РАСЧЕТ, МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, СИСТЕМЫ ПРИВОДОВ, ТЕПЛОВОЙ И ПРОТИВОЭРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ КОНСТРУКЦИЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ИЗ НОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Этап 2 - Моделирование и исследование силовых элементов, системыприводов, тепловой и противоэрозионной защиты конструкций космических аппаратов

Объект исследования - механизмы поддержки и ориентирования антенн, солнечных батарей, защитные МДО-покрытия элементов конструкций, способы терморегулирования технологических объемов космических аппаратов. Цель исследования - разработка моделей расчета силовых элементов, технологии нанесения покрытия для обеспечения стойкости элементов конструкции к воздействию плазмы. Представлены методика создания системы уравнений математической модели и алгоритм их решения для замкнутого конвективного теплообменного контура. Для защиты элементов космического аппарата от действия плазмы СПД предложено использовать защитные экраны из алюминиевой фольги с оксидным слоем, полученным методом микродугового оксидирования. Изготовлены экспериментальные образцы выбранной схемы создания защитного покрытия. Исследования состава и структуры, экспериментальных образцов покрытий проведены методами электронной оже-спектроскопии, сканирующей атомно-силовой микроскопии, рентгенофлуоресцентной спектроскопией и оптической микроскопии. Также проведены исследования их электрических и терморадиационных характеристик. Разработаны программы и методики испытаний разработанных образцов покрытий. Определена методика построения математических моделей конвективных теплообменных контуров в виде системы уравнений течения с теплоотдачей в полной постановке, определенных по числу неизвестных и граничным условиям. На основе теории электрических аналогий сформулирована методика создания системы уравнений математической модели для сложного объекта, состоящая из уравнений двух типов - компонентных (описывающих процессы в отдельном элементе системы) и топологических (отражающих связи между элементами). Разработан алгоритм решения системы уравнений математической модели для замкнутого конвективного теплообменного контура, и сформулировано условие замкнутости контура. Результаты работы позволяют сформировать алгоритмы расчета характеристик и проектирования конвективных теплообменных контуров, что дает возможность проводить численную оптимизацию в области варьирования конструктивных и режимных параметров, определять границы работоспособности, моделировать аварийные ситуации и т.п.