Chương 1 Tổng quan về bài tốn phân tích nhiệt vệ tinh
4.3. Nghiên cứu đáp ứng nhiệt cho vệ tinh hình hộp khi gắn thêm cánh
4.3.1. Mơ hình nhiệt tám nút cho vệ tinh
Vệ tinh được mơ hình như trong Hình 4.21. Vệ tinh bao gồm một thân có
kích thước LBWB HB và một cánh nối với thân có kích thước LAWA. Khoảng cách từ cánh đến thân là AB. Giả sử rằng cánh của vệ tinh vng góc với một mặt bên của thân. Bởi vì tính tốn nhiệt vệ tinh là khá phức tạp, mơ hình ở trên là một mơ hình đơn giản và sẽ là cơ sở cho mơ hình vệ tinh phức tạp hơn. Thân của vệ tinh được làm từ vật liệu composite có tham số hình học và vật liệu cụ thể. Ở đây, chúng ta cũng giả sử rằng vật liệu của thân là đồng nhất. Hệ số hấp thụ mặt trời và hệ số phát xạ của thân tương ứng là B và B. Cánh của vệ tinh cũng bao gồm nhiều vật liệu khác nhau. Nó bao gồm hai mặt: mặt trước (mặt 8) có gắn các tấm pin mặt trời hấp thụ năng lượng trực tiếp từ tia sáng mặt trời; hệ số hấp thụ của mặt trước là F, hệ số phát xạ của nó là F; và mặt sau (mặt 7) được sơn bởi lớp vật liệu với hệ số hấp thụ R, hệ số hấp thụ R. Các tấm 1, 2, 3, 4, 5, 6 được đánh số như chỉ ra trong
Hình 4.21. Các tấm 1 và 3 nằm đối diện với nhau, trong đó tấm 1 ở vị trí gần cánh
hơn. Các tấm 2 và 4 thì song song với nhau và vng góc với các tấm 1 và 3. Các tấm 5 và 6 lần lượt là mặt trên và mặt đáy của vệ tinh.
Các thành phần thân và cánh có thể được mơ hình hóa trên cơ sở phương pháp nhiệt phân bổ, nghĩa là mỗi mặt của thân và cánh được đặc trưng bởi một nút nhiệt. Để ước lượng nhiệt độ cho các thành phần này, chúng ta có thể sử dụng mơ hình nhiệt tám nút: sáu nút cho các mặt của thân và hai nút cho mặt trước và mặt sau của cánh (được đánh số như trong Hình 4.21). Sở dĩ các mặt của thân được đánh với một chỉ số là do ta đã giả sử là vật liệu của thân đồng nhất. Còn cánh vệ tinh được mơ hình và đánh với hai chỉ số riêng biệt (7 và 8) bởi vì tính chất vật lý của mặt trước chứa các tấm pin mặt trời rất khác với mặt sau (không chứa các tấm pin).
Hình 4.21. Một mơ hình của vệ tinh hình hộp có gắn thêm cánh
Trong mục tới, ta sẽ tính tốn tải nhiệt tác động lên các nút và phân tích đáp ứng nhiệt của các nút trong ba kịch bản quỹ đạo: Cold Case, Hot Case 1 (hot case đối với thân vệ tinh), Hot Case 2 (hot case đối với cánh vệ tinh).