Испытания на одновременное воздействие нескольких факторов внешней среды, страница 8

На участках выведения и снижения имеют место большие линейные ускорения, часто характеризуемые перегрузкой. Перегрузка возникает за счет преодоления гравитационного поля планеты и зависит от угла между вектором скорости и горизонтом (угла тангажа). Длительность действия перегрузки определяется временем пребывания в гравитационном поле.

На участке орбитального полета необходимо учитывать влияние невесомости, воздействие метеоров, космического вакуума, повышенных и пониженных криогенных температур, электромагнитных и корпускулярных излучений.

Для аппаратуры, размещенной в негерметизированных отсеках КА, характерно воздействие газовой среды (неглубокого вакуума), проявляющееся в нарушении конвективного теплообмена, испарительных процессов и т. п.

Диапазон рабочих температур зависит от тепловыделения аппаратуры и особенностей теплопередачи.

Аппаратура, располагаемая в герметизированных отсеках КА, подвергается воздействию газовых сред при нормальном давлении и в условиях невесомости.

На участке снижения и посадки главными воздействующими факторами являются перегрузка, одиночный удар и повышенная температура

На всех участках полета КА подвергается тепловому воздействию, однако причины нагрева оказываются различными. Во время полета в атмосфере имеет место аэродинамический нагрев за счет трения о воздух, нагрев в результате действия излучения, а также конвективный нагрев от воздействия струй из сопел двигателя на поверхность КА. Во время орбитального полета в условиях космического пространства нагрев вызывается взаимодействием с космической средой, нагревом от излучения Солнца, планет и работающих двигателей. Во время снижения при входе в плотные слои атмосферы имеют место аэродинамический нагрев и химическое взаимодействие.

Нагрев поверхности КА приводит к излучению теплоты внутрь отсеков, что вызывает соответствующий нагрев изделий радиоэлектроники, а металлические поверхности КА могут подвергаться сильной эрозии (повышенному испарению за счет химического взаимодействия с атмосферой, особенно с озоном, кислородом, азотом).

Теплообмен в условиях космического пространства происходит в основном за счет излучения. Следовательно, когда солнечные лучи не достигают поверхности КА, его температура резко понижается. Установлено, что равновесная температура пассивного тела, отдаленного от всех звезд и планет, составляет 3...4 К. До такой температуры охладился бы КА в случае отсутствия тепловых потоков от внешних источников, главным из которых является Солнце, а также от Земли, энергетических установок на борту КА и т. д.

Процесс переохлаждения сменяется процессом поглощения солнечного излучения В результате изделия, размещаемые на внешней поверхности КА, подвержены воздействию перепада температур (термоудара) от -150 до  +125 °С, что представляет определенную опасность для стекол, керамики и т. п.

Для достижения эффективного отвода избыточной теплоты на поверхности КА создают терморегулирующие покрытия, представляющие собой металлизированные полимерные пленки и специальные белые краски. Однако наличие солнечного ультрафиолетового излучения вызывает их деградацию, сопровождающуюся потемнением (белая краска становится желтой, а затем коричневой).

Принято считать, что на участке орбитального полета КА наличием внешнего электростатического поля можно пренебречь. Однако под действием потоков космической плазмы и солнечного электромагнитного излучения, а также при условии больших скоростей полета КА приобретает некоторый электрически заряд, Основньми составляющими тока, текущего через поверхность КА, является ток электронов и положительных ионов окружающей плазмы; фотоэлектронный ток, обусловленный солнечным излучением; токи вторичной эмиссии. Значение этих составляющих зависит от характеристик внешних воздействий, определяемых параметрами орбиты (низкая или высокая) и геофизическими условиями, а также от свойств материалов поверхности КА.