемую СТР выполнять по известным техническим решениям, то такие поставленные выше требования по снижению массы и повышению надежности СТР на практике не реализуемы (например, из-за наличия в составе СТР таких элементов, как емкость для газа, регулятор расхода теплоносителя, клапан заправочный, усложняющие также компоновку СТР, что приводит к дополнительному увеличению длин соединительных трубопроводов и объема теплоносителя в жидкостном контуре).

Таким образом, существенными недостатками известной СТР являются относительно большая масса и недостаточно высокая надежность при увеличенном до 15,5 лет сроке орбитального функционирования ее.

Целью предлагаемого авторами технического решения является устранение вышеперечисленных существенных недостатков.

Поставленная цель достигается выполнением конструкции СТР и изготовлением ее таким образом, что: 1. К поверхности днища корпуса компенсатора объема приклеен электрообогреватель и герметизированная газовая полость компенсатора объема заполнена низкокипящей жидкостью марки, удовлетворяющей условию: P_мин≥ΔP_кав+ΔP_кор+ΔP_гидр; P_макс≤P_доп-ΔP_кос-ΔP_эна+ΔP_гидр, где Р_мин, Р_макс - значения давлений насыщенных паров жидкости при минимальной и максимальной эксплуатационных температурах газовой полости компенсатора объема, кПа; ΔP_кав - минимально возможный кавитационный запас давления на входе в электронасосный агрегат, кПа; ΔP_кор, ΔP_кос - жесткость полностью растянутого и сжатого сильфона компенсатора объема, кПа;
ΔP_гидр - гидравлическое сопротивление участка жидкостного тракта от точки соединения жидкостной полости компенсатора объема до входа в электронасосный агрегат, кПа;
Р_доп - максимально допустимое рабочее давление в жидкостном тракте после электронасосного агрегата, кПа;
ΔP_эна - максимальный рабочий перепад давлений на электронасосном агрегате при его работе, кПа.

в количестве:
M≥K_з•(ΔU•ρ_мин•T+U_гпмакс•ρ_макс),
где М - масса заполненной в газовой полости компенсатора объема низкокипящей жидкости, кг;
К_з = 1,5 - коэффициент запаса;
ΔU - скорость утечек паров низкокипящей жидкости из газовой полости при орбитальном функционировании при максимальном рабочем давлении в ней для допустимой нормы негерметичности ее, м³/сутки;
ρ_мин, ρ_макс - плотность паров низкокипящей жидкости при максимально и минимально возможной рабочей температуре, кг/м³;
Т - требуемый срок орбитального функционирования, сутки;
U_гпмакс - максимально возможный объем газовой полости при орбитальном функционировании, м³,
при этом в жидкостном тракте блока вновь введена байпасная линия, включающая в себя отсечной вентиль, соединяющая жидкостный тракт между входным гидроразъемом блока и промежуточным теплообменником, установленным перед компенсационным устройством, с жидкостным трактом на входе в фильтр; причем входной и выходной гидроразъемы блока соответственно сообщены с выходным гидроразъемом жидкостного тракта охлаждения приборов полезной нагрузки и входным гидроразъемом, установленным в начале жидкостного тракта, идущего к панели радиатора, а выход отсечного вентиля компенсатора объема сообщен с жидкостным трактом до отсечного вентиля, установленного в линии с панелями радиатора и приборов служебных систем.

2. При изготовлении перед сливом дозы теплоносителя дополнительно закрывают отсечной вентиль байпасной линии блока и включают в работу на период слива электронасосный агрегат, а испытания в условиях окружающего воздуха проводят как при закрытом, так и при открытом отсечном вентиле байпасной линии блока, причем перед испытаниями в термовакуумной камере отсечной вентиль байпасной линии блока открывают, второй отсечной вентиль блока закрывают, что и являются, по мнению авторов, существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.

В результате анализа, проведенного авторами известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных отличительных признаков заявляемого технического решения в известных источниках информации не обнаружено, и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявляемом устройстве и способе его изготовления.

Принципиальная схема предлагаемой СТР КА изображена на фиг.1.

1. Предлагаемая СТР КА, конструктивно выполненная как единое целое, содержит замкнутый жидкостный контур с теплоносителем и включает в себя соединенные (посредством сварки) между собой трубопроводами устройства:
- компенсатор объема 1, установленный перед электронасосным агрегатом 2, имеющий газовую полость 1.1, ограниченную днищем корпуса 1.7, к поверхности которого приклеен электрообогреватель 1.5, и сильфоном 1.4, и жидкостную полость 1.2 с присоединенным к ней отсечным вентилем 1.3; герметизированная газовая полость компенсатора объема заполнена низкокипящей жидкостью марки, удовлетворяющей установленному авторами условию (для гарантирования высокой надежности по герметичности газовой полости в условиях эксплуатации в составе СТР она такой жидкостью заполнена в процессе изготовления компенсатора объема до испытаний его на механические воздействия и последующей проверки на герметичность; после заполнения низкокипящей жидкостью газовая полость загерметизирована - конец заправочного трубопровода 1.6, присоединенного к газовой полости, герметично заварен):
P_мин≥ΔP_кав+ΔP_кор+ΔP_гидр;
P_макс≤P_доп-ΔP_кос-ΔP_эна+ΔP_гидр,
где Р_мин, Р_макс - значения давлений насыщенных паров жидкости при минимальной и максимальной эксплуатационных температурах газовой полости компенсатора объема, кПа;
ΔP_кав - минимально возможный кавитационный запас давления на входе в электронасосный агрегат, кПа;
ΔP_кор, ΔP_кос - жесткость полностью растянутого и сжатого сильфона компенсатора объема, кПа;
ΔP_гидр - гидравлическое сопротивление участка жидкостного тракта от точки соединения жидкостной полости компенсатора объема до входа в электронасосный агрегат, кПа;
P_доп - максимально допустимое рабочее давление в жидкостном тракте после электронасосного агрегата, кПа;
ΔP_эна - максимальный рабочий перепад давлений на электронасосном агрегате при его работе, кПа,
в количестве (определено авторами):
M≥K_з•(ΔU•ρ_мин•T+U_гпмакс•ρ_макс),
где М - масса заполненной в газовой полости компенсатора объема низкокипящей жидкости, кг;
К_з = 1,5 - коэффициент запаса;
ΔU - скорость утечек паров низкокипящей жидкости из газовой полости при орбитальном функционировании при максимальном рабочем давлении в ней для допустимой нормы негерметичности ее, м³/сутки;
ρ_мин, ρ_макс - плотность паров низкокипящей жидкости при максимально и минимально возможной рабочей температуре, кг/м³;
Т - требуемый срок орбитального функционирования, сутки;
U_гпмакс - максимально возможный объем газовой полости при орбитальном функционировании, м³;
(численный анализ, проведенный авторами, показал, что для разрабатываемого КА для обеспечения минимально возможной массы СТР должна быть использована низкокипящая жидкость марки фреон-11, который при обеспечении температуры компенсатора объема, равной требуемой температуре теплоносителя на входе в полезную нагрузку в условиях орбитального функционирования (0-30^oС), поддерживает давление насыщенных паров фреона-11 в газовой полости компенсатора объема (при эксплуатации как в наземных условиях, так и в условиях орбитального функционирования из-за небольшой скорости изменения температуры в газовой полости - не более 0,05^oС/мин - в ней практически всегда поддерживается давление, близкое к давлению насыщенных паров фреона-11) в пределах 0,42-1,29 кгс/см² при требуемом диапазоне давлений 0,3-1,4 кг/см²; при этом для гарантированного поддержания давления насыщенных паров в вышеуказанных пределах в течение 15,5 лет орбитального функционирования количество заполненного в газовой полости фреона-11 должно быть ~ 0,23 кг, что существенно меньше, например, массы емкости для газа, равной 3,5 кг; анализ также показал, что для обеспечения минимально возможных утечек из газовой полости в условиях орбитального функционирования жидкость, находящаяся в газовой полости, должна смачивать только поверхности сильфона - тогда с поверхностью днища корпуса контактируют только пары жидкости и утечки будут минимально возможными, т. к. в вакуум вытекает пар, а не жидкая фаза; для этого температура днища корпуса 1.7 должна иметь температуру выше температуры сильфона 1.4, т. к. в невесомости жидкость смачивает более холодные поверхности; для обеспечения этого условия к поверхности днища корпуса приклеен электрообогреватель, который в условиях орбитального функционирования поддерживает температура днища корпуса 1.7 на 2-5^oС выше температуры сильфона 1.4);
- жидкостный тракт охлаждения приборов полезной нагрузки (ретранслятора) 3 с входным и выходным гидроразъемами 3.1 и 3.2 на концах;
- соединительный трубопровод 12, сообщающий выход отсечного вентиля 1.3 компенсатора объема 1 с жидкостным трактом до отсечного вентиля 4, установленного в линии с панелями радиатора 5 и приборов служебных систем 6 (отсечные вентили 1.3 и 4 предназначены для обеспечения промывки и качественного заполнения участков жидкостного тракта; в условиях орбитального функционирования отсечной вентиль 1.3 закрыт, а отсечной вентиль 4 открыт);
- один выходной и один входной гидроразъемы 7, 9 (проведенный авторами численный анализ показал, что для разрабатываемого КА с относительно постоянным тепловыделением (1500±300 Вт) требуемая температура теплоносителя на входе в полезную нагрузку при работе ретранслятора в условиях орбитального функционирования в диапазоне 0-30^oС гарантированно обеспечивается без использования регулятора расхода теплоносителя, поэтому в составе СТР его нет, что позволяет также уменьшить количество выходных и входных гидроразъемов, а также длины соединительных трубопроводов и объем теплоносителя в жидкостном контуре);
- жидкостный тракт блока 14 с входным и выходным гидроразъемами 14.1 и 14.2 на концах, содержащий последовательно соединенные между собой компенсационное устройство 14.3, включающее в себя фиксатор 14.3.1 его сильфона 14.3.2, отсечной вентиль 14.4, на входе и выходе которого присоединены по концевому вентилю 14.5, 14.6, фильтр 14.7, и трубку Вентури 14.8 с присоединенными к ней датчиками перепада давлений 14.3 и абсолютного давления 14.10; при этом для обеспечения повышения достоверности испытаний СТР в наземных условиях и, следовательно, качества изготовления и обеспечения надежности (в результате контроля расхода и давления теплоносителя как при испытаниях в условиях окружающего воздуха, так и в термовакуумной камере) в жидкостном тракте блока вновь введена байпасная линия 14.11, включающая в себя отсечной вентиль 14.12. соединяющая жидкостный тракт между входным гидроразъемом блока 14.1 и промежуточным теплообменником 14.13, установленным перед компенсационным устройством 14.3, с жидкостным трактом на входе в фильтр 14.7; причем входной и выходной гидроразъемы блока 14.1 и 14.2 соответственно сообщены с выходным гидроразъемом 3.2 жидкостного тракта охлаждения приборов полезной нагрузки 3 и входным гидроразъемом 3, установленным в начале жидкостного тракта, идущего к панели радиатора 5.

