Пульсирующие тепловые трубы и их применение в космической технике

Рассмотрены двухфазные теплопередающие устройства – пульсирующие тепловые трубы – как перспективные средства обеспечения теплового режима космических аппаратов, более эффективные с точки зрения затрат энергии, чем активные двухфазные системы с механической прокачкой теплоносителя. Несмотря на большое количество экспериментальных работ, в том числе, при кратковременной микро- и гипергравитации на параболической траектории и долговременной микрогравитации на орбите Земли, подтверждающих устойчивость режимов работы труб, закономерности их зависимости от тепловой конфигурации (температур испарителя и конденсатора, свойств рабочей жидкости, наличия присадок, коэффициента заполнения, поверхностных свойств трубы, угла наклона при наличии веса жидкости) и способность термостабилизировать панели космических аппаратов, точные модели, позволяющие выбирать параметры трубы, находятся в процессе разработки. Поэтому в обзоре большое внимание уделено теоретическим работам: постановкам и методам решения краевых и обратных задач. Решение задач диагностики позволяет определять передаваемый тепловой поток, а задач идентификации – исследовать двухфазный поток по температурным измерениям на поверхности трубы. Показаны возможности применять аддитивные технологии для изготовления пульсирующих труб, изготавливать гибкие трубы и термостабилизированные панели в виде металлических, гибких или композитных пластин с каналами внутри как элементов систем обеспечения теплового режима перспективных космических аппаратов. Приведены экспериментальные работы, подтверждающие работоспособность пульсирующих тепловых труб, заполненных жидким водородом или кислородом, при криогенных температурах.