informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASBinform-873Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕMATHEMATICAL MODELINGМатематическое моделирование тепловых режимов космических аппаратов негерметичного исполненияMathematical modeling of thermal conditions of non-hermetic spacecraftsЛемешевскийС. В.LemeshevskyS. V.

Лемешевский Сергей Владимирович - кандидат физикоматематических наук, директор.

Минск

Sergey V. Lemeshevsky - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Director.

Minsk

svl@im.bas-net.byЧуйкоМ. М.ChuikoM. M.

Чуйко Михаил Матвеевич - кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела вычислительной математики.

Минск

Mikhail M.  Chuiko - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Leading Researcher of the Department of Computational Mathematics.

Minsk

chuiko@im.bas-net.byШнипА. И.ShnipA. I.

Шнип Александр Иванович - кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией теории переноса.

Минск

Aleksandr I. Shnip - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Head of the Drying Thermal Processes Laboratory.

Minsk

shnip@hmti.ac.byМарцинкевичГ. Л.MartsynkevichG. L.

Марцинкевич Григорий Леонидович - кандидат физикоматематических наук, научный сотрудник отдела вычислительной математики.

Минск

Grigorii L. Martsynkevich - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Researcher of the Department of Computational Mathematics.

Minsk

martsynkevich@im.bas-net.byЛепинВ. В.LepinV. V.

Лепин Виктор Васильевич - кандидат физико-математических наук, ученый секретарь.

Минск

Victor V. Lepin - Cand. Sci. (Phys.-Math.), Scientific Secretary.

Minsk

lepin@im.bas-net.byИрхинВ. А.IrkhinU. A.

Ирхин Владимир Александрович - младший научный сотрудник отдела информационных технологий.

Минск

Uladzimir A. Irkhin, Junior Researcher of the Department of Information Technologies.

Minsk

vovair@im.bas-net.byИнститут математики, Национальная академия наук БеларусиInstitute of Mathematics, National Academy of Sciences of BelarusИнститут тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова, Национальная академия наук БеларусиA. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute, National Academy of Sciences of Belarus2019261220191642539Copyright © Лемешевский С.В., Чуйко М.М., Шнип А.И., Марцинкевич Г.Л., Лепин В.В., Ирхин В.А., 20192019Лемешевский С.В., Чуйко М.М., Шнип А.И., Марцинкевич Г.Л., Лепин В.В., Ирхин В.А.Lemeshevsky S.V., Chuiko M.M., Shnip A.I., Martsynkevich G.L., Lepin V.V., Irkhin U.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/873

Предлагается описание программного комплекса для моделирования тепловых режимов космических аппаратов негерметичного исполнения в условиях полета по круговым и эллиптическим орбитам. Приводятся состав и структура программного комплекса, математические модели тепловых процессов при наличии системы обеспечения тепловых режимов космических аппаратов. Для расчета тепловых процессов используется метод сосредоточенных параметров. Даются результаты вычислительных экспериментов по термостабилизации макета орбитального оптического прибора. Программный комплекс может быть использован при проектировании и создании систем обеспечения тепловых режимов космических аппаратов негерметичного исполнения, а также при определении причин нештатных ситуаций в данных системах на орбите.

A description of the software complex for modeling the thermal conditions of non-hermetic spacecrafts in circular and elliptical orbits is given. The software complex structure, mathematical models of thermal processes in the presence of thermal control system are presented. For thermal processes calculation the method of lumped parameters is used. The results of thermal stabilization for model of orbital optical device are given. The software complex can be used in the design and development of thermal control systems of nonhermetic spacecraft, and in the determination of the causes of emergency situations in these systems in orbit as well.

математическая модельтепловые процессыкосмический аппаратсистема обеспечения тепловых режимовлучистый теплообменэлемент Пельтьеmathematical modelthermal processesspacecraftthermal control systemradiative heat transferPeltier elementReferencesОсновы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике / В. С. Авдуевский [и др.]. -М. : Машиностроение, 1992. - 528 с.Avduevsky V. S., Galicejskij V. M., Glebov G. A., Danilov Ju. I., Drejcer G. A., ..., Solncev V. P. Osnovy teploperedachi v aviacionnoj i raketno-kosmicheskoj tehnike. Fundamentals of Heat Transfer in Aviation and Rocket and Space Technology. Moscow, Mashinostroenie, 1992, 528 p. (in Russian).Залетаев, В. М. Расчет теплообмена космического аппарата / В. М. Залетаев, Ю. В. Капинос, О. В. Сургучев. - М. : Машиностроение, 1979. - 208 c.Zaletaev V. M., Kapinos Yu. V., Surguchev O. V. Raschet teploobmena kosmicheskogo apparata. Heat Transfer Calculation of Spacecraft. Moscow, Mashinostroenie, 1979, 208 p. (in Russian).Внешний теплообмен космических объектов / Г. П. Кобранов [и др.]. - М. : Машиностроение, 1977. -104 c.Kobranov G. P., Tsvetkov A. P., Belov A. I., Suhnev V. A. Vneshnij teploobmen kosmicheskih objectov. External Heat Exchange of Space Objects. Moscow, Mashinostroenie, 1977, 104 p. (in Russian).Моделирование тепловых режимов космического аппарата и окружающей его среды / под ред. Г. И. Петрова. - М. : Машиностроение, 1971. - 380 c.Modelirovanie teplovyh rezhimov kosmicheskogo apparata i okruzhayushchey ego sredy. Spacecraft and its Environment Thermal Conditions Simulation. G. I. Petrov (ed.). Moscow, Mashinostroenie, 1971, 380 p. (in Russian).Фаворский, О. Н. Вопросы теплообмена в космосе / О. Н. Фаворский, Я. С. Каданер. - М. : Высшая школа, 1967. - 248 c.Favorsky О. N., Kadaner Ya. S. Voprosi teploobmena v kosmose. Heat Transfer in Space. Moscow, Vyschaya shkola, 1967, 248 p. (in Russian)Гущин, В. Н. Основы устройства космических аппаратов / В. Н. Гущин. - М. : Машиностроение, 2003. - 272 c.Gushchin V. N. Osnovy ustrojstva kosmicheskih apparatov. Fundamentals of Spacecraft Design. Moscow, Mashinostroenie, 2003, 272 p. (in Russian).Залетаев, С. В. Программный комплекс теплового проектирования и анализа тепловых режимов космических аппаратов / С. В. Залетаев, Р. М. Копяткевич // Космонавтика и ракетостроение. - 2014. -№ 4. - С. 84-91.Zaletaev S. V., Kopyatkevich R. M. Programnyj kompleks teplovogo proektirovanija i analiza teplovyh rezhimov kosmicheskih apparatov [Software package of a thermal design and an analysis of spacecraft thermal conditions]. Kosmonavtika i raketostroenie [Space and Rocket Science], 2014, no. 4, pp. 84-91 (in Russian).Тепловое проектирование систем терморегулирования оптико-электронной аппаратуры космических аппаратов на основе математического моделирования / А. И. Шнип [и др.] // Тепло- и массоперенос-2011 : докл. Минского Междунар. форума по тепломассообмену. - Минск : ИТМО имени А. В. Лыкова НАН Беларуси, 2011. - С. 86-90.Shnip A. I., Marach S. O., Brin A. A., Ivankin P. S. Teplovoe proektirovanie system termoregulirovanija optiko-elektronnoj apparatury kosmicheskih apparatov na osnove matematicheskogo modelirovanija [Design of thermal control system for spacecraft optoelectronic equipment]. Teplo- i massoperenos-2011: doklady Minskogo Mezhdunarodnogo foruma po teplomassoobmenu [Heat and Mass Transfer-2011: Reports of the Minsk International Forum on Heat and Mass Transfer]. Minsk, A. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the National Academy of Sciences of Belarus, 2011, pp. 86-90 (in Russian).Gilmore, D. G. Spacecraft Thermal Control Handbook. Vol. 1: Fundamental Technologies / D. G. Gilmore. -The Aerospace Press, 2002. - 854 p.Gilmore D. G. Spacecraft Thermal Control Handbook. Vol. 1: Fundamental Technologies. The Aerospace Press, 2002, 854 p.Karam, R. D. Satellite Thermal Control for Systems Engineers / R. D. Karam. - Gaithersburg, Maryland, 1998. - 274 p.Karam R. D. Satellite Thermal Control for Systems Engineers. Gaithersburg, Maryland, 1998, 274 p.Zhang, X. Interactive collision detection for deformable models using streaming AABBs / X. Zhang, Y. J. Kim // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics. - 2007. - Vol. 13, no. 2. - P. 318-329.Zhang X., Kim Y. J. Interactive collision detection for deformable models using streaming AABBs. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2007, vol. 13, no. 2, pp. 318-329.Van den Bergen, G. Efficient collision detection of complex deformable models using AABB trees / G. van den Bergen // Journal of Graphics Tools. - 1997. - Vol. 2, no. 4. - P. 1-13.Van den Bergen, G. Efficient collision detection of complex deformable models using AABB trees. Journal of Graphics Tools, 1997, vol. 2, no. 4, pp.1-13.Зигель, Р. Теплообмен излучением : пер. с англ. / Р. Зигель, Дж. Хауэлл. - М. : Мир, 1975. - 935 c.Siegel R., Howell J. Thermal Radiation Heat Transfer. New York, McGraw-Hill Book Co., 1972, 803 p.Семена, Н. П. Особенности использования термоэлектрических преобразователей в системах терморегулирования космического применения / Н. П. Семена // Теплофизика и аэромеханика. - 2013. -Т. 20, № 2. - C. 213-224.Semena N. P. Osobennosti ispol'zovanija termojelektricheskih preobrazovatelej v sistemah termoregulirovanija kosmicheskogo primenenija [The features of application of thermoelectric converters in spacecraft systems of temperature control]. Teplofizika i ajeromehanika [Thermophysics and Aeromechanics], 2013, vol. 20, no. 2, pp. 213-224 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.