Sd Mwr T Avgg P022 E (Lie)

AQUARIUS / SACD
MICROWAVE RADIOMETER

SD-MWR-T-AVGG-P022-E

MWR
Plan de ensayo de
Calificación

UID GEMA
Departamento de Aeronáutica
Proyecto Aquarius / SACD

Departamento de Aeronáutica Unidad de Investigación y Desarrollo,
Facultad de Ingeniería – U. .L.P. Grupo de Ensayos Mecánicos Aplicados

Emisor: UID GEMA - Departamento de Aeronáutica – UNLP
Titulo: Ensayo de Calificación de MWR

Autor Revisión1 Revisión 2

Nombre Nombre Nombre
Fernando Cordisco Ignacio Curto Pablo Ringegni

Firma Firma Firma

Fecha Fecha Fecha

..….../…..…/…..… ..….../…..…/……..

RESUMEN

En este informe se presenta el plan de ensayos correspondiente el instrumento MWR
para la ejecución de ensayos de balance térmico y calificación en cámara de
termovacío. Detalle de construcción y armado. Diseño del ensayo, implementación,
convergencia. Simulaciones correspondientes.

Aprobación Nombre Firma Fecha

Juan Cruz Gallo
….../……/……

_____________________________
Calle 116 e/ 48 y 49 CP(1900) La Plata Pagina 39 de 39
Tel – Fax: 0221 4244851


I.- TEMA Y OBJETIVOS

II.- COMPONENTES DE ENSAYO
II.I- DETALLE DEL SOPORTE TERMO-MECANICO
II.II- DETALLE DEL RECINTO CERRADO CONTENEDOR DEL
INSTRUMENTO Y TGSE
II.III.- DETALLE DE LA IMPLEMENTACION DE SET´S-UP

III- CONCEPTO Y ESQUEMA DE ENSAYO

IV.- PLAN DE ENSAYO
IV.I.- CICLADO TERMICO
IV.II – DISIPACIONES
IV.III – SENSORES DE TEMPERATURA Y CONVERGENCIA
IV.IV – CABLEADO Y CONECTORES

V.- LISTADO DE IMPLEMENTACION DEL ENSAYO

VI.- SIMULACIONES
VI.I – INTRODUCCION
VI.II – RESULTADOS

VII.I.- ANEXO A: PLANOS
VII.II.- ANEXO B
VII.III.- ANEXO C.
VII.IV.- ANEXO D.
VII.V.- ANEXO E.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


DOCUMENTOS RELACIONADOS

1. SD-MWR-T-DTGG-D015-A (Revision Critica de Diseño, Instrumento MWR)
2. ICD-MWR (Documento de Interfases MWR)
3. SD-MWR-T-AVGG-P022-D (Plan de Ensayos LIT, INPE 2009)

MODIFICACIONES SOBRE LA REVISIÓN D DEL PLAN DE ENSAYO TÉRMICO
DEL MWR

La cámara de termovacío emplazada en el LIE, CETT (Córdoba, Argentina) cuenta
con un sistema de frio-calor dado por el uso de nitrógeno liquido para refrigeración y
lámparas para el calefaccionado.
El uso de lámparas como sistema de calefacción presenta dos problemáticas que
demandan una modificación en la técnica de ensayo que se había propuesto para el
ensayo en el LIT, INPE (San Jose dos Campos, Brasil) según se informó en el documento
“SD-MWR-T-AVGG-P022-D”:

1) El uso de lámparas limita, y en algunos casos impide, la realización de ensayos
de balance térmico que permitan ajustar al modelo de vuelo con el modelo
computacional así como ajustar sus radiadores y potencia de control.

2) Se detectó por ensayos previos que las lámparas generan picos de temperatura
inadmisibles sobre las láminas externas de las mantas de MLI. La temperatura
generada puede dañar tanto al material de las laminas como degradar sus
adhesivos.

Planteada tal problemática, se propone el uso de un sub-recinto cerrado que contenga
al instrumento en su interior y sobre el que se controla la temperatura a partir de los
sensores de control de la cámara de T-V. Este recinto protege al equipamiento de la
iluminación directa.
Esta solución permite realizar el ensayo propuesto originalmente con el menor nivel de
modificaciones posibles: permite el uso del equipamiento ya adquirido y construido sin
necesidad de replantear el ensayo en su totalidad. De esta forma es posible adecuar el
nuevo plan ensayos según la fecha de ensayo requerida en el menor tiempo posible.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


I.- TEMA Y OBJETIVOS

Simular la funcionalidad del instrumento en vuelo a partir de ensayos de Balance y
Calificación térmica en cámara de termovacío.

1. Durante el balance térmico del MWR se pretende ajustar:
a. Modelo térmico
b. Dimensión de Radiadores
c. Potencia de CT disipada en supervivencia.
d. Chequeo funcional de termostatos de vuelo
e. Posibles fallas de constructivas que afecten la respuesta del
sistema.

2. Durante la calificación térmica del instrumento se pretende verificar:
a. Respuesta térmica del instrumento en condiciones de operación
extremas.
b. Funcionalidad de la electrónica del instrumento en condiciones
térmicas extremas.

