master student of the Department SM13 “Rocket and Space Composite Structures”
магистрант кафедры CМ13 «Ракетно-космические композитные конструкции»
associate professor of the Department SM13 “Rocket and Space Composite Structures”, Candidate of Technical Sciences
доцент кафедры CМ13 «Ракетно-космические композитные конструкции»; кандидат технических наук
associate professor of the Department SM13 “Rocket and Space Composite Structures”
доцент кафедры CМ13 «Ракетно-космические композитные конструкции»
One of the key problems in the development of nanosatellites is to provide a given temperature range for the operation of electronic equipment, the heat transfer of which can be tens of watts. Thermoregulation systems traditional for large spacecraft are not suitable for nanosatellites due to limitations on their mass and size characteristics. The indicated thermal regime of nanosatellites can be achieved using remote heat removal systems - miniature loop heat pipes. In recent years, their mass production has been established in Russia, but they have not yet found wide application in nanosatellites. The aim of the paper is to substantiate the possibility of using miniature loop heat pipes to remove excess heat from the on-board computer processor to the carbon-plastic case of the nanosatellite. Parametric modeling of the influence of geometric dimensions and the values of the effective thermal conductivity coefficient of loop heat pipes on the processor temperature was carried out in the ANSYS program. Calculations showed that the use of contour heat pipes will reduce the processor temperature to acceptable values. The anisotropy of the thermal conductivity coefficient in the reinforcement plane of the composite material of the nanosatellite case can have a significant effect on the temperature of the processor. This opens up prospects for the use of anisotropic composite materials to ensure the thermal regime of the nanosatellite.
Одной из ключевых проблем при проектировании наноспутников является обеспечение заданного температурного диапазона работы радиоэлектронной аппаратуры, мощность тепловыделения которой может составлять десятки ватт. Традиционные для больших космических аппаратов системы терморегулирования не подходят для наноспутников из-за ограничений на массогабаритные характеристики. Заданный тепловой режим наноспутников можно обеспечить с помощью систем с удаленным стоком теплоты - миниатюрных контурных тепловых труб. В последние годы в России налажено их серийное производство, однако они еще не нашли широкого применения в наноспутниках. Целью работы является обоснование возможности использования миниатюрных контурных тепловых труб для отведения избыточной теплоты от процессора бортового компьютера на углепластиковый корпус наноспутника. В программе ANSYS проведено параметрическое моделирование влияния геометрических размеров и значений эффективного коэффициента теплопроводности контурных тепловых труб на температуру процессора. Расчеты показали, что использование контурных тепловых труб позволит снизить температуру процессора до допустимых значений. Анизотропия коэффициента теплопроводности в плоскости армирования композиционного материала корпуса наноспутника может оказывать существенное влияние на температуру процессора. Это открывает перспективы применения анизотропных композиционных материалов для обеспечения теплового режима наноспутника.