Тепловой режим ферменного рефлектора…
3
В расчетах температурных полей положение конструкции антен-
ны в орбитальном движении увязываем с внешними тепловыми по-
токами: прямого солнечного излучения; солнечного излучения, от-
раженного от Земли, и собственного излучения Земли. Принимаем,
что собственное излучение Земли и отраженное от нее излучение
Солнца являются диффузными и для них справедлив закон Ламберта,
спектр отраженного солнечного излучения совпадает со спектром
прямого излучения Солнца, альбедо Земли усредняем и считаем по-
стоянным по всей поверхности.
В расчете не учитываем взаимное облучение стержней и влияние
излучения космического аппарата на стержни, а также принимаем,
что шарниры не имеют поверхностей, а их температура определяется
кондуктивными потоками теплоты от связанных с ними стержней.
Таким образом, модель радиационно-кондуктивного теплообмена
описывается уравнением стационарной теплопроводности для изо-
тропной среды [11]
= 0
T
со следующими граничными условиями на поверхностях стержней:
1) известна плотность
пад
q
падающего суммарного теплового по-
тока:
пад
= ,
n
T q
n
где
— теплопроводность;
n
— нормаль к поверхности;
пад
n
q
—
нормальная составляющая
пад
;
q
2) лучистый теплообмен происходит по закону Стефана —
Больцмана
4
4
0
=
,
T
T T
n
где
0
— коэффициент излучения абсолютно черного тела (постоянная
Стефана — Больцмана),
8
0
5, 67 10
Вт/м
2
К
4
;
— степень черноты
поверхности стержней;
T
— температура окружающей среды.
Температурное поле каркаса рефлектора, состоящего из
ст
N
стержней, определяем методом конечных элементов. Каждый стер-
жень моделируем совокупностью
эл
N
одномерных стержневых эле-
ментов. Согласно процедуре Галеркина, модель радиационно-
кондуктивного теплообмена для
k
-го конечного элемента записыва-
ется в виде следующего матричного уравнения [12, 13]:
