Общая характеристика тепловой отработки КА: этапы, структура и задачи отработки.

Надежное математическое моделирование теплообмена большинства типов КА связано с рядом трудностей, обусловленных не столько недостатками математических методов и вычислительных средств, сколько сложностью и значительной неопределенностью протекания физических процессов внешнего и внутреннего теплообмена между элементами КА. Поэтому при создании КА большое значение имеет, так называемая, тепловая отработка, представляющая собой совокупность тепловых экспериментов (испытаний) и проводимых на основе их результатов мероприятий по доработке (в случае необходимости) средств обеспечения теплового режима, а иногда и конструкции аппарата.

Тепловая отработка может проводиться на различных стадиях создания КА: начиная с этапа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ до летно-конструкторских испытаний. Для начальной стадии разработки КА характерны эксперименты, связанные с поиском и отработкой новых методов, схемных и конструктивных решений задач обеспечения теплового режима КА в целом или его отдельных частей, а также эксперименты, проводимые для подтверждения возможности получения требуемых технических характеристик систем КА. На последующих стадиях разработки КА можно выделить следующие три этапа тепловых испытаний:

- Автономные испытания агрегатов КА для полной их автономной отработки. В качестве агрегатов могут рассматриваться как отдельные приборы, аппаратура, устройства, так и целые отсеки и системы.

- Комплексные испытания систем КА, включающие ряд образующих взаимосвязанную совокупность агрегатов, работоспособность каждого из которых и условия работы взаимозависимы.

- Комплексные испытания КА в целом.

Отмеченные этапы отражают один из принципов отработки техники: от “ простого к сложному “. Этот принцип требует постепенного укрупнения и усложнения отрабатываемых частей КА.

В зависимости от особенностей отрабатываемого аппарата, наличия его прототипов и опыта отдельные этапы отработки могут исключаться или, наоборот, разбиваться на более мелкие этапы. Условием достаточности проведенного объема отработки КА является наличие сведений о реализующихся в неблагоприятных, но возможных условиях его работы, приемлемых параметрах теплового режима, а также о надежности их обеспечения.

По структуре тепловые испытания КА можно разделить на следующие типы:

- Тепловакуумные испытания - испытания, связанные с моделированием космических условий полета или условий пребывания на поверхности не имеющих атмосферу небесных тел (Луны, астероидах).

- Невакуумные испытания герметичных отсеков.

- Испытания систем тепловой защиты, обеспечивающих сохранность конструкции, внутренний тепловой режим спускаемых с орбит аппаратов в условиях кинетического и радиационного нагрева, обусловленного аэродинамическим торможением.

- Тепловые испытания с воспроизведением условий пребывания в атмосфере планет, в том числе на Земле (климатические тепловые испытания).

- Вакуумно-температурные испытания, в процессе которых проверяется работоспособность каких - то узлов и механизмов КА в условиях реализации на элементах конструкции испытуемого объекта экспериментально или расчетно выявленных значений температур.

- Ресурсные испытания и испытания на надежность элементов системы терморегулирования, оборудования и комплектующих элементов в условиях, имитирующих реальные тепловые условия эксплуатации.

- Исследование работоспособности СОТР в условиях аварийной ситуации, т.е. при частичном или полном отказе отдельных элементов системы, нарушении герметичности, отклонении внутренних тепловыделений от значений, предусмотренных программой полета и т. д.;

- Определение теплофизических параметров отдельных частей и элементов КА;

- исследование температурного поля в КА или его отдельных частях с целью коррекции математической модели его теплового состояния;

- Проверка работы радиоэлектронной, оптической и другой аппаратуры в условиях реальных температур и температурных градиентов.