II.- COMPONENTES DE ENSAYO

El ensamblaje para el ensayo de termovacío consta de seis (6) ensamblajes:

1. MRBOX: contenedor de la electrónica de Front-end y Back-end
2. MA365: reflector de 36,5 Ghz
3. MA238: reflector de 23,8 Ghz
4. TGSE: Soporte termo-mecánico (incluye un set-up para controlar la temperatura
que simula a la S/P: SUTGSE)
5. SUT: Set-up en el radiador de Tapa de MRBOX
6. SUC: Set-up en la camisa del recinto cerrado

Los primeros tres ítems corresponden al instrumento MWR. A su vez se cuenta con un
soporte mecánico que se encarga de vincular estructural y térmicamente las tres partes
del MWR (TGSE), de un set-up sobre la el radiador de Tapa (SUT) del MRBOX para
simular los flujos radiantes sobre uno de los tres radiadores del MRBOX y por un recinto
cerrado (SUC) dentro del cual se coloca al intrumento con su soporte mecanico y cuya
función es protegerlo de la incidencia directa de la luz emitida por las lámparas de la
cámara de TVC a la vez de proveerle de un ambiente estable MA365: reflector de 36,5
Ghz

Nota: En el anexo D se presentan imágenes del instrumento

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


II.I- DETALLE DEL SOPORTE TERMO-MECANICO

El soporte termo-mecánico (TGSE) es una estructura metálica de baja inercia
térmica y con caminos conductivos y tratamientos superficiales que permitan simular las
condiciones de vuelo adecuadas así como minimizar el tiempo de ensayo por
calentamiento o enfriamiento del soporte (ver Fig. 1).

Fig 1a. Esquema conceptual del TGSE (actualmente en construcción)

VOLUMEN COMPLETO
(TGSE + INSTRUMENTO)
=
1MTS
1,5MTS (LARGO) X 1MTS
(ANCHO)
(ALTO) X 1MTS (ANCHO)

Fig. 1b. – Dimensiones Características del TGSE

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Sobre el conjunto de vigas se montan dos (2) placas de G10 como soporte aislante
para ambos reflectores y una (1) placa de aluminio de 4mm de espesor a la que se acopla
la estructura del MRBOX. La placa de aluminio (SUTGSE) cuenta con un sistema de
calefactores y sensores de temperatura que a partir de un controlador ON/OFF ajusta la
temperatura requerida para simular la unión a la S/P. Si bien las sujeciones termo-
mecánicas del MRBOX están diseñadas para aislar al MRBOX de la S/P, la temperatura
de cámara esperada para el ensayo difiere substancialmente de la esperada en vuelo
generando efectos de perdidas irreales en el instrumento (en el Anexo C se detalla la
influencia de la cámara sobre el MRBOX si no se utiliza el SUTGSE).

El TGSE debe colocarse junto al instrumento dentro del recinto cerrado o
contenedor que a su vez será colocado dentro de la cámara de termovacío.

II.II- DETALLE DEL RECINTO CERRADO CONTENEDOR DEL INSTRUMENTO
Y TGSE

El recinto cerrado o contenedor cumple la función de simular un ambiente
controlado en temperaturas al instrumento que yace dentro de él. Se puede pensar en el
contenedor como una sub-cámara térmica que protege al MLI del instrumento del haz de
luz emitido por la cámara de T-V a la vez de proveer de un ambiente cuyo intercambio de
calor por radiación sea mensurable con precisión. El control de temperaturas del
contenedor se realiza mediante un set de sensores ubicados en cada una de sus seis (6)
caras mediante el propio sistema de control de la cámara de T-V. Debido a esto el
contenedor se comporta como un set-up de temperatura que denominaremos SUC.

El contenedor del instrumento está diseñado para brindar un camino conductivo y
una inercia térmica adecuada. La inercia térmica resulta de un balance para minimizar el
tiempo de estabilización del contenedor sin que cualquier cambio de temperatura en el
instrumento lo perturbe en gran magnitud y lo desvíe de su condición de equilibrio.
El contenedor o SUC se encuentra recubierto con pintura negra Aeroglaze Z-306
sobre todas sus superficies. El mismo cuenta con una tapa de inspección que permite
realizar modificaciones sobre el instrumento y por una tapa que permite de la entrada y
salida de cables y conectores.
A continuación se presenta un esquema del contenedor y sus dimensiones
características:

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Fig 2a. Esquema conceptual del SUC

Fig 2b. Dimensiones características del SUC (corrección: donde dice 1400mm debe
decir 2000mm)
_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


II.III.- DETALLE DE LA IMPLEMENTACION DE SET´S-UP

Definición
El set-up es una placa controlada en temperatura (o potencia) que permite inyectar
toda la energía que cada radiador absorbe del ambiente en forma de calor por radiación.
De esta forma cada set-up debe alcanzar una temperatura de equilibrio determinada a
partir de cálculos orbitales.

Implementación
El set-up consiste en una placa de aluminio de entre 4mm de espesor que debe
tener las mismas dimensiones geométricas del radiador sobre el que va a ser montado.
La superficie orientada al radiador debe estar recubierta con pintura blanca AZ-93 y la
superficie opuesta recubierta con MLI.
Las resistencias calefactoras deben estar ubicadas sobre la superficie opuesta a la
radiante haciéndose un corte sobre el MLI para que cada calefactor quede expuesto al
ambiente sin aislamiento (se eliminan así posibles fallas por sