Воронцов В.А., Устинов С.Н. ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКА ВЕНЕРИАНСКОГО СПУСКАЕМОГО АППАРАТА ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» 16.04.2009. - презентация

1 Воронцов В.А., Устинов С.Н. ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКА ВЕНЕРИАНСКОГО СПУСКАЕМОГО АППАРАТА ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина»

2 ОГРАНИЧЕНИЯ ПО МАССЕ: масса КА на начальной орбите кг при использовании РН «Союз» и 1540 кг при использовании РН «Зенит» (стоимость…) масса СА при входе в атмосферу кг (1000?). СА «Вега» кг система аэродинамического торможения СА (500) кг СА «Вега» кг… аэростатный зонд кг… ( 2 зонда кг ) дрейфующий зонд (ветролет) кг посадочный аппарат - 50 (100). «Вега» кг ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ОБЛИКА ВЕНЕРИАНСКОГО СПУСКАЕМОГО АППАРАТА

3

4 выбор в качестве прототипа спускаемого аппарата «Вега» форма теплозащитной оболочки - сфера (?) диаметр СА «Вега» 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)

5

6 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: 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

7 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

8 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СТР ДВС 1.Выбор схемы обеспечения теплового режима 2.Выбор средств обеспечения теплового режима 3.Расчет теплового баланса системы 4.Подготовка и проведение экспериментальной отработки СТР ДВС 5.Уточнение состава и характеристик средств обеспечения теплового режима

9 ВЫБОР СХЕМЫ 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 (+50 о С, +80 о С, +300 о С) величина суммарного тепловыделения аппаратуры внутри приборного контейнера габаритно-массовые ограничения

10 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

11 ОЦЕНОЧНЫЙ РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА СИСТЕМЫ Подготовка исходных данных Разработка тепловой модели Выбор или разработка специального программного обеспечения Проведение расчетов Анализ результатов, выдача рекомендаций

12 ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОТРАБОТКИ СТР ДВС Выбор экспериментальной базы Разработка технической документации в обеспечение испытаний Проведение испытаний Анализ результатов

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

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