Сформульовано наближені моделі просторового розподілу параметрів струменів газу та плазми електрореактивного двигуна. Показано, що моделі адекватні чисельному та фізичному експериментам.

Визначено вплив факторів космічного простору - іонізуючого та ультрафіолетового випромінювання, забруднення продуктами вихлопу електрореактивних двигунів і деструкції матеріалів зовнішніх поверхонь космічних апаратів, термоциклювання та радіаційної електризації - на енергетичні характеристики сонячних батарей під час тривалої (7 - 10 років) експлуатації на геостаціонарній орбіті.

Розроблено методологію фізичного моделювання радіаційної електризації підвітряних поверхонь елементів конструкції космічних апаратів авроральними електронами в процесі надзвукового обтікання їх іоносферною плазмою на низьких і середніх висотах. За результатами стендових, числових експериментів і натурних вимірювань визначено рівні заряджання, а також величини рівноважних потенціалів залежно від співвідношення концентрацій високоенергетичних електронів і позитивних іонів у близькому сліді за тілом та у незбуреній плазмі.

Получены расчетно-экспериментальные зависимости, характеризующие спад электрической мощности кремниевых солнечных батарей (СБ) при длительном (~ 10 лет) воздействии факторов космического пространства и околоспутниковой среды на геостационарной и высокой круговой орбитах. Достоверность зависимостей подтверждена соответствием расчетных и измеренных на орбите значений нормированной мощности СБ.

Сформульовано наближені моделі струменів-вихлопів газореактивних і плазмових двигунів космічних апаратів. Установлено, що динаміку та структуру імпульсної плазми під час розширення у вакуумі характеризують дві стадії, два режими течії: механізм джоулевого нагрівання електронів і режим беззіткнювального розлітання. Моделі адекватні числовому та фізичному експериментам.

Одержано розрахунково-експериментальні залежності, що характеризують спад електричної потужності сонячних батарей у разі тривалої (близько 10 років) взаємодії з навколишнім середовищем на орбіті. Розглянуто вплив окремих факторів навколосупутникового середовища - іонізуючого й УФ-випромінювання, забруднення захисного скла продуктами деструкції матеріалів зовнішніх поверхонь космічних апаратів, термоциклювання, радіаційної електризації та плазмових струменів електрореактивних двигунів на втрату потужності сонячних батарей. Розроблено процедуру оцінки спаду потужності сонячних батарей на орбіті.

Разработана процедура физико-химического моделирования и исследования изменения весовых, геометрических, термо-оптических характеристик полимерных материалов космических аппаратов при длительном воздействии сверхзвуковых потоков атомарного кислорода на орбите. Получены зависимости изменения характеристик материалов от величины интегрального флюенса атомарного кислорода.

Розроблено методологію й апаратурне забезпечення для діагностики надзвукових потоків іоносферної та лабораторної плазми. Експериментально підтверджено, що використання зондів тиску та зондів Ленгмюра дозволяє визначити практично повний комплекс основних кінетичних параметрів нейтрального та заряджених компонентів потоків нерівноважної розрідженої плазми в іоносфері та на стенді.

Розроблено процедуру та технічне забезпечення фізико-хімічного моделювання, проведення прискорених ресурсних випробувань деградації вагових, геометричних і термооптичних характеристик полімерних матеріалів космічних апаратів під час тривалої дії надзвукових потоків атомарного кисню у іоносфері Землі. Одержано залежності характеристик поліімідних плівок і вуглепластика від інтегрального флюенсу атомарного кисню.

Індекс рубрикатора НБУВ: О62-02

Рубрики:

Космічні літальні апарати

Шифр НБУВ: Ж14846 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено процедуру фізичного моделювання процесів високовольтного заряджання підвітряних поверхонь елементів конструкцій космічних апаратів швидкими електронами в полярній іоносфері в тіні Землі. За результатами стендових та обчислювальних експериментів, супутникових вимірювань визначено залежності рівноважних потенціалів підвітряних поверхонь від співвідношення концентрацій швидких електронів та позитивних іонів у близькому сліді за тілом і в незбуреній плазмі.

Показано, що повертання власного магнітного поля тіла у потоці плазми є ефективним засобом управління конвективним теплообміном та аеродинамічною якістю діелектричного тіла у разі вісесиметричного обтікання.

За допомогою методу фізичного моделювання визначено підйомну силу та силу лобового опору намагнічених планет у потоці розрідженої плазми сонячного вітру. Показано, що характер залежності цих сил із відстанню до Сонця змінюється подібно до моментів магнітних диполів планет. Вирішальний вплив на величину підйомної сили та сили лобового опору мають два параметри: відношення магнітного тиску полю планети до швидкісного напору сонячного вітру та кут нахилу осі магнітного диполя до осі обертання планети.

Показано, що в гіперзвуковому потоці розрідженої плазми за умов МГД-наближення може реалізуватися часткове фізичне моделювання ефектів, які притаманні МГД-взаємодії (зниження конвективного теплового потоку та збільшення сили лобового опору) під час спуску тіл в атмосфері Землі.

Розроблено розрахунково-експериментальну процедуру прогнозу втрат електричної потужності кремнієвих сонячних батарей космічного апарата під час тривалої експлуатації на кругових орбітах у полярній іоносфері та у магнітосфері Землі. Визначено втрати потужності сонячних батарей, обумовлені впливом окремих факторів навколосупутникового середовища. Показано, що інтегральні величини втрат потужності сонячних батарей (з урахуванням впливу окремих факторів навколосупутникового середовища) узгоджуються з результатами супутникових вимірювань.

Визначено порогові значення річного флюенсу атомарного кисню, а також відношення густини потоку вакуумного ультрафіолетового випромінювання сонячного спектра до густини надзвукового потоку атомарного кисню, які характеризують наявність синергетичного ефекту на втрату маси поліімідними плівками і конструкційними матеріалами космічного апарата.

Розроблено процедуру числового та фізичного (стендового) моделювання зондових вимірювань параметрів навколосупутникового середовища на КА "Січ-2". Відповідність розрахованих та виміряних значень рівноважного потенціалу ізольованої сфери зонда EZ свідчить про коректність процедури моделювання та допустиму точність визначення температури і концентрації електронів у навколосупутниковій плазмі на полярній орбіті КА "Січ-2".

Разработана процедура идентификации флуктуаций пространственно-временного распределения нейтральных и заряженных частиц по зондовым измерениям научной аппаратурой ИТМ на КА "Сич-2". Определена локализация извержений вулканов, эпицентров землетрясений, которые зарождаются и происходят на подспутниковой трассе КА, а также локализацию южного и северного авроральних пиков в ионосфере Земли.

Показано, что изменение взаимной ориентации векторов собственного магнитного поля тела и скорости потока плазмы является эффективным средством управления динамическим взаимодействием в системе "космический аппарат - плазма": оно позволяет реализовать режим взаимодействия с ненулевым аэродинамическим качеством и, как следствие, режимы торможения и ускорения "намагниченного" тела в гиперзвуковом потоке разреженной плазмы.

Дан краткий анализ результатов исследований, выполненных в отделе механики ионизованных сред Института технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины за период 2011 - 2015 г.г. по трем направлениям, характеризующим взаимодействие "намагниченных" космических аппаратов с ионосферной плазмой, конструкционных материалов со сверхзвуковыми потоками атомарного кислорода и вакуумного ультрафиолетового излучения в атмосфере Земли, научной аппаратуры ИТМ на спутнике "Сич-2" с окружающей средой.