Противометеоритная защита коллекторов теплоносителя холодильника-излучателя

 

Использование: в средствах противометеоритной защиты элементов космических объектов, преимущественно для коллекторов с теплоносителем космических ядерных энергоустановок (КЯЭУ). Сущность изобретения: снижение массы холодильника-излучателя и КЯЭУ в целом путем совмещения двух функций (раскрытие секций холодильника-излучателя и противометеоритная защита коллекторов холодильника-излучателя) силового элемента раскрытия, а также совмещения двух функций (передача электроэнергии и противометеоритная защита коллекторов холодильника-излучателя) в силовом токопроводе. Для этого в круговой противометеоритной защите коллекторов теплоносителя холодильника-излучателя космической ядерной энергоустановки, соединенной с потребителем электроэнергии силовыми токопроводами и силовым элементом раздвижения холодильника-излучателя, силовой элемент раскрытия установлен на внешней стороне коллекторов с зазором, а силовые токопроводы расположены с внутренней стороны коллекторов с зазором. 3 ил.

Изобретение относится к средствам противометеоритной защиты элементов космических объектов, преимущественно коллекторов с теплоносителем космических ядерных энергоустановок (КЯЭУ).

Эффективным средством противометеоритной защиты являются экраны, установленные с зазором около защищаемой стенки [1] Ближайшим аналогом является космический холодильник-излучатель, в котором в качестве противометеоритной защиты каналов с теплоносителем использованы экраны (бамперы), установленные с зазором около каналов [2] Недостатком применения специальных противометеоритных экранов является увеличение массы космического холодильника-излучателя.

Задачей изобретение является снижение массы холодильника-излучателя и КЯЭУ в целом.

Технической задачей является совмещение двух функций (раскрытие секций холодильника-излучателя и противометеоритная защита коллекторов холодильника-излучателя) силового элемента раскрытия, а также совмещения двух функций (передача электроэнергии и противометеоритная защита коллекторов холодильника-излучателя) в силовом токопроводе.

Задача решается тем, что в противометеоритной защите коллекторов теплоносителя холодильника-излучателя космической ядерной энергоустановки, соединенной с потребителем электроэнергии силовыми токопроводами и силовым элементом раскрытия холодильника-излучателя, силовой элемент раскрытия установлен на внешней стороне коллекторов с зазором, а силовые токопроводы расположены с внутренней стороны коллекторов с зазором.

При этом в зазорах размещена теплоизоляция из диэлектрического материала.

В итоге необходимость в применении специальных противометеоритных экранов частично или полностью отпадает. Метеоритный пробой силового токопровода не нарушает его известную функцию передачу энергии, а силовой элемент раскрытия имеет такие толщины металла, что надежно обеспечивает противометеоритную безопасность снаружи.

На фиг.1 показана компоновка КЯЭУ в развернутом (рабочем) виде; на фиг.2 сечение раздвижных секций холодильника-излучателя; на фиг.3 пример конструктивного выполнения круговой противометеоритной защиты коллекторов холодильника-излучателя.

КЯЭУ содержит реактор 1, блок энергетического оборудования 2 (включающий электрогенератор, насосы для прокачки теплоносителя и т.п.) и холодильник-излучатель 3. Холодильник-излучатель выполнен в виде складывающихся секций с излучающими панелями 4, к которым подводится тепло с помощью тепловых труб 5 от циркулирующего по продольным коллекторам 6 теплоносителя. Вдоль коллекторов 6 с внутренней стороны с зазором около 20 мм закреплены силовые токопроводы 7 в виде шин лент толщиной 1,5 мм, а с наружной стороны коллектора 6 с зазором около 10 мм расположен силовой элемент раскрытия секций 8. В зазорах вокруг коллектора уложена теплоизоляция 9 из диэлектрического материала, например, кремнеземного волокна.

КЯЭУ связана с объектом 10 (потребителем электроэнергии) через складывающиеся секции холодильника-излучателя с помощью складывающегося (например, с помощью шарниров) силового элемента 8. Токопроводы 7 закреплены хомутами 11 на тепловых трубах 5, и электроизолированы от них керамикой 12.

После развертывания КЯЭУ и запуска реактора 1, тепло передается в блок энергетического оборудования 2, в котором вырабатывается электроэнергия, передаваемая объекту 10 по силовым токопроводам 7. Отработанное тепло передается теплоносителю, поступающему в коллекторы 6 холодильника-излучателя 3, а далее по тепловым трубам 5 подводится к излучающей панели 4 и излучается в космос. Теплоизоляция 8 исключает нагрев токопроводов 7 от коллекторов 6. При попадании метеоритной частицы изнутри через щели 13 между секциями холодильника-излучателя в район коллекторов происходит пробой силового токопровода 7 с частичным и полным испарением частицы и с резкой потерей пробивной способности, чем обеспечивает сохранность коллектора изнутри.

Пробой токопровода (наиболее вероятны отверстия диаметром несколько десятых долей миллиметра) не нарушает его работоспособности.

Снаружи коллектора надежно защищены силовым элементом раскрытия секций холодильника излучателя.

Установка силового элемента раскрытия секций холодильника-излучателя снаружи коллектора и силовых токопроводов с внутренней стороны коллекторов дает по величине эффект снижения массы КЯЭУ за счет полностью или частичного исключения специальных противометеоритных экранов.

Основной вклад в эффект снижения массы (70%) КЯЭУ вносит установка снаружи коллекторов силовых элементов раскрытия холодильника-излучателя.

Формула изобретения

Противометеоритная защита коллекторов теплоносителя холодильника-излучателя космической ядерной энергоустановки, соединенной с потребителем электроэнергии силовыми токопроводами и силовым элементом раскрытия холодильника излучателя, отличающаяся тем, что силовой элемент раскрытия установлен на внешней стороне коллекторов с зазором, а силовые токопроводы расположены с внутренней стороны коллекторов с зазором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3