מכניקת אורביטל מכתיבה את הסביבה התרמית שכל חללית חייבת לשרוד ולפעול בתוכה.הטרטקס, אוריינטציה ותזמון של תנועת לוויין ביחס לשמש, לכדור הארץ, ולמרחב העמוק מגדירים את הגבולות של מערכת הבקרה התרמית שלה.ללא הבנה עמוקה של האופן שבו הפרמטרים המקיפים משפיעים על גלי החום, על משך הליקוי, ודינמיקה הגישה, מהנדסי חום לא יכולים להיות מקרינה, לבחור בגלימות או לחזות את הטמפרטורות קיצוניות בין תוכניות בקרה ופתרונות חיוניים לשיטות בקרה אלה.

יסודות של מכניקה אורביטאל והסביבה התרמומית

האיזון התרמי של חללית נשלט על ידי החלפת החום הנקי בין הרכב וסביבתו.בכיוון, מקורות החום החיצוניים העיקריים הם קרינה סולארית ישירה, משתקף קרינה סולארית (אלבדו) מכדור הארץ, פליטה אינפרא אדום מכדור הארץ.

פרדוקסים אורביטאליים שמניעים את המטענים הארומאליים

(ב) [ה]] [ה]][דרוש מקור]] [ה]]], [ה]], [ה[[המאה ה-20], ו[ה]]] מ[[המאה ה-20]], ו[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]],]] ו[[המאה ה[[המאה ה-20]],]],]], [[המאה ה-20]],]], [[1924]],]],]],]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

בית הספר Beta Angel and Eclipse Duration

זווית הבטא היא אחד הפרמטרים המקיפים ביותר לשליטה תרמית.זווית בטא ליד 0 ° מייצרת ליקויים ארוכים (עד 35 דקות ב- LEO) כפי שהלוויין עובר דרך הצל של כדור הארץ, בעוד זווית בטא ליד 90 מעלות פירושה שהתוואי הוא קצה-על השמש, וכתוצאה מכך ניהול אור השמש המתמשך בין השמש והצל דורש מערכות תרמיות עם יכולת אחסון נאותה (מתהבת) ודוגמה מהירה, לעתים קרובות, כמו גם בחודשיים חמים, יש שינויים מהירים.

השפעה של משטרים אורביטליים ספציפיים על עיצוב הירומלי

אורביט נמוך (LEO)

LEO - גובה בין 200 ק"מ ל 2000 ק"מ - מציג את הסביבה המאתגרת ביותר של רכיבה על אופניים תרמיים. Satellites ניסיון עוברי דרך מהירה בין חימום סולארי אינטנסיבי (לעתים קרובות מעל 1300 W/m2) ואת הכיור הקר של חלל עמוק במהלך הליקוי טיפוסי טווח בין 30 ל-35 דקות, עם תקופות מסלול של כ -90 דקות של מתחמי חום אדומים דורשות חום תרמיים עם ירידה נמוכה עבור תגובה מהירה או מסה מכוונת צבע חום ישיר על ידי סולפטים פנימיים).

אורביט גיאוסטציונרי (GEO)

לווייני GEO (בערך 35,786 ק"מ עם אפס נטייה) נשארים מעל נקודה קבועה על כדור הארץ.הם חווים דחייה קצרה מאוד (פחות מ 70 דקות) רק במהלך עונות השוויון, ובמשך שאר השנה הם עדיין סולקים ללא הרף השמש.הסביבה התרמית היא יציבה יחסית, אבל שפעת השמש הקבועה - בדרך כלל 13 W61 /2 ב solestic ומעט חום עם טמפרטורות חום בינוניות לעתים קרובות עם חום בינוניות.

אורביטים אלפטיים (HEO)

HEOs, כגון מולניה או Tundra מסלולים, יש אקסצנטריות משמעותית (e>0.6) ובכך להשתנות באופן דרמטי במרחק מכדור הארץ. at perigee, החללית סקימים בגובה נמוך וגבוה כדור הארץ IR פלוקס, בעוד ב apogee זה רחוק מכדור הארץ ורואים כמעט סולק סולארי טהור עם אלברדו נמוך מאוד.

Polar and Sun-Synchronous Orbits

מסלולים Polar (inclination - 90°) מספקים כיסוי עולמי ולעתים קרובות לחצות את ה-מונח, המוביל לשינויים מהירים בזווית תאורה תאורה סולארית. מקיפים סנכרון, סוג מיוחד של מסלול הקוטב, לשמור על אוריינטציה קבועה יחסית לשמש, אשר מפשטת חיישנים סולאריים על בסיס קבוע של קוסמוכות חום, אך מטילים זווית ראייה קבועה שיכולה להשתנות לאורך השנה.

המונחים: Orbital Mechanics

רדיטור Sizing and Placement

אזור רדיטור הוא פרופורציה ישירה לטעון חום מקסימלית החללית חייבת לדחות ולפרק יחסי הפוך לטמפרטורה קורנטור ולפלט יעיל.מכניקה אורביטאל קובעת את הסביבה הגרועה ביותר של גלי חום - בדרך כלל בסולמנט הקיץ עם עצירות סולרית מקסימלית כגון פליטות חום (טווחי ליקויים מינימליים) אשר יש להשתמש כדי גודל הרדיואקטיביים.

אסטרטגיה אינסטלציה

שמיכות בידוד מרובות שכבות משמשות למזער אובדן חום parasitic מהחלל לחלל קר ולהגן על משטחים חיצוניים מפני חימום סולארי.מספר השכבות והפלט היעיל של השמיכה נבחרים על בסיס הסביבה המקיפה. in LEO, שבו נדנדה הלוויין בין חם לקור, שמיכה חייב להיות פולטים נמוכים אך גם תכונות הישרדות נאותות.

ביקורת פעילה מול מעבר ל- Passive Thermal control

הבחירה בין אקטיבי (ממים, משאבות, צינורות חום לולאה) ופסיבי (מתקני, MLI, מסה תרמית) שיטות מושפעות מאוד על ידי מכניקה מקיפים.שיטות פאסיביות הן פשוטות יותר ואמינה יותר אבל מוגבלות לטיפול בתנודות טמפרטורה מתונה עומס חום צפוי.למרות ששיטות Active Washgic Active מספקות רגולציה מדויקת וניתן להתאים לסביבות תרמיות שונות.

אופניים עשירים וניהול שומן

מחזורי תרמי חוזרים מהשמש כדי לצללים לגרום ללחץ מכני בחומרים ומפרקים.מספר המחזורים על פני תקופת משימה הוא פונקציה ישירה של תקופת מסלול ומשך משימה. ב- LEO, לוויין עשוי לחוות 16 ליקויים ליום, המוביל ליותר מ 5,800 מחזורים בשנה.על פני 10 שנים המשימה של מחזורי קרב, כלומר 58,000 מחזורים תרמיים. מהנדסים חייבים לבחור חומרים עם אפקטיביות של התרחבות תרמילאמית (CTE) לתאים קצרים, לעתים קרובות, ממתחמיים ניידים, ממתחמיים, הם ממתחמיים שונים, ממתחמיים מורכבים, ממתחמיים מורכבים, ממתחילים, ממתחילים, ממתחילים, ממתחמיים מורכבים, ממתחמיים קצרים, ממתחמיים שונים, הם לעתים קרובות.

ביקורת: Thermal control of a Sun-Synchronous Earth Observation

לוויין תצפית טיפוסי לכדור הארץ במסלול של 600 ק"מ (זווית בטא משתנה בין 30° ל 90 מעלות) מספק דוגמה מעשית של עיצוב תרמי מונע מכניקה מונעת על ידי מכניקה לאורך 600 ק"מ (כלי אופטי חייב להיות מוחזק ב-20 ± 1 ° C כדי לשמור על איכות התמונה. במהלך מחזורי הליקוי המקסימלי (כ 35 דקות), תנורי החום על הספסל יש דופק כדי לשמור על הטמפרטורה היציבה.

מודלים וסימפוציה: חיבור מכניקה Orbital ל-Thermal Analysis

עיצוב מערכת בקרה תרמית מסתמך במידה רבה על סימולציה מספרית כי זוגות מכאניים מעבורת חום 3 מתגים פיזיקה.התהליך מתחיל עם ephemeris מסלול מדויק - בדרך כלל נגזר מתומך נאמנות גבוהה הטוען כי oblateness של כדור הארץ, לחץ קרינה סולארית, וגרור - המספקת אור השמש תלותי זמן, כדור הארץ albedo, ו- IRx זה נתונים מופחתים לרמה גבוהה יותר ממרחק של אנרגיה; לא פחות ממרחקים (Ricial) ל-APTD2, או יותר ממרחק של אנרגיה, או קיבולת חום (Ric).

המונחים: key Simulation Outputs

  • (FLT:0) היסטוריית זמן ההקדשה של ההיסטוריה של פרק 1 עבור רכיבים קריטיים על פני מסלולים מרובים, כולל הישרדות וטווחים תפעוליים.
  • (ב) דחיית הנטיות (הראשונה ל-1) של קורנטורים כתפקוד של טמפרטורת הכיור (תלוי בשלב הסבב והגישה).
  • (ב) ,0) מחזורי חובה (FLT:1) נדרשים לשמור על טמפרטורות מינימום במהלך תקופות קרות.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [15] ,0) , התעלמות ממחלה תרמית (ב"ה) , העריך על בסיס ספירת מחזור וערכי דלה-T.

מגמות מתפתחות: חומרים חכמים ומזונות משתנים

ההתקדמות בחומרים מדע מאפשרת מערכות בקרה תרמיות להסתגל באופן דינמי לתנאי מסלול ללא חלקים נעים:0) למערכות של משטחים פולטים פלטה (FLT:1), כגון אלה המבוססים על ציפוי אלקטרו-כרומוזומי או תרמוכרומטי, בעודם יכולים לשנות את פליטת אינפרא אדום שלהם בתגובה למתח או טמפרטורה מוחלשת.

מסקנה

מכניקת אורביטל אינה רק קלט לעיצוב מסלול; היא הבסיס שעליו כל מערכת בקרה תרמית בנויה.הבחירה של מסלול - בין אם LEO, GEO, HEO, או סינכרוני השמש - קובע ישירות את הגודל, משך, וחוסן של עומסים תרמיים, חייב להיות אחראי על מחזורי בטא, דפוסים ליקויי ליקויי ליקויי כדור הארץ, ותקופה הדרגתית כאשר קרינה מתקדמת, תוך כדי מנגנונים סטנדרטיים, עיצובים, תוך כדי מנגנונים מתקדמים, תוך כדי סימולציה מתקדמת ביותר, תוך כדי התאמה אישית, תוך כדי מנגנונים מתודולוגיה, תוך כדי מתודולוגיה, תוך כדי מתודולוגיה, תוך כדי מתודולוגיה, תוך כדי סימולציה מתקדמת ביותר, תוך כדי סימולציה מתקדמת, תוך כדי מתודולוגיה, תוך כדי סימולציה מתקדמת, כדי סימולציה מתקדמת, כדי מתודולוגיית, תוך כדי סימולציה מתקדמת, תוך כדי סימולציה מתקדמת, כדי מתודולוגיה, כדי סימולציה מתקדמת, תוך כדי מתודולוגיית, כדי שילוב של סימולציה מתקדמת, כדי מתודולוגיה, כדי סימולציה מתקדמת ביותר, כדי שמירה על ידי סימולציה של סימולציה מתקדמת, מעקב, מעקב יעילה, כדי סימולציה של סימולציה של סימולציה של סימולציה מתקדמת ביותר, כדי שמירה על ידי

לקריאה נוספת על היחסים המתמטיים בין פרמטרים מקיפים ושטף חום, ראה את המזכר הטכני של נאס"א (FLT:0) "Spacecraft Thermal Control Design Data" (ראה להלן: 1) סקירה מצוינת של הסביבה התרמית של כדור הארץ עבור לווינים מסופקת על ידי ה-FLT:2ESA Spacecraft Control PageFLT 3 , עבור מדריך מפורט לניתוח תרמילאמי במסלולי כדור הארץ, 4.