Ретроспективный обзор разработок двухфазных контуров теплопереноса с насосной прокачкой теплоносителя для систем обеспечения теплового режима космических аппаратов

Авторы

  • Г. А. Горбенко Центр технической физики «ЦТФ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17), Ukraine
  • П. Г. Гакал Национальный аэрокосмический университет «Харьковский авиационный институт» им. Н. Е. Жуковского (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17), Ukraine https://orcid.org/0000-0003-3043-2448
  • Р. Ю. Турна Центр технической физики «ЦТФ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17), Ukraine https://orcid.org/0000-0001-5773-1400
  • А. М. Годунов Национальный аэрокосмический университет «Харьковский авиационный институт» им. Н. Е. Жуковского (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17), Ukraine https://orcid.org/0000-0001-8850-8367

Аннотация

Основные вопросы, связанные с разработкой двухфазных контуров теплопереноса с механической прокачкой теплоносителя для систем обеспечения теплового режима космических аппаратов с большой энерговооруженностью, сформулированы еще в начале 80х. Они имеют неоспоримые преимущества по сравнению с однофазными контурами с механической прокачкой и двухфазными контурами с капиллярной прокачкой при мощности более 6 кВт и расстоянии теплопереноса более 10 м. Интенсивные исследования и разработки таких систем начаты в США совместно с европейскими, канадскими и японскими специалистами в связи с планами создания новых космических аппаратов большой мощности и проектом орбитальной станции Freedom. В 90-е годы в РКК «Энергия» имени С. П. Королёва (Россия) велись работы по созданию двухфазного контура теплопереноса с механической прокачкой теплоносителя для российского сегмента Международной космической станции (МКС) мощностью 20–30 кВт. Для этого были задействованы ведущие исследовательские организации бывшего СССР. Интерес к двухфазным контурам в последние два десятилетия существенно вырос в связи с проектами мощных стационарных космических платформ и различных лунных и марсианских миссий. В статье представлен ретроспективный обзор мировых разработок двухфазных контуров теплопереноса с механической прокачкой теплоносителя для систем обеспечения теплового режима космических аппаратов с большой энерговооруженностью с начала 80-х годов до настоящего времени. Рассмотрено участие в разработках ученых и инженеров Национального аэрокосмического университета «ХАИ» и Центра технической физики (Харьков, Украина). Освещены основные направления исследований, результаты разработок и научно-технические проблемы на пути практической реализации двухфазной системы. Несмотря на большой объем выполненных поисковых и опытно-конструкторских работ, до недавнего времени не было практически реализованных проектов космических аппаратов с двухфазным контуром теплопереноса большой мощности. Первым мощным стационарным спутником с двухфазным контуром теплопереноса стал спутник SES-17 на платформе NEOSAT компании Thales Alenia Space - France. Спутник выведен на орбиту 24 октября 2021 года ракетой Ariane-5 с космодрома Куру, Французская Гвиана.

Биографии авторов

Г. А. Горбенко, Центр технической физики «ЦТФ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17)

Доктор технических наук

П. Г. Гакал, Национальный аэрокосмический университет «Харьковский авиационный институт» им. Н. Е. Жуковского (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17)

Доктор технических наук

Р. Ю. Турна, Центр технической физики «ЦТФ» (61070, Украина, г. Харьков, ул. Чкалова, 17)

Кандидат технических наук

Загрузки

Опубликован

2022-01-12

Выпуск

Раздел

Аэрогидродинамика и тепломассообмен