Введение 10
1. Объект и методы исследования 10
1.1. О МКА CubeSat 10
1.2. Методы исследования 13
1.3. Обзор существующих термостабилизорующих систем 15
1.3.1. Пассивные системы 15
1.3.2. Активные системы 22
2. Проектирование системы термостабилизации 33
2.1. Состав аппаратуры на борту малого космического аппарата 33
2.2. Выбор элементов, требующих теплоотвод 50
2.3. Экспериментальная часть 52
2.4. Система термостабилизации 69
2.5. Тепловой анализ в программе T-Flex Анализ 72
3. Вопросы конструирования и технологии 78
3.1. Создание 3D моделей тепловых трубок и теплопроводящих пластинок
(подложек) 78
3.2. Процесс изготовления алюминиевых пластинок 79
3.3. Система прижима тепловой трубки к элементу охлаждения 80
3.4. Монтаж системы термостабилизации в корпусе МКА 80
3.5. Техническое задание для предприятия на изготовление тепловых трубок . 82
3.6. Оценка технологичности 84
4. Социальная ответственность 85
4.1. Производственная безопасность 85
4.2. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть при
проведении исследований 86
4.3. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
опасных и вредных факторов 87
4.4. Экологическая безопасность 89
4.5. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 89
4.6. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при исследовании
объекта 90
8
4.7. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС 90
4.8. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 91
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение .... 92
5.1. Предпроектный анализ 92
5.1.1. Потенциальные потребители результатов исследования 92
5.1.2. Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 94
5.1.3. SWOT-анализ 95
5.1.4. Оценка готовности проекта к коммерциализации 98
5.2. Инициация проекта 100
5.2.1. Цели и результаты проекта 100
5.2.2. Организационная структура проекта 101
5.2.3. Ограничения и допущения 102
5.3. Планирование управления научно-техническим проектом 103
5.3.1. Иерархическая структура работ проекта 103
5.3.2. Контрольные события проекта 104
5.3.3. План проекта 104
5.3.4. Бюджет научного исследования 106
5.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 116
5.4.1. Оценка социальной эффективности исследования 116
5.4.2. Оценка сравнительной эффективности исследования 117
6. Заключение 121
7. Список публикаций 122
8. Список использованных источников 122
Приложение А 124
Приложение Б 142
Приложение В 143
Современный мир всё стремительнее рвётся покорять космос, человеку не терпится ощутить и прикоснуться к неизведанному. Учёные бьются в догадках и запускают спутники, кинорежиссёры предлагают своё видение вселенной. Несмотря на многомиллиардные затраты, человек продолжает исследовать космос различными способами. Одним из таких способов стал малый космический аппарат CubeSat. Данная работа посвящена системе термостабилизации спутника CubeSat.
В научном исследовательском Томском политехническом университете ведётся работа по созданию малого космического аппарата типа CubeSat. Одной из основных задач является обеспечение теплового режима.
В ходе исследования проведены: патентное исследование, расчёт положения спутника в тени и количество получаемого тепла за 1 виток, проведены эксперименты с моделью тепловых трубок, создана 3D модель системы стабилизации.
При проведении патентного исследования было рассмотрено множество патентов и выбраны наиболее подходящие для разрабатываемого спутника. Самые подходящие системы исполнены с помощью тепловых труб и гипертеплопроводящих материалами.
Из расчётов видно, что панели за весь виток суммарный тепловой поток не превышает 1,5 кВт/м2.
Система тепловых трубок является наиболее дешёвой и поддерживает требуемую температуру. Модель из ГПТС имеет большую цену, однако имеет улучшенные свойства теплоизлучения и меньший вес. В зависимости от целей полёта, внутренних систем космического аппарата, имеется ли пространство внутри спутника и стоит выбирать систему термостабилизации. Тепловые трубки выбираются в случаях, когда внутри МКА не много аппаратуры. ГПТС используются в случае, когда свободного места в МКА не имеется.
