Розробка пасивних систем забезпечення теплового режиму з тепловими трубами для типових задач космічного приладобудування

Теоретично обґрунтовано рівняння теплового балансу для системи «космічний апарат – прилад – система терморегулювання – космічне середовище» для термочутливого приладу з урахуванням теплопереносу, який реалізують теплові труби. На основі аналізу цих рівнянь для граничних умов експлуатації приладу запропоновано і експериментально досліджено нову теплову концепцію побудови ефективної системи терморегулювання класу наукових приладів, які не мають власного тепловиділення. Система є пасивною, використовує для функціонування тільки теплоту зовнішнього джерела – Сонця. Її використання дозволяє звузити діапазон зміни температури приладу до 10 – 20 К на температурному рівні 290 К при зміні температури посадкових місць 253 – 323 К у діапазоні сонячної постійної 500 – 1400 Вт/м2 при можливих маневрах космічного апарату у конусі 20 градусів від напрямку на Сонце.

Cтворено нову теплову схему пасивної радіаційної системи терморегулювання для охолодження приймачів випромінювання наукових оптичних систем на температурному рівні 213 – 243 К. Запропонований принцип організації теплообміну в пасивній радіаційній системі забезпечення теплового режиму передбачає теплове з'єднання кількох радіаторів, певним чином орієнтованих у просторі. Функцію теплового провідника виконують ТТ з діодними властивостями. Зміна термічного опору ТТ з прямого (Rdir) на зворотний (Rrev) та навпаки відбувається автономно. При значеннях Rrev/Rdir > 50 – 100 К/Вт область функціонування системи забезпечення теплового режиму розширюється за величиною зовнішнього поглинутого потоку в десятки разів при довільному розміщенні приладу відносно сонячних променів на орбітах від Землі до Венери. Дана система дозволяє стабілізувати температуру приймача на температурному рівні 233 К при зовнішніх збуреннях, а саме зміни сонячної постійної і температури посадкових місць.

Розроблено методики дослідження систем з тепловими трубами в умовах, які імітують експлуатаційні.
З використанням розробленого математичного алгоритму узагальнено результати 10-річної успішної експлуатації на навколоземній орбіті системи терморегулювання на основі теплових труб розробки НТУУ «КПІ» на німецькому мікросупутнику BIRD.