Methoden zur Simulation des externen Wärmeflusses auf Raumfahrzeuge mithilfe von thermischen Vakuumprüfgeräten

Thermischer Vakuumtest Die Ausrüstung ist ein wesentlicher Bestandteil der großflächigen bodengestützten Testinfrastruktur zur Simulation von Vakuum, kalter Dunkelheit und Sonneneinstrahlung im Weltraum. Sie dient der Durchführung von Wärmebilanz- und thermischen Vakuumtests an Raumfahrzeugen und erfüllt somit die grundlegenden Testanforderungen für die Raumfahrzeugentwicklung. Die entsprechenden Vorschriften für diese Simulationstests sind in der chinesischen Norm *GJB 3758A-2019: Thermische Simulationsmethoden für thermische Vakuumtests von Raumfahrzeugen* festgelegt.

Auf Grundlage dieses Standards werden im folgenden Abschnitt die Testmethoden zur Simulation des externen Wärmeflusses auf Raumfahrzeuge vorgestellt, die hier zu Ihrer Information bereitgestellt werden.

Methoden zur Simulation des externen Wärmeflusses auf Raumfahrzeuge:

Testgeräte: Huanyi Instruments — Thermische Vakuumprüfgeräte

Prüfnorm: GJB 3758A-2019 — Thermische Simulationsverfahren für die thermische Vakuumprüfung von Raumfahrzeugen

Simulationsklassifizierung:

Aufgrund ihrer zugrunde liegenden Prinzipien und Eigenschaften können Simulationsmethoden für den externen Wärmefluss in die folgenden vier Kategorien eingeteilt werden:

a) Simulationsmethode für den einfallenden Wärmestrom;

b) Simulationsmethode für den absorbierten Wärmestrom;

c) Simulationsmethode für die Temperatur des äquivalenten Strahlungswärmesenkensystems;

d) Kombinierte Wärmestrom-Simulationsmethode (eine Kombination aus zwei oder mehr der oben genannten Simulationsmethoden).

Prinzipien für Simulationsverfahren für externe Wärmeströme:

Die zur Simulation des externen Wärmestroms gewählte Methode muss mit den Möglichkeiten der Testanlage kompatibel sein. Darüber hinaus ist es unerlässlich, die Konsistenz zwischen den am Prototypmodell und am Flugmodell durchgeführten Wärmebilanztests sicherzustellen; sowohl bei der Konzeption als auch bei der Durchführung dieser Tests sollten die betriebliche Machbarkeit und die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund stehen. Die Auswahl orientiert sich im Allgemeinen an folgenden Prinzipien:

a) Für Raumfahrzeuge mit komplexen Geometrien, signifikanten gegenseitigen Abschattungseffekten oder Fälle, in denen die thermooptische Leistung der Oberflächenbeschichtungen des Raumfahrzeugs validiert werden muss, wird die *Simulationsmethode des einfallenden Wärmestroms* empfohlen.

b) Für Raumfahrzeuge mit relativ glatten, ungehinderten Oberflächen – insbesondere wenn sich die Eigenschaften der Oberflächenbeschichtungen zwischen Beginn und Ende der Betriebsdauer des Raumfahrzeugs erheblich verändern – wird die *Simulationsmethode des absorbierten Wärmestroms* empfohlen.

c) Bei Raumfahrzeugen, bei denen der auf die Oberfläche einfallende externe Wärmestrom maßgeblich durch Mehrfachreflexionen der eigenen Wärmestrahlung des Raumfahrzeugs beeinflusst wird und bei denen eine präzise Simulation der thermischen Umgebung erforderlich ist, wird die *Methode der Simulation der Temperatur der äquivalenten Strahlungssenke* empfohlen.

d) Wenn die Simulationsmethoden für den einfallenden Wärmestrom, den absorbierten Wärmestrom oder die Temperatur des äquivalenten Strahlungswärmesenkensystems einzeln angewendet die Testanforderungen nicht erfüllen, sollte eine kombinierte Wärmestromsimulationsmethode angewendet werden.