Системи забезпечення теплового режиму космічних апаратів
Системи терморегулювання космічних апаратів з однофазним теплоносієм довели свою працездатність. Але технічне удосконалення космічних апаратів, зростання їх розмірів і потужності бортового обладнання потребує революційних змін в їх конструкції.
Рішенням був перехід на двофазні системи відводу тепла. При високих відстанях теплопереносу і високих теплових навантаженнях вони легше і споживають менше енергії. Але досвід їх експлуатації в умовах космічного польоту був відсутній. При цьому процеси кипіння і конденсації в невагомості протікають зовсім не так, як на Землі! Більш того, ці процеси були практично не вивчені.
Для вирішення цієї проблеми спеціалісти кафедри аерокосмічної теплотехніки ХАІ скористалися накопиченим досвідом робіт по дослідженню процесів в контурах теплопереносу ядерних електростанцій. Спільно з Федеральним державним унітарним підприємством "Дослідницький центр імені М. В. Келдиша" на замовлення ракетно-космічної корпорації «Енергія» імені С. П. Корольова був виконан великий обсяг досліджень.
Дослідження процесів випаровування і конденсації дозволили спроектувати ряд типів випарників і конденсаторів, працездатних в умовах невагомості. Вони проходили випробування як в ХАІ, так і в Центрі Келдиша (Москва, Росія).
Вченими ХАІ були розроблена принципова схема двофазної системи терморегулювання космічної станції. Концепція цієї системи базувалася на ідеї теплової шини, коли однофазні системи терморегулювання окремих модулів пов'язані з центральною системою через випарні теплообмінники, що забезпечує стабільні умови тепловідведення при різних теплових навантаженнях. Була розроблена система керування контуром, що дозволяє йому функціонувати в широкому діапазоні теплових навантажень при всіх можливих в умовах орбітального польоту умовах тепловідведення.
Працездатність цієї системи була доведена експериментами на створеному в ХАІ стенді ФВ-А - аналозі системи терморегулювання російського сегменту Міжнародної космічної станції.
Стенд ФВ-А - аналог системи терморегулювання російського сегменту Міжнародної космічної станції. Побудований і використаний для досліджень фахівцями кафедри.
Міжнародна космічна станція. У її проєктуванні приймали участь фахівці кафедри.
Для остаточної перевірки працездатності вузлів запропонованої системи терморегулювання фахівцями кафедри аерокосмічної теплотехніки ХАІ був розроблений стенд ЛЕУ-1М - досвідчена система терморегулювання. Він був побудований в РКК «Енергія», встановлений на борту транспортного космічного корабля «Прогрес М-42» і випробуваний в умовах космічного польоту. Унікальні дані, отримані в ході випробувань, повністю підтвердили ефективність конструкції системи.
Результати робіт фахівців кафедри аерокосмічної теплотехніки ХАІ були використані при проектуванні російського сегменту Міжнародної космічної станції.
Співробітники кафедри 205 ХАІ, NASA і РКК "Енергія" у космічного корабля "Прогрес", на якому встановлений розроблений за участю ЦТФ ХАІ стенд системи терморегулювання для випробувань в космосі.
Вантажний космічний корабель типу «Прогрес»
Накопичений в Національному аерокосмічному університеті досвід проектування систем космічних апаратів зацікавив компанію Thales Alenia Space (Франція), що займається будівництвом телекомунікаційних супутників.
На замовлення цієї компанії в ХАІ був розроблений ряд варіантів систем терморегулювання супутників зв'язку, а також побудовані два стенди-аналога систем терморегулювання. Після проведеної в ХАІ серії експериментів ці стенди були передані для продовження випробувань в Cannes Mandelieu Space Center.
Співробітники Thales Alenia Space освоюють стенд в ХАІ
Співробітники кафедри аерокосмічної теплотехніки ХАІ на випробуваннях в Cannes Mandelieu Space Center