НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o061.pdf (1246.80Кб)

УДК 004.9:629.728

1 АО «РКЦ «Прогресс», Самара, Россия

В работе представлена роль математического моделирования теплового режима на разных этапах разработки космического аппарата. Проанализировано современное состояние вопроса и подход, применяемый в ракетно-космической промышленности при решении данной задачи. Предложено применение технологии конечно-элементных моделей сборок для построения детализированных тепловых математических моделей при проведении эскизного проектирования, выпуска рабочей документации, а также наземной отработки. Обозначены преимущества предлагаемого подхода, которые заключаются в повышении производительности труда, возможности оперативной коррекции тепловых моделей и их повторном использовании при проектировании изделий следующих поколений или модернизации. Приведены способы создания конечно-элементных моделей сборок и их применимость в вопросах нисходящего, восходящего и комбинированного стилях теплового проектирования. На примере сотопанели «+Z», входящей в состав конструкции малого космического аппарата «АИСТ-2Д», рассмотрен процесс создания конечно-элементной модели сборки в программном комплексе Siemens NX.
В ходе апробации применения конечно-элементных моделей сборок при построении детализированных тепловых математических моделей малых космических аппаратов «АИСТ» и «АИCТ-2Д» выявилась существенная особенность, присущая предлагаемой технологии – необходимость использования тепловых связей так как сетки различных компонентов не сопряжены «узел в узел». Проведено решение тестовой задачи аналитическим и численными методами в целях проверки правомерности использования тепловых связей в процессе построения детализированных тепловых математических моделей малых космических аппаратов. Дана оценка эффективности предлагаемого метода в части сокращения временных затрат на создание ДТММ, опираясь на опыт его использования применимо к функционирующему и вновь разрабатываемому МКА.

1. Афанасьев В.А. Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов / под ред. Н.В. Холодкова. М.: МАИ, 1994. 210 с.
2. Филатов А.Н. Разработка методов и моделей параллельного нисходящего проектирования ракетно-космической техники в едином информационно пространстве предприятия: дис. … канд. техн. наук. Самара, 2014. 163 с.
3. Куликов Д.С., Шатин А.А., Вельмисов И.Г. Автоматизированное формирование конструктивных элементов тепловой модели космического аппарата // Вестник СГАУ. 2013. № 3. С. 139-142.
4. Гончаров П.С., Артамонов И.А., Халитов Т.Ф., Денисихин С.В., Сотник Д.Е. NXAdvancedSimulation. Инженерный анализ. М.: ДМК Пресс, 2012. 504 с.
5. Ефанов В.В., Хартов В.В. Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований. В 3 т. Т. 3. М.: МАИ-ПРИНТ, 2014. 464 с.
6. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г. Сигалов А.В. Методы расчёта теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. 312 с.
7. Anderl R., Binde P. Simulations with NX. Munich: Carl Hanser Verlag, 2014. 383 p.
8. Cannon L., Nysetvold T., Phelps G., Winn J., Jensen C.G. How can NX Advanced Simulation Support Multi-user design // Computer-Aided Design and Applications. 2012. Vol. 2. P. 21-32. DOI: 10.3722/cadaps.2012.PACE.21-32
9. Holman J. P. Heat Thansfer. New York: McGraw-Hill Education, 2010. 725 p.
10. Maya Heat Transfer Technologies, Ltd. NX Thermal and Flow Verification manual NX 10. 2014. 117 p.
11. Maya Heat Transfer Technologies, Ltd. NX 9 Thermal Solver TMG Reference Manual. 2013. 576 p.