Экспериментальные исследование и калибровка характеристик низкотемпературного теплообменника-тепломера с целью контроля параметров теплового интерфейса в тепловакуммных испытаниях

Ключевые слова: космический аппарат, тепловакуумные испытания, тепловые нагрузки, теплообменник-тепломер

Аннотация

Исследуются характеристики изготовленного опытного образца теплообменника-тепломера, концепция и конструкция которого были предложены авторами на предшествующем этапе работы, который освещался ранее и посвящен расчетно-экспериментальным оценкам характеристик имитатора теплового интерфейса, с помощью которого предполагается «воспроизводить» соединение тепловыделяющего оборудования и теплоотводящего тракта космического аппарата (КА) в тепловакуумных испытаниях при температуре около минус 100С. Фактически, изготовленный теплообменник-тепломер должен обеспечивать поддержание заданной в технических требованиях температуры контактной поверхности теплового интерфейса и, одновременно, осуществлять контрольное измерение регламентированной величины теплового потока от полезной нагрузки к интерфейсу. При разработке теплообменника-тепломера и определении методики его применения первостепенной была сформулирована задача достижения стабилизации требуемой температуры имитатора интерфейса в процессе испытаний. Не менее важной, но сопутствующей была обозначена задача обеспечить возможность количественной оценки стационарного теплового потока, проходящего через интерфейс. Последнее достигается в результате совмещения мощностей полезной нагрузки (тепловыделяющего оборудования) и электронагревателя тепломера, с одновременным подбором мощности второго, целенаправленно, до достижения требуемой температуры на контактной поверхности интерфейса. Так двойное требование к интерфейсу (к потоку и к температуре) обеспечиваются одновременно. При адаптации теплообменника-тепломера к выполнению конкретных режимов испытаний, в его конструкции изменяют количество болтов, соединяющих теплообменник с контактной пластиной интерфейса. Это позволяет заданным образом подстраивать термическое сопротивление тепломера. Авторы представляют результаты, выполненных на этапе калибровки тепломера экспериментальных работ, которые подтверждают успешное решение поставленных задач.

Keywords: spacecraft, thermal vacuum tests, thermal loads, heat exchanged-heat meter

Abstract

The characteristics of the manufactured prototype heat exchanger-heat meter. The concept and design of which were proposed by the authors at the previous stage of the work. Which was covered earlier and is devoted to computational and experimental assessments of the characteristics of the thermal interface simulator. With the help of which it is supposed to “reproduce” the connection of the fuel equipment and the heat removal path of the spacecraft (SC) in heat and vacuum tests at a temperature of about minus 100 ° C. In fact, the heat exchanger manufactured must maintain the temperature of the contact surface of the thermal interface specified in the technical requirements and, at the same time. Carry out a control measurement of the regulated value of the heat flow from the payload to the interface. When developing the heat exchanger-heat meter and determining the procedure for its use, the primary task was formulated to achieve stabilization of the required temperature of the interface simulator during the tests. No less im-portant, but concomitant, was the task of providing the ability to quantify the stationary heat flux passing through the interface. The letter is achieved as a result of combining the power of the payload (fuel equipment) and the electric heater of the heat meter, with simultaneous selection of the power of the second, purposefully, until the required temperature is reached on the contact surface of the interface. Thus, a double requirement for the interface 9 to flow and to temperature is provided simultaneously. When the heat exchanger-heat meter to specific test modes, to the interface contact plate is changed in its design. The allows the thermal resistance of the heat to be adjusted in a predetermined manner. The authors present the results of the experimental works performed at the stage of calibration of the heat meter, which confirm the successful solution of the set tasks.