2. При изготовлении СТР по п.1 после сборки ее на КА производят полное заполнение жидкостного контура теплоносителем при температуре окружающего воздуха в цехе 15-35^oС; после этого сливают дозу теплоносителя (для обеспечения компенсации температурного изменения объема теплоносителя в жидкостном контуре при температурах выше температуры теплоносителя в момент заполнения им жидкостного контура) из жидкостного тракта через концевой вентиль 14.5, для чего давление теплоносителя перед вентилем 14.5 должно быть выше давления окружающего воздуха; проведенный анализ показал, что при температуре окружающего воздуха 15-20^oС давление насыщенных паров фреона-11 и, следовательно, давление теплоносителя в жидкостном тракте, меньше атмосферного (0,75-0,91 кгс/см²), что не позволяет слить дозу теплоносителя из жидкостного контура; поэтому перед сливом дозы теплоносителя дополнительно закрывают отсечной вентиль 14.12 байпасной линии 14.11 блока 14 (отсечной вентиль 14.4 закрыт раньше - перед заполнением жидкостного контура теплоносителем) и включают в работу на период слива электронасосный агрегат 2; в результате работы насоса на тупик на его выходе и, следовательно, в районе концевого вентиля 14.5 создается повышенное давление, равное давлению насыщенных паров фреона-11 (0,75-0,91 кгс/см²) плюс напор насоса (для используемых в СТР насосов напор равен 0,6-0,75 кгс/см²), т.е. 1,35-1,66 кгс/см², что обеспечивает слив необходимой дозы теплоносителя; после этого проводят испытания СТР в составе КА в условиях окружающего воздуха, например, проверяют работоспособность СТР в части обеспечения требуемого расхода в жидкостном тракте не менее 100 см³/с; включают в работу электронасосный агрегат и сперва испытания проводят при открытом отсечном вентиле 14.12 байпасной линии блока и закрытом отсечном вентиле 14.4 (до включения в работу ретранслятора) и контролируют расход теплоносителя - при таких испытаниях из-за небольшого гидравлического сопротивления участка жидкостного тракта от гидроразъема 3.2 до гидроразъема 3 (не более 1% от суммарного гидравлического сопротивления жидкостного контура СТР без учета блока 14) расход теплоносителя практически будет соответствовать расходу, реализуемому при орбитальном функционировании СТР (отличие не более ±0,5 см³/с); далее испытания проводят при закрытом отсечном вентиле 14.12 байпасной линии блока и открытом отсечном вентиле 14.4 (после включения в работу ретранслятора); при таких испытаниях обеспечивается отвод избыточного тепла через промежуточный теплообменник 14.13 в наземное устройство охлаждения с расходом теплоносителя не менее требуемого (не менее 100 см³/с), для обеспечения чего при необходимости, например, повышают напряжение питания электронасосного агрегата на 0,5 В; после этого проводят испытания СТР в составе КА в термовакуумной камере с отводом избыточного тепла через радиаторы 5 (как в условиях орбитального функционирования); при этих испытаниях отсечной вентиль 14.12 байпасной линии 14.11 блока 14 открыт, второй отсечной вентиль 14.4 блока закрыт и расход теплоносителя в жидкостном тракте практически соответствует расходу теплоносителя в СТР в условиях орбитального функционирования.

Работа предложенной СТР КА происходит следующим образом.

Изготавливают СТР согласно фиг.1.

При заправке жидкостного контура СТР: на период слива дозы теплоносителя включают в работу электронасосный агрегат 2; т.к. в это время отсечные вентили 14.4 и 14.12 закрыты, расход теплоносителя по показанию трубки Вентури 14.8 равен нулю.

При проверке работы СТР в условиях окружающего воздуха (15-35^oС) перед испытаниями до установки КА в термобарокамеру: включают в работу ЭНА 2 - в этом случае весь поток теплоносителя циркулирует по замкнутому жидкостному контуру, в том числе через жидкостный тракт блока 14 (через байпасную линию 14.11 или мимо нее); измеряют расход теплоносителя, используя показание датчика перепада давлений 14.9, присоединенного к трубке Вентури 14.8, и давление теплоносителя по показанию датчика абсолютного давления 14.10 (необходимое давление теплоносителя в жидкостном тракте как при наземных испытаниях, так и при орбитальном функционировании обеспечивается в результате воздействия насыщенных паров фреона-11, находящихся в газовой полости компенсатора объема и имеющих рабочую температуру 0-30^oС (обеспечивается установкой компенсатора объема на панели приборов служебных систем), на сильфон, который в свою очередь воздействует на теплоноситель, находящийся в жидкостной полости компенсатора объема, и в точке соединения жидкостной полости с жидкостным трактом поддерживается требуемое давление); измеренные значения сравнивают с требуемыми, характеризующими работоспособность СТР; после контроля указанных параметров выключают ЭНА и для проведения дальнейших испытаний открывают отсечной вентиль 14.12 и закрывают отсечной вентиль 14.4.

Дальше проверяют работоспособность СТР и КА в целом после установки его в термовакуумной камере, т.е. в этом случае проверяют работоспособность СТР в условиях, имитирующих условия орбитального функционирования: включают в работу ЭНА 2; включают в работу ретранслятор и другие приборы и избыточное тепло, выделяющееся при их работе, передается циркулирующему через их жидкостные тракты охлаждения теплоносителю; далее это тепло в жидкостном тракте радиатора 5 передается его стенкам и излучается с поверхности радиатора в окружающее пространство; в процессе испытаний контролируют расход и давление теплоносителя и температуры приборов, которые должны находиться в допустимых диапазонах; нахождение их в допустимых диапазонах указывает на работоспособность СТР в условиях орбитального функционирования КА; в конце испытаний выключают ЭНА.

После испытаний в термобарокамере перед запуском КА отстыковывают блок 14 от остальной части жидкостного тракта СТР: разъединяют гидроразъемы 14.1 и 3.2, 14.2 и 9 и герметично состыковывают между собой гидроразъемы 3.2 и 9 (имеют три зоны герметизации) - см. фиг.2.

После этого осуществляют запуск спутника и выводят его на требуемую орбиту: на орбите СТР работает в режиме, аналогичном вышеописанному в случае испытаний СТР в термовакуумной камере.

Проведенный авторами анализ показал, что в результате выполнения СТР мощного (тепловыделение 1500±300 Вт) связного спутника согласно предложенному техническому решению обеспечивается:
- упрощение конструкции СТР, приводящее к суммарному уменьшению массы СТР на ~ 18 кг;
- увеличение срока орбитального функционирования с 10,5 до 15,5 лет с повышением вероятности безотказной работы СТР до 0,992 в результате уменьшения количества элементов в составе СТР;
- повышение достоверности испытаний, способствующее повышению качества изготовления и обеспечению надежности;
- а также экономия средств и времени при создании вышеуказанного спутника.

Таким образом, как видно из вышеизложенного, в результате выполнения СТР КА согласно предложенному авторами техническому решению обеспечивается существенное упрощение конструкции и уменьшение массы СТР и увеличение надежности ее работы в условиях орбитального функционирования в течение требуемого срока, т.е. тем самым достигаются цели изобретения.

Предложенное авторами техническое решение отражено в технической документации НПО прикладной механики, по которой будет изготавливаться СТР вновь создаваемого связного спутника.

Формула изобретения

1. Система терморегулирования космического аппарата, содержащая замкнутый жидкостный контор с теплоносителем, включающий в себя соединенные между собой трубопроводами устройства: компенсатор объема, установленный перед электронасосным агрегатом, имеющий газовою полость, ограниченную днищем корпуса и сильфоном, и жидкостною полость с присоединенным к ней отсечным вентилем, жидкостный тракт охлаждения приборов полезной нагрузки с входным и выходным гидроразъемами на концах, отсечной вентиль, установленный в линии с панелями радиатора и приборов служебных систем, выходной и входной гидроразъемы, установленные соответственно в линиях после электронасосного агрегата и в начале жидкостного тракта, идущего к входу панели радиатора, жидкостный тракт блока с входным и выходным гидроразъемами на концах, содержащий последовательно соединенные между собой компенсационное устройство, включающее в себя фиксатор сильфона, отсечной вентиль, на входе и выходе которого присоединены по концевому вентилю, фильтр и трубку Вентури с присоединенными к ней датчиками перепада давлений и абсолютного давления, отличающаяся тем, что к поверхности днища корпуса компенсатора объема приклеен электрообогреватель и герметизированная газовая полость компенсатора объема заполнена низкокипящей жидкостью марки, удовлетворяющей условию
P_мин≥ΔP_кав+ΔP_кор+ΔP_гидр;
P_макс≤P_доп-ΔP_кос-ΔP_эна+ΔP_гидр,
где Р_мин, Р_макс - значения давлений насыщенных паров жидкости при минимальной и максимальной эксплуатационной температурах газовой полости компенсатора объема, кПа;
ΔP_кав - минимально возможный кавитационный запас давления на входе в электронасосный агрегат, кПа;
ΔP_кор, ΔP_кос - жесткость полностью растянутого и сжатого сильфона компенсатора объема, кПа;
ΔP_гидр - гидравлическое сопротивление участка жидкостного тракта от точки соединения жидкостной полости компенсатора объема до входа в электронасосный агрегат, кПа;
Р_доп - максимальное допустимое рабочее давление в жидкостном тракте после электронасосного агрегата, кПа;
ΔP_эна - максимальный рабочий перепад давлений на электронасосном агрегате при его работе, кПа,
в количестве:
M≥K_з•(ΔU•ρ_мин•T+U_гпмакс•ρ_макс).
где М - масса заполненной в газовой полости компенсатора объема низкокипящей жидкости, кг;
Кз = 1,5 - коэффициент запаса;
ΔU - скорость утечек паров низкокипящей жидкости из газовой полости при орбитальном функционировании при максимальном рабочем давлении в ней для допустимой нормы негерметичности ее, м³/сутки;
ρ_мин, ρ_макс - плотность паров низкокипящей жидкости при максимально и минимально возможной рабочей температуре, кг/м³;
Т - требуемый срок орбитального функционирования, сутки;
U_гпмакс - максимально возможный объем газовой полости при орбитальном функционировании, м³,
при этом в жидкостном тракте блока вновь введена байпасная линия, включающая в себя отсечной вентиль, соединяющая жидкостный тракт между входным гидроразъемом блока и промежуточным теплообменником, установленным перед компенсационным устройством, с жидкостным трактом на входе в фильтр, причем входной и выходной гидроразъемы блока соответственно сообщены с выходным гидроразъемом жидкостного тракта охлаждения приборов полезной нагрузки и входным гидроразъемом, установленным в начале жидкостного тракта, идущего к панели радиатора, а выход отсечного вентиля компенсатора объема сообщен с жидкостным трактом до отсечного вентиля, установленного в линии с панелями радиатора и приборов служебных систем.

2. Способ изготовления системы терморегулирования космического аппарата по п. 1, включающий полное заполнение ее жидкостного контура теплоносителем со сливом его дозы после этого и испытания ее в составе космического аппарата в наземных условиях, отличающийся тем, что перед сливом дозы теплоносителя дополнительно закрывают отсечной вентиль байпасной линии блока и включают в работу на период слива электронасосный агрегат, а испытания в условиях окружающего воздуха проводят как при закрытом, так и при открытом отсечном вентиле байпасной линии блока, причем перед испытаниями в термовакуумной камере отсечной вентиль байпасной линии блока открывают, второй отсечной вентиль блока закрывают.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3