مدل سازی و تحلیل حرارتی ماهواره با روش شبکه الکتریکی

وظیفه سیستم کنترل حرارت یک ماهواره، نگهداری دمای تجهیزات در محدوده دمایی مجازشان، در تمام شرایط محیطی و کارکردی است. به منظور تعیین محدوده دمای تجهیزات در طول ماموریت، روش های عددی و نرم افزارهای گوناگونی وجود دارد. در این مقاله، مدل سازی ریاضی هندسی ماهواره با روابط موجود در مراجع انجام شده و با نرم افزار ترمال دسک تاپ تایید می شود. از مدل هندسی، مقادیر شار حرارتی محیطی و ضرایب دید تشعشعی به دست می آید. سپس روش شبیه سازی الکتریکی، برای حل مدل ریاضی حرارتی یک ماهواره چرخان معرفی می شود. به طوری که تجهیزات و سازه ماهواره، به چندین گره تقسیم شده و هر ترم معادله بالانس حرارتی با المان های الکتریکی معادل (خازن، مقاومت، منبع جریان و...) شبیه سازی شده و مدار الکتریکی حاصله با برنامه HSPICEبه سادگی و سرعت حل می شود. مقادیر ولتاژ و جریان در هر گره به ترتیب متناظر با دما و شار حرارتی است. نتایج نشان دهنده سرعت بالای روش شبیه سازی الکتریکی در مدل سازی حرارتی ماهواره و ارائه پاسخ های دمایی دقیق است. با استفاده از کنترل حرارت نیمه فعال، نیازمندی های حرارتی تامین شده و تاثیر رنگ رادیاتور بررسی شده است.