Автор: Теплоограждающие подсистемы теплозащиты гермокабин и отсеков
Подсистемы теплозащиты являются существенными элементами общей системы обеспечения теплового режима. В соответствии с классификацией можно рассматривать большое число возможных вариантов подсистем теплозащиты, различных по принципу действия и конструктивному выполнению. В данном разделе будут рассмотрены только такие подсистемы теплозащиты, которые обеспечивают требуемый тепловой режим гермокабин и отсеков. Подсистемы теплозащиты, связанные с обеспечением теплового режима конструкции космического аппарата, не рассматриваются. Подсистемы теплозащиты, органически входящие в СОТР, должны обеспечивать требуемую температуру внутренних поверхностей и допустимые тепловые потоки. Указанные два параметра теплозащиты функционально взаимосвязаны с подсистемами терморегулирования и формирования температурно-влажностных й циркуляционных полей.
В данном разделе рассматриваются основные типы современных и перспективных подсистем теплозащиты космического аппарата и станций.
Теплоограждающие подсистемы на основе терморегулирующих покрытий
В космическом пространстве или на поверхности планеты любой объект находится в поле действия лучистых тепловых потоков различной спектральной структуры. Лучистая энергия частично поглощается поверхностями объекта, частично — отражается. Внешние поверхности объекта излучают тепло в окружающее пространство. С учетом внутренних тепловыделений, внешнего поля лучистых тепловых потоков и собственного излучения, а также особенностей структурных тепловых связей внутри объекта формируются его тепловой режим и поле температур. При небольших внутренних тепловыделениях тепловой режим объекта в значительной степени зависит от количества поглощаемого, отражаемого и излучаемого лучистого тепла. Указанные составляющие определяются как характером лучистых тепловых потоков, так и радиационными свойствами внешних поверхностей объекта. Таким образом, меняя радиационные характеристики внешних поверхностей и их ориентацию относительно источника излучения, можно обеспечивать соответствующий тепловой режим внутренних элементов объекта.
Важнейшими радиационными характеристиками являются излучательная, поглощательная и отражательная способность различных поверхностей. Понятие идеального абсолютно черного тела, имеющего при данной температуре максимально возможное тепловое излучение, позволило установить законы спектрального и общего теплового излучения, отвечающие условию термодинамического равновесия. Спектральное и интегральное собственное тепловое излучение реальных тел при данной температуре отличается от идеального излучения, нигде его не превышает и составляет в некоторых случаях лишь небольшую ча.сть излучения абсолютно черного тела. Интенсивность собственного теплового излучения разных тел при одинаковой температуре различна, она зависит от вещества и строения тела и главным образом от особенностей его поверхностного слоя.