Задачи и состав СОТР.
Теплообмен в скафандре. с. 18
Особенности конструкции СОТР. с. 15
Внешний теплообмен в ПКК. с. 14
Внутренний теплообмен в ПКК. с. 9
Тепловой режим организма человека. с. 6
Лекция 11 по СОЖ. 2012.
СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА В КОСМИЧЕСКОМ ПОЛЕТЕ.
Задачи СОТР.
Система обеспечения теплового режима (СОТР) предназначена для создания комфортного для человека температурного режима в жилых отсеках ПКК.
Основная функция подсистем СОТР – обеспечение заданных тепловых режимов в космическом полете. Дополнительные функции - обеспечение тепловых режимов на Земле перед стартом и после приземления, а также при полете в атмосфере.
Об этом важно знать, потому что функционирование СОТР на Земле и при полете в атмосфере осуществляется совсем иначе, чем в космосе.
Мы будем рассматривать только работу СОТР в космосе.
Кроме того, подсистемы СОТР выполняют дополнительные функции обеспечения тепловых режимов функционирования:
- бортовых служебных систем (включая агрегаты КСОЖ),
- специального оборудования (научного и др.).
Для бортовой аппаратуры должна поддерживаться температура в пределах 0 – 40оС, для экипажа: 15 - 25оС.
Заданный температурный режим обеспечивается регулированием подвода и отвода тепла.
При наличии в ПКК регенерационных СЖО в задачи СОТР входит также термостатирование тепло- и массообменных аппаратов СЖО на требующихся температурных уровнях.
Особенно велика нагрузка на СОТР при использовании в составе КСЖО агрегатов ФХСЖО и БТСЖО.
Объектами обеспечения теплового режима в ПКК могут быть: животные, растения, приборы, оборудование, элементы конструкции. Обычно выделяют отдельные отсеки с индивидуальным набором требований:
- жилые и рабочие,
- отсеки электронного оборудования,
- оранжерея.
- отсеки с животными,
Проектирование СОТР.
Как и в каждом жилом помещении, в ПКК существуют 2 группы источников тепла: внутренние и внешние.
Внутренние источники: экипаж, другие живые объекты, находящиеся в жилых отсеках, функционирующее бортовое оборудование и приборы.
Внешние источники – Солнце, планеты, около которых находится ПКК (Земля и Марс).
Qсотр = Qвнутр + Qвнеш (13.1)
Qсотр – тепловой поток, выводимый средствами СОТР за пределы ПКК, ккал/сут.,
Qвнутр – тепловой поток, поступающий в жилые отсеки из внутренних источников ПКК, ккал/сут.,
Qвнеш – тепловой поток, поступающий в жилые отсеки из внешних источников ПКК, ккал/сут.
Поэтому общую задачу СОТР принято делить 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.
Конструкция СОТР.
Конструкция СОТР состоит из подсистем:
- подсистемы вентиляции жилых отсеков, обеспечивающей поддержание температуры воздуха в заданных пределах; подсистема вентиляции обеспечивает также показатели газообмена экипажа концентрацию в атмосфере жилых отсеков паров воды, кислорода, углекислоты и микропримесей;
- подсистемы внутреннего теплообмена, обеспечивающей передачу избытка тепла во внешнюю подсистему;
- подсистемы внешнего теплообмена, обеспечивающей сброс избытка тепла в космос.
Иногда СОТР делят на следующие подсистемы:
- подсистема теплозащиты,
- подсистема терморегулирования,
- подсистема вентиляции,
- подсистема поддержания влажности.
Такое деление удобно при конструировании. В этом разделении конструкций проявляется специализация конструкторов.
Варианты каждой подсистемы могут различаться по принципу действия и по схемным и конструктивным решениям.
В простейшей СОТР ПКК 4 основных функциональных элемента, по сути дела определяющие проектные характеристики СОТР:
- холодильно-сушильный агрегат (ХСА),
- ЖЖТ, передающий тепловую энергию от жидкого теплоносителя ХСА к теплоносителю радиатора,
- радиатор, излучающий избыточное тепло в космос,
- пакет экрано-вакуумной теплоизоляции, защищающей ПКК от нагрева внешними источниками тепла.
В ДОС СОТР значительно сложнее