PocketQube műhold vázszerkezetének fejlesztése és hőtechnikai elemzése
Ötvös Vivien BSc III. évf., Katona Krisztina BSc III. évf., Sipos Anna Ilona BSc III. évf., Tomasics Sára BSc. III. évf.
e-mail: otvosvivien62@gmail.com
Konzulens: Józsa Viktor, PhD hallgató, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
e-mail: jozsa@energia.bme.hu
A dolgozatunk témája a BME jelenleg is fejlesztés alatt álló második műholdjának vázszerkezetének fejlesztése, illetve hőtechnikai analízise. A BME-1 névre hallgató műholdja PocketQube-ok családjába tartozik, melynek alapvető követelményei:
- 5x5x5 cm befoglaló méret
- stabil szerkezet, mely egyben marad az indítás, a kilövés és működés közben, ezáltal nem keletkezhet űrszemét strukturális hibából kifolyólag
- indítás után a világűr viszonyai mellett (közel 0 K és 0 Pa) is működőképes legyen
- indítás előtt szabványos teszteken való megfelelés
- minden egyes alkatrész anyagának meg kell felelnie a kis gázkibocsátású anyagok szabványának, hogy a küldetést ne sodorhassa veszélybe
Ezeket kiegészítettük a saját követelményeinkkel, mint a spektrum analizátoros mérőrendszer hordozása, illetve az adó- és vevőantenna kicsomagolódása és üzembe lépése. Célunk a kritériumoknak megfelelő szerkezetek tervezése és fejlesztése.
Az alkalmazhatóság körülményeinek vizsgálatához szükséges a szerkezet hőtechnikai elemzése. Ehhez hőáram-hálózatos modellt alkalmaztunk, mely a robosztussága és a könnyű programozhatósága miatt került kiválasztásra. Az egyszerű, tömör kocka modelljétől a valós geometriáig több konstrukciót vizsgáltunk meg. A.hőátviteli folyamatok előzetes kvantitatív elemzése után az egységként értelmezett szerkezetet diszkrét részekre osztottuk, majd azokat koncentrált vezetési ellenállásokkal modelleztük. A szerkezet feldarabolásánál anyagi, szerkezeti és hőforrás szerinti elkülönülést vettünk figyelembe. A termikus funkciók modellezése hőáram-hálózati alapelemekkel történik. (hővezetési ellenállás, hőkapacitás, hőáram-forrás). A modell segítségével szimulálni tudtuk a szerkezet űrbeli körülményeken történő viselkedését. Az elért eredményeket numerikus hőtani szimulációval hasonlítjuk össze és ellenőrizzük.
A kész modellt egy egyesített programkódba fogjuk implementálni a műhold teljes viselkedésének a szimulálhatósága érdekében. Ez a folyamat fontos szerepet kap a tervezés során, mivel több elektronikai alkatrész számára bizonyos minimális hőmérsékletet kell biztosítani a működőképességük megőrzése érdekében.
szerzők
-
Katona Krisztina
gépészmérnöki
nappali alapszak -
Ötvös Vivien
gépészmérnöki
nappali alapszak -
Sipos Anna Ilona
energetikai mérnöki
nappali alapszak -
Tomasics Sára
energetikai mérnöki
nappali alapszak
