Measurement of Thermo-Radiation Characteristics of Spectral-Selective Materials for Space Structures Designs

Abstract

Анотація. Показана актуальність створення технологій нанесення спектрально-селективних покриттів матеріалів, призначених для конструкцій космічної техніки, які розкриваються, та розвитку методів контролю їх терморадіаційних характеристик. Зазначено, що при інших рівних умовах, температура поверхні конструкції у вакуумі космічного простору визначається відношенням коефіцієнта поглинання сонячної радіації до коефіцієнта випромінювання (емісії) поверхні.Метою роботи є показ перспективності калориметричних вимірювань терморадіаційних характеристик без вакуумування об'єму вимірювальної камери, обґрунтування структури і характеристик обладнання для цих досліджень, проведення експериментальної перевірки методу і устаткування на реальних зразках матеріалів для космічної техніки.Обґрунтована можливість застосування калориметричного методу для вимірювання коефіцієнту емісії без вакуумування об'єму вимірювальної камери при врахуванні теплопередавання від випромінювача до поверхні зразка крізь шар повітря. Рекомендована структура відповідної апаратури і визначене співвідношення геометричних розмірів робочої камери, за яких крайові спотворення внаслідок теплопередавання крізь повітря є несуттєвими, а поправка на кондуктивний теплообмін може бути легко розрахована.Наведено методику вимірювань і опис випробувального стенду на базі термоелектричних перетворювачів теплового потоку і абсолютного приймача сонячного випромінювання, які призначені для визначення коефіцієнта поглинання сонячного випромінювання.Наведено стислий опис технології нанесення покриття шаруватої структури Al+TiO 2 та виміряні значення коефіцієнта емісії і коефіцієнта поглинання сонячного випромінювання зразків з таким покриття. Показано, що відношення коефіцієнта поглинання сонячної радіації до коефіцієнта емісії для двошарового покриття істотно нижче аналогічного значення, отриманого для його окремих компонентів. Встановлено, що зміною співвідношення товщини шарів Al і TiO 2 можна забезпечити зниження величини відношення коефіцієнтів до значення, яке забезпечує допустимий рівень температури поверхні космічного апарату.Ключові слова: терморадіаційні характеристики; багатошарові терморегулюючі покриття; калориметричні методи вимірювання; коефіцієнт поглинання сонячного випромінювання; коефіцієнт емісії.