Задачи и состав СОТР.

Теплообмен в скафандре.

Особенности конструкции РТО. с. 13

Внешний теплообмен ПКК. с. 11

Внутренний теплообмен в ПКК. с. 8

Тепловой режим организма человека. с. 6

Задачи и состав СОТР. с. 2

СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ.

Теплообмен в скафандре.

Внешний теплообмен ПКК.

Внутренний теплообмен в ПКК.

Тепловой режим организма человека.

Система обеспечения теплового режима (СОТР) предназначена для обеспечения требуемого температурного режима ПКК, находящегося в космическом полете. Для бортовой аппаратуры должна поддерживаться температура в пределах 0 – 40^оС, для экипажа – 15-25^оС. Заданный температурный режим обеспечивается регулированием подвода и отвода тепла.

Основные функции СОТР:

- поддержание в отсеках ПКК требуемых температур воздуха,

- выведение из отсеков ПКК тепла, выделяемого экипажем и оборудованием при полете в космосе, а также на старте перед запуском РН, при полете в атмосфере и после приземления.

При наличии в ПКК регенерационных СЖО в задачи СОТР входит также термостатирование тепло- и массообменных аппаратов СЖО на требующихся температурных уровнях.

Общую задачу СОТР можно условно разделить на внутреннюю и внешнюю.

Внутренняя задача – организация отвода тепла и регулирование температур атмосферы отсеков и аппаратов СЖО путем конвективного теплообмена с рабочим телом – теплоносителем, использующимся в СОТР.

Внешняя задача – обеспечение передачи выделенного из отсеков тепла путем излучения в наружное пространство в специфических физических условиях космического полета.

Следует отметить, что задача обеспечения температурных режимов в жилых отсеках включает в себя и специфические вопросы обеспечения высокой работоспособности экипажа. Этого можно достигнуть при постоянной оценке состояния человека и оценке связи состояния с тепловыми режимами в отсеке. В длительном полете СОТР должна выполнять определенные функции тренажера для системы терморегуляции человеческого организма вследствие непрерывного воздействия тепловых условий окружающей среды.

Поэтому под тепловым режимом ПКК понимается не определенный неизменный во времени диапазон температур в жилом отсеке, а последовательность во времени совокупности значений температуры, влажности, подвижности (скорости движения) воздуха и характеристик тепловых потоков (величин, градиентов, направлений).

СОТР обычно делят на функциональные подсистемы:

- подсистема теплозащиты,

- подсистема терморегулирования,

- подсистема вентиляции,

- подсистема поддержания влажности.

Варианты каждой подсистемы могут различаться по принципу действия и по схемным и конструктивным решениям.

Подсистемы теплозащиты.

1. Теплоограждающие на основе:

- терморегулирующих покрытий,

- ЭВТИ,

- однородной теплоизоляции.

2. Теплопоглощающие:

- на основе изоляции с большой теплоемкостью,

- на основе частично уносимых материалов,

- с газодинамическим (гидродинамическим) охлаждением.

3. Теплорассеивающие с использованием:

- конвективного охлаждения,

- испарительного охлаждения,

- термоэлектрического насоса.

Подсистемы терморегулирования.

1. Конвективные:

- замкнутые,

- с газовым циклом.

2. На основе изменения агрегатного состояния теплоносителя:

- разомкнутые,

- замкнутые.

3. Термоэлектрические:

- с теплоносителем,

- без теплоносителя.

4. Теплоаккумулирующие на основе материалов:

- с большой теплоемкостью,

- с изменением агрегатного состояния.

Подсистемы вентиляции.

1. Централизованные на основе:

- сосредоточенной подачи и удаления теплоносителя,

- распределенной подачи и удаления теплоносителя,

рециркуляции.

2. Локализованные:

- закрытого типа,

- полуоткрытого типа,

- открытого типа.

Подсистемы осушки.

1. С возвратом влаги в цикл на основе:

- конденсации,

- адсорбции с регенерируемыми поглотителями,

- электролиза паров воды.

2. Со складированием влаги на основе:

- конденсации и влагоудерживающих пористых тел,

- адсорбции с нерегенерируемыми поглотителями,

- хемосорбции.

Перечисленные варианты СОТР часто встречаются в объединении друг с другом.

На практике обычно выделяют пассивные и активные элементы.

К пассивным элементам относится тепловая защита, которая благодаря своей простоте нашла широкое применение. В нее входят специальные покрытия внешней поверхности ПКК, обеспечивающие наиболее выгодное соотношение коэффициентов поглощения и излучения тепла, а также экранно-вакуумная теплоизоляция (ЭВТИ).

К элементам СОТР предъявляются общие и специальные требования.

Общие требования – надежность и безопасность, минимальные масса и габариты, минимальное энергопотребление, ремонтопригодность, максимальная унификация элементов.

Специальные требования к элементам СОТР – функциональные (перечень обеспечиваемых величин температуры, влажности, скорости воздуха, производимого шума), физико-технические и эксплуатационные.

Объектами обеспечения теплового режима в ПКК могут быть: члены экипажа, животные, растения, приборы, оборудование, элементы конструкции. Обычно выделяют отдельные отсеки с индивидуальным набором требований:

- жилые и рабочие,

- отсеки электронного оборудования,

- отсеки с животными,

- оранжерея.

В простейшей СОТР ПКК 3 основных функциональных элемента, по сути дела определяющие проектные характеристики СОТР: холодильно-сушильный агрегат (ХСА), радиатор, излучающий избыточное тепло в космос, пакет экрано-вакуумной теплоизоляции.

В ДОС СОТР значительно сложнее.