Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Радиационно-оптические покрытия поверхности КА и их реакция на воздействие коротковолнового электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца.




 

Как уже отмечалось в разделе 3.2.1 в состав СОТР входят и средства пассивного терморегулирования. Эти средства, включая и ЭВТИ, предназначены для придания определенных теплофизических свойств конструкции и оборудованию КА. Они позволяют интенсифицировать процессы кондуктивного и лучистого теплообмена, увеличить тепловую инерцию тех или иных элементов. Применение теплоизоляционных материалов, покрытий и обработки поверхностей с целью получения определенных радиационно-оптических характеристик позволяет, в первую очередь, уменьшить и ограничить пределы изменения нагрузок на СТР, что, естественно, позволяет упростить систему и улучшить ее массовые и энергетические показатели. Средства пассивного терморегулирования являются очень эффективным средством повышения стабильности температурного состояния КА в условиях переменных внешних воздействий, например, на его корпус. Однако использование материалов и покрытий в качестве пассивных регуляторов интенсивности внешнего теплообмена КА сопряжено с одним неблагоприятным обстоятельством, связанным с тем, что многие материалы, подвергаясь воздействию коротковолнового электромагнитного и корпускулярного излучения Солнца, изменяют со временем свои радиационно-оптические характеристики, т.е. поглощательные, отражательные, пропускательные и излучательные свойства. Изменение отмеченных характеристик является результатом так называемых радиационных повреждений материалов, которые происходят в основном вследствие ионизации, электронных возбуждений, смещения атомов вещества, диссоциации химических связей в молекулах при поглощении фотонов больших энергий и взаимодействии с высокоэнергетическими заряженными частицами солнечного и галактического происхождения [8,9].

В металлах электромагнитное солнечное излучение не может вызвать радиационные повреждения, так как металлические материалы не подвержены влиянию ионизации и возбуждения, а для смещения атомов энергии испускаемых Солнцем фотонов ( ) оказывается недостаточно, поскольку минимальная энергия, необходимая для смещения атомов вещества, оценивается величиной [8], где - атомный вес вещества.

У неметаллических материалов энергия химических связей и величина потенциала ионизации невелики ( единицы- десятки ), поэтому поглощение фотонов коротковолнового излучения, в первую очередь ультрафиолетового ( ), у этих материалов может сопровождаться физико-химическими превращениями - деградацией, которая проявляется, главным образом, через изменения поглощательных и отражательных свойств поверхности материала. Деградация материалов создает трудности решения задачи обеспечения теплового режима КА, особенно в связи с увеличением коэффициента белых покрытий, наносимых на подверженные воздействию солнечного излучения поверхности для снижения уровня их температур. Деградация покрытий ухудшает характеристики холодильников-излучателей, применяемых в активных системах терморегулирования, и повышает общий уровень температур при использовании пассивных средств обеспечения тепловых режимов. Радиационным повреждениям подвержены применяемые в оптических и других устройствах прозрачные или полупрозрачные в каких-то спектральных диапазонах диэлектрики, вследствие чего их пропускательная способность уменьшается.

Механизмы повреждения выяснены недостаточно. С гипотезами, касающимися этих механизмов, можно ознакомиться в [8, 9]. В отмеченных работах приводятся и данные о результатах исследования радиационно-оптических характеристик, в первую очередь , ряда терморегулирующих покрытий в натурных (летных) и лабораторных (наземных) экспериментах. Результаты исследований одних и тех же покрытий и материалов в натурных и лабораторных условиях не идентичны. Причины расхождения разнообразны. Например:

- отсутствие комплексных облучений при получении большей части экспериментальных данных; недостаточно точное воспроизведение характерных энергетических спектров моделируемых корпускулярного и электромагнитного излучений;

- возможность загрязнения облучаемых покрытий в экспериментальных установках и др.

То есть причины расхождения заключаются в несовершенстве методов лабораторного моделирования воздействия различных факторов космического пространства на терморегулирующие покрытия.

Лабораторные эксперименты пока еще не позволяют надежно прогнозировать изменение характеристик терморегулирующих покрытий в условиях космического полета. Требуется проведение натурных испытаний. Однако для изучения механизма деградации, определения тенденций изменения свойств материалов под воздействием тех или иных факторов космического пространства, проверки эффективности каких-то мероприятий по поддержанию стабильности радиационно-оптических характеристик, а также для проверки радиационной стойкости новых покрытий лабораторные эксперименты необходимы. Некоторое представление о характере изменения по времени для нескольких известных терморегулирующих покрытий и материалов в условиях космического полета можно получить из рассмотрения приведенного ниже рисунка 3.1, заимствованного из [9]. На этом рисунке представлена зависимость от времени пребывания в космосе в условиях облучения потоком солнечного излучения образцов покрытий, установленных на КА “Маринер” [ ] - месяцы. Кривая 1 на рисунке соответствует белой эмали, 2 - полированному алюминию, 3 - краске на основе алюминиевого порошка (пигмента) и силиконового связующего, 4 - черной краске.

 

Рис.3.1 Изменение в космосе по времени поглощательной способности некоторых покрытий по отношению к солнечному излучению

 







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 636. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия