I. Подсистемы теплозащиты
1. Теплоограждающие:
- на основе терморегулирующих покрытий;
- на основе экранно-вакуумной изоляции;
- на основе однородной теплоизоляции.
2. Теплопоглощающие:
- на основе изоляции с большой теплоемкостью;
- с газодинамическим (гидродинамическим) охлаждением;
- на основе частично уносимых теплозащитных материалов.
3. Теплорассеивающие:
- с использованием конвективного охлаждения;
- с использованием испарительного охлаждения;
- с термоэлектрическим насосом.
II. Подсистемы формирования температурно-влажностных и циркуляционных полей
1. Централизованные:
- на основе сосредоточенной подачи и удаления теплоносителя;
- на основе распределенной подачи и удаления теплоносителя;
- рециркуляционные.
2. Локализационные:
- закрытого типа;
- полуоткрытого типа;
- открытого типа.
III. Подсистемы терморегулирования
1. Конвективные:
- замкнутые;
- с газовым циклом.
2. На основе изменения агрегатного состояния вещества:
- разомкнутые;
- замкнутые.
3. Термоэлектрические:
- без теплоносителя;
- с теплоносителем.
4. Теплоаккумулирующие:
- на основе материалов с большой теплоемкостью;
- на основе материалов с изменением агрегатного состояния вещества.
Рассмотренный вариант классификации облегчает методическое изложение материала по системам обеспечения теплового режима и служит базой для дальнейшей отработки общей терминологии, определений и классификационных признаков. Выделенные в данной классификации отдельные подсистемы и элементы не обязательно представляют собой самостоятельные группы. Чаще всего они встречаются в сочетании с другими подсистемами, образуя комбинированные варианты СОТР, где одна из подсистем может играть доминирующую роль.
1.4. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ
К системам обеспечения теплового режима, как и к другим штатным системам КА, предъявляются вполне определенные требования, которые можно подразделить на общие и специальные.
Общие требования к системам
1. Надежность в работе.
2. Минимальные масса и габариты.
3. Минимальное энергопотребление.
4. Безопасность в работе.
5. Небольшая стоимость изготовления.
6. Ремонтопригодность.
7. Возможно большая унификация элементов.
Перечисленные выше общие требования очевидны и не нуждаются в объяснениях.
Специальные требования:
1. Функциональные.
2. Физико-технические.
3. Эксплуатационные.
Функциональные требования заключаются в том, что каждая система должна отвечать своему назначению. Назначение оговаривается специальными теплотехническими требованиями (ТТ) и определяется номинальными значениями характерных для системы физико-технических величин и показателей (например, номинальные значения температуры в кабине ТК и допустимые отклонения ΔТК; температуры внутренних ограждений и т. д.).
Физико-технические требования направлены на обеспечение нормальной работы системы в реальных условиях полета (или существования), обычно отличных от наземных.
Они фиксируются в виде следующих положений:
- термостойкость;
- влагостойкость;
- коррозионная стойкость;
- механическая прочность;
- отсутствие вредного влияния на другие объекты.
Эксплуатационные требования:
- рациональное размещение, возможность подхода, осмотра и ремонта;
- автоматизация работы;
- блокировка и сигнализация;
- быстрота приведения системы в рабочее состояние;
- автономность.
Удовлетворить при проектировании системы все перечисленные требования не представляется возможным. Поэтому в зависимости от цели функционирования системы, задач полета, особенностей оборудования, энергетических установок, окружающих условий и т. п. принимаются соответствующие компромиссные решения.
Теплотехнические требования к среде обитания в гермоотсеках
Функциональные теплотехнические требования, номинальные значения основных параметров, таких как температура Т, давление Р, скорость движения (подвижность) воздуха U и относительная влажность φ, определяются особенностями объектов теплового обеспечения. Объектами обеспечения теплового режима на борту могут быть: члены экипажа, животные, растения, приборы, оборудование, специальные установки, элементы конструкции.
С физиолого-технической точки зрения удобно рассматривать ТТ, объединив их применительно к отсекам.
Можно выделить следующие основные отсеки:
1) жилые и рабочие отсеки с экипажем;
2) отсеки электронного оборудования;
3) специальные отсеки (для спецоборудования);
4) отсеки с животными;
5) оранжереи.
Ниже рассматриваются на основе материалов, содержащихся в научно-технической литературе, теплотехнические требования к параметрам основных отсеков.