Система стабилизации параметров фотоэлектрического преобразователя, расположенного на космическом аппарате

Изобретение относится к фотоприемным устройствам, а именно к системамстабилизации параметрсн фотоэлектрических преобразователей, работающихна борту орбитальных и пролетныхкосмических аппаратов.Целью изобретения является снижение потребления электроэнергии иповышение надежности в работе.На чертеже изображена схема стабилизации параметров Фотоэлектрического преобразователя, расположенного на космическом аппарате,Система содержит космический радиационный теплообменник 1 и соединенный хладопровод, Система снабженаустановленным н зоне стыка преобразонателя 2 и хладопронода герметичнымконтейнером 3, заполненным веществом, температура Т плавления которого ниже или равна предельной температуре сохранения работоспособностифотоэлектрического преобразователя 2,Космический радиационный теплообменник 1 выполнен в виде герметичнойемкости, полость 4 которой заполненавеществом с температурой плавленияТ . При этом Т = Т - Щ гдетепловой поток по хладопроноду, Вт;К - термическое сопротивление хладопронода, К/Вт,Две другие полости 5 и 6 теплообменника 1 заполнены этим же веществом,Поверхность теплообменника 1, обращенная в космос, имеет покрытие 7с высокой степенью черноты и высокой отражательной способностью в области солнечного спектра,Теплообменник 1 закреплен наплатформе 8 космического аппарата(не показан) с помощью опор 9, выполненных из материала с низкой теплопронодностью,Система может быть состыконана свторым преобразователем 10, аналогичным преобразователю 2 При этомоба они устанавливаются в оптической системе 11, а система содержитдополнительный контейнер 12, выполненный и заполненный аналогично контейнеру 3 и размещенный н зоне стыкапреобразователя 10 с хладопроводом,Последний содержит тепловую трубу 13и две ветви 14 многожильного медногопровода, Один конец трубы 13 контактирует с тенлообменником 1, а другой - с ветвями 14, Свободные концы последних контактируют с соответствую"щими преобразователями 2 и 10,В этом случае Т, определяют изформулы где Ц,К 1 - перепад температур поветни хладопровода,. соеЖ диняющей ФЭП, имеющийнаиболее низкую предельную температуру сохранения работоспособности, собщим участком хладопро 15вода, 1(;тепловой поток по ветвихладопронода, Вт;К, - термическое сопротивление ветви хладопроно 20 КдаВтЦ Ко - перепад температуры наоьцобщем участке хладопронода, К;25Ярн - тепловой поток по общемуучастку хладопронода, Вт,1К он, - термическое сопротивление на общем участкеК30 хпадопронода,ВтДля уменьшения лучистого теплообмена поверхность теплообменника 1,обращенная к космическому аппарату,а также поверхности хладопронода,уз 35 лов стыка с преобразователями 2 и 10и контейнеров 3 и 12 покрыты многослойной экранно-вакуумной изоляцией 15.Система работает следующим образом,.В стационарном тепловом реяяме,когда излучающая поверхность теплообменника 1 обращена в сторону "черного" космоса, на теплообменнике 1и н узлах для стыка ветвей 14 с преобразователями 2 и 10 устанавливаютсятемпературы ниже температур плавлениявеществ, размещенных в соответствующих контейнерах 3 и 12 и теплообменнике 1, т,е, при отсутствии внешнеготеплового потока на теплообменник 1(засветки) параметры преобразователей 2 и 10 стабилизируются путем излучения н космос всех конструктивных55 тепловых потоков и тепловыделения нпреобразователях 2 и 10, При этомобеспечивается сохранение в твердомсостоянии плавящихся веществ, разме 1293453щенных в теплообменнике 1 и контейнерах 3 и 12. При,попадании внешнего теплового потока на излучающую поверхность теплообменника 1 система стремится к новому тепловому равно-. весию. При этом наличие плавящегося вещества в теплообменнике 1 обеспечивает за счет скрытой теплоты плавления стабилизацию его температуры на уровне температуры плавления Т . Ю и, следовательно, стабилизацию параметров преобразователей 2 и 10. После окончания плавления вещества в теплообменнике 1 его температура начинает повышаться и при достижении 15 температуры, равной температуре Т, начинается процесс плавления вещества, размещенного в контейнерах 3 и 12, При этом большая теплоемкость теплообменника 1 из-за наличия в нем рас плавленного вещества увеличивает тепловую инерцию системы, способствует замедлению процесса плавления вещества в контейнерах 3 и 12 и тем самым обеспечивает дополнительный эффект стабилизации параметров преобразователей 2 и 10.Термическое сопротивление контейнеров 3 и 12 с плавящимся веществом не влияет на распределение температур 30 по тепловой цепи, так как термическоесопротивление контейнеров имеет параллельное соединение с основной тепловой цепью преобразователь - хладопровод-теплообменник. В стационар ном тепловом режиме, когда теплообменник ориентирован в сторону черного" космоса, излучение с площади 0,046 м обеспечивает отвод 2 Вт теплоты от двух преобразователей 2 40 и 10, установленных в оптической системе 11, при температуре на теплообменнике 1 не выше 223 К, Термическое сопротивление хладопровода, состоящего из тепловой трубы 13, заполненной хладоном - 22, и двух ветвей 14 медного провода, обеспечивает температуру на стыке преобразователей 2 и 10 не выше 243 К, в то время как предельная температура сохранения 50 работоспособности одного из них не выше 261 К, другого - не выше 265 К, Для стабилизации параметров преобразователей 2 и 10 при засветке теплообменника 1 потоком солнечного из лучения последний заполнен 47-процентным водным раствором этилового спирта, имеющим температуру плавления 239 К, Масса раствора 80 г. Контейнеры 3 и 12 заполнены 27-процентным водным раствором этилового спирта с температурой плавления 257 К. Масса раствора в каждом контейнере 10 г.Установка в зоне стыка преобразователя и хладопровода герметичного контейнера, заполненного веществом,температура Т плавления крторого непревышает температуры сохранения работоспособности фотоэлектрическогопреобразователя,и выполнение космического радиационного теплообменника в виде герметичной емкости, полость которого заполнена веществом с температурой плавления Т = Т 1 - Щпозволяет стабилизировать параметрыпреобразователя в стационарном режиме и продлить время функционирования теплообменника в режиме радиационного охладителя при засветке без дополнительного охлаждения, связанного с расходом электроэнергии и с исполь" зованием дополнительного оборудования.1Система является полностью пассивной, не потребляет электроэнергии даже при засветке, Отсутствиеактивных элементов и возможностьстабилизировать параметры несколькихразличных по пороговым температурампреобразователей повышает надежностьв работе системы,Таким образом, изобретение обеспечивает снижение потребления электроэнергии и повышение надежности вработе,Формула из обретенияСистема стабилизации параметров фотоэлектрического преобразователя, расположенного на космическом аппарате, содержащая космический радиационный теплообменник и соединительный хлацопровод, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью снижения потребления электроэнергии и повышения надежности в работе, система снабжена установленным в зоне стыка преобразователя и хладопровода герметичным контейнером, заполненным веществом, температура Т плавления которого ниже или равна предельной температуре сохранения работоспособности фотоэлектрического преобразо1293453 ставитель 31. 11 етровхред Л.Сердюкова Кор Редактор М.Циткин ор С,Шекм каз 368/4 О щписное НИИПИ 13 О 35,роизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул, Проектная, 4 вателя, а космический радиационныйтеплообменник выполнен в виде герметичной емкости, попость которой заполнена веществом с температурой Тираж 47 б Государственног елам изобретени осква, Ж, Ра плавления Т, при этом Т = Т, ЯК, где Я - тепловой поток по хладопроводу, Вт; К - термическое сопротивление хладопровода, К/Вт. омитета СССР открытий кая наб д, 4