Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.31772/2712-8970-2022-23-4-734-746
Ключевые слова: thermal vacuum tests, solar simulator, light emitting diode, LED assembly, halogen lamp, spectral match, термовакуумные испытания, имитатор солнечного излучения, светоизлучающий диод, светодиодная сборка, галогенная лампа, спектральное соответствие
Аннотация: Традиционные имитаторы солнечного излучения для термовакуумных испытаний космических аппаратов построены на основе газоразрядных ламп, которые в силу своих особенностей могут быть размещены только за пределами термовакуумной камеры. Альтернативные твердотельные источники - высокоэффективные светодиоды - могут быть размещены непосреПоказать полностьюдственно в термовакуумной камере, что позволит значительно повысить световые и эксплуатационные характеристики имитаторов солнечного излучения. Одной из первоочередных и наиболее сложных задач при обеспечении соответствия световых характеристик имитатора солнечного излучения предъявляемым требованиям следует считать получение спектра, близкого к спектру Солнца внеатмосферных условий (AM0). В статье рассмотрены спектральные характеристики предложенной ранее модели комбинированного излучателя, состоящего из галогенных ламп и сборок высокоэффективных светодиодов различных длин волн. Предложена методика определения спектрального соответствия для имитаторов солнечного излучения AM0. Определены требования к светодиодным сборкам для применения в предложенном комбинированном излучателе. В экспериментальной части измерены спектральные характеристики образцов галогенных ламп и светодиодных сборок, по результатам измерений проведено моделирование комбинированного излучателя. При моделировании с образцом наиболее подходящей серийно производимой светодиодной сборки, на номинальном уровне мощности галогенных ламп достигнуто хорошее спектральное соответствие, которое со снижением мощности ламп значительно ухудшается. В то же время многие программы и методики термовакуумных испытаний требуют имитации солнечного излучения с различными уровнями энергетической освещенности. С учетом полученных результатов авторами разработана экспериментальная светодиодная сборка, предназначенная для применения в комбинированном излучателе. Моделирование с экспериментальной светодиодной сборкой показало лучшие результаты; требуемое спектральное соответствие сохраняется на различных уровнях световой мощности. Достигнутые характеристики разработанной светодиодной сборки не предельны и могут быть улучшены путем дальнейшей оптимизации. Traditional solar simulators for thermal vacuum tests of spacecraft are based on gas-discharge lamps. Due to the characteristics of such lamps, they can only be installed outside the thermal vacuum chamber. High-efficiency LEDs can be installed directly in the thermal vacuum chamber, which can significantly improve the luminous and operational characteristics of solar simulators. Obtaining a spectrum close to the spectrum of the extraterrestrial Sun (AM0) is one of the primary and most difficult tasks in ensuring that the luminous characteristics of the solar simulator meet the requirements. The article considers a previously proposed model of a combined emitter consisting of halogen lamps and assemblies of highperformance LEDs of various wavelengths. We have proposed a method for determining the spectral match for AM0 solar simulators and determined the requirements for LED assemblies intended for use in the combined emitter. Simulation with a sample of the most suitable commercially available LED assembly, at the nominal power level of halogen lamps, showed a good spectral match, which deteriorates significantly with decreasing lamp power. At the same time, many programs and methods of thermal vacuum tests require simulation of different irradiance levels. Taking this into account, the authors developed an experimental LED assembly. Simulation of the combined emitter with this LED assembly showed the best results. The required spectral match is maintained at various irradiance levels. The achieved characteristics of the developed LED assembly are not limiting and can be improved by further optimization.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал
Выпуск журнала: Т.23, №4
Номера страниц: 734-746
ISSN журнала: 27128970
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный университет науки и технологий им. акад. М.Ф. Решетнева