Презентация на тему ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКАВЕНЕРИАНСКОГО СПУСКАЕМОГО АППАРАТА

Воронцов В.А., Устинов С.Н.

ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКА ВЕНЕРИАНСКОГО СПУСКАЕМОГО АППАРАТА

ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина»

16.04.2009

ОГРАНИЧЕНИЯ ПО МАССЕ:

масса КА на начальной орбите - 1080 кг при использовании РН
«Союз» и 1540 кг при использовании РН «Зенит» (стоимость…)

масса СА при входе в атмосферу - 600 кг (1000?). СА «Вега» - 1750 кг

система аэродинамического торможения СА - 300 (500) кг
СА «Вега» - 890 кг…

аэростатный зонд - 115 кг… ( 2 зонда - 250 кг )

дрейфующий зонд (ветролет) - 100 кг

посадочный аппарат - 50 (100). «Вега» - 750 кг

ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКА
ВЕНЕРИАНСКОГО СПУСКАЕМОГО АППАРАТА

выбор в качестве прототипа спускаемого аппарата «Вега»

форма теплозащитной оболочки - сфера (?)
диаметр СА «Вега» - 2.4 м.

необходимость использования предварительного
аэродинамического торможения ?

использование конструкции аэростатного зонда «Вега», оболочки,
схемы ввода в действие, либо изменение конструкции при
уменьшении размеров сферы

размещение двух аэростатных зондов в типовой конструкции
спускаемого аппарата КА «Венера“

расположение системы наполнения относительно оболочки (сверху)

выбор материала для оболочки второго аэростата (дополнительная
«обмазка» и утяжеление)

ОБЩАЯ ПРОБЛЕМА: СОХРАНЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АППАРАТУРЫ ПОСАДОЧНОГО АППАРАТА В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ, ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ В ТЕЧЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ:
Диапазон изменения температур: 20°С - 500°С
Диапазон изменения внешнего давления: 1-100 бар
Продолжительность процесса спуска: ~ 60 мин (?)
Расчетная продолжительность функционирования посадочного
аппарата на поверхности Венеры: ~ 3 часа (?)

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ УСЛОВИЯ, ПРИ КОТОРЫХ АППАРАТУРА СОХРАНЯЕТ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ:

Максимальная температура: 50°С
Максимальное давление: 2 бар

ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ И СОЗДАНИЯ ПОСАДОЧНОГО АППАРАТА

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:

подтверждение работоспособности и эффективности выбранных
средств обеспечения теплового режима

проверка тепловых свойств материалов

отработка технологий изготовления и нанесения средств
теплозащиты на конструкцию теплового макета и штатный аппарат


РЕШЕНИЕ: ВОССОЗДАНИЕ УНИКАЛЬНОГО СТЕНДА С КАМЕРОЙ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ, В КОТОРОЙ МОЖНО РАЗМЕСТИТЬ НАТУРНЫЙ МАКЕТ ПОСАДОЧНОГО АППАРАТА СО ШТАТНОЙ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТОЙ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОТРАБОТКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОСАДОЧНОГО АППАРАТА В УСЛОВИЯХ БЛИЗКИХ К РЕАЛЬНЫМ

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СТР ДВС

Выбор схемы обеспечения теплового режима
Выбор средств обеспечения теплового режима
Расчет теплового баланса системы
Подготовка и проведение экспериментальной отработки СТР ДВС
Уточнение состава и характеристик средств обеспечения теплового режима

ВЫБОР СХЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

ОПРЕДЕЛЯЮЩИМИ ФАКТОРАМИ ДЛЯ ВЫБОРА СХЕМЫ ЯВЛЯЮТСЯ:

время активного существования станции, определяемое объемом научных задач (5 суток, 20суток, более 20 суток).

допустимая плюсовая температура аппаратуры, оборудования и элементов конструкции (+50оС, +80оС, +300оС)

величина суммарного тепловыделения аппаратуры внутри приборного контейнера

габаритно-массовые ограничения

ВЫБОР СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА

определение состава СТР

теплоизоляция
хладагенты (теплопоглатители)
калиброванные термосопротивления
другие средства (тепловые трубы, вентиляторы, и т.д.).

выбор материалов, с соответствующими теплофизическими характеристиками

поиск выбранных материалов и (или) технологий их изготовления

ОЦЕНОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА СИСТЕМЫ

Подготовка исходных данных

Разработка тепловой модели

Выбор или разработка специального программного обеспечения

Проведение расчетов

Анализ результатов, выдача рекомендаций

ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКИ СТР ДВС

Выбор экспериментальной базы

Разработка технической документации в обеспечение испытаний

Проведение испытаний

Анализ результатов

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДВУХКОНТУРНОЙ СТР ДЛЯ ПОСАДОЧНОГО АППАРАТА (ВАР. 1)

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДВУХКОНТУРНОЙ СТР ДЛЯ ПОСАДОЧНОГО АППАРАТА (ВАР. 2)