Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Для решения задач спутниковой, космической связи в режимах приемопередачи в заданных диапазонах частот в составе наземных комплексов управления широко используются крупногабаритные зеркальные параболические антенные системы [1, 2]. К таким действующим антеннам можно отнести: радиотелескоп ТНА-1500 с диаметром зеркала 64 м, расположенный в Калязинской радиоастрономической обсерватории; радиотелескоп РТ-70 с диаметром зеркала 70 м Центра дальней космической связи и другие.
Одной из важнейших характеристик антенных систем является коэффициент усиления, который показывает, во сколько раз мощность полезного сигнала на выходе антенны больше мощности того же сигнала во время приема на ненаправленную антенну. При этом любое отклонение реальной формы отражающей поверхности (зеркала) антенны от идеального параболоида ведет к росту уровня боковых лепестков диаграммы направленности и снижает значение коэффициента усиления, а значит, ухудшает качество принимающего сигнала. В некоторых случаях это может быть критичным. Оценку точности соответствия реальной формы зеркала от идеальной ведут по среднеквадратичному отклонению антенны σ, под которым понимается среднее значение квадрата отклонения реальной отражающей поверхности от поверхности идеального параболоида [3]:
,
где — радиус-вектор точек .
Искажение формы зеркала происходит как по причине погрешностей изготовления и монтажа на антенну отдельных ее элементов — силового каркаса, щитов отражающей поверхности и пр., так и в результате эксплуатации антенной системы: под действием атмосферных осадков, ветра, действия силы тяжести; инерционных нагрузок во время вращения антенны; вследствие неравномерного прогрева рефлектора солнечными лучами.
С ростом размеров антенн фактор неравномерности прогрева (термостабилизации) рефлектора оказывается наиболее существенным. Это связано с ростом градиента температур между точками, лежащими на противоположных концах диаметра антенны [4]. Перепад температур резко возрастает тогда, когда одна половина рефлектора находится в тени, а другая — под влиянием солнечной радиации.
Одним из способов решения вопроса термостабилизации является размещение между тыльной стороной отражающей поверхности и ребрами силового каркаса рефлектора теплоизоляционных панелей с организацией продувки образованного щелевого пространства воздухом с помощью вентиляторов. Однако данный способ не исключает неравномерность прогрева щитов отражающей поверхности и не защищает их от прямого действия солнечной радиации.
В данной работе для решения данной проблемы предлагается использовать пассивную систему термостабилизации, которая подразумевает заполнение с тыльной стороны щелевой полости теплоаккумулирующим материалом (ТАМ). Принцип работы такой системы основан на поглощении теплоты при плавлении ТАМ. В качестве ТАМ можно применять n-парафины, представленные широким гомологическим рядом и имеющие низкую температуру плавления.
Цель настоящей работы — оценить эффективность применения пассивной системы термостабилизации крупногабаритных антенн. Для достижения данной цели проводится сопряженный термопрочностной анализ щитов отражающей поверхности антенной системы с диаметром зеркала 32 м. Моделируется нестационарная задача воздействия солнечной радиации на щит при наличии и отсутствии тепловых аккумуляторов холода, расположенных на тыльной стороне поверхности щитов.
Термические деформации, определенные в результате моделирования, показывают целесообразность применения пассивной системы термостабилизации при решении задачи увеличения теплообмена между ТАМ и отражающей поверхностью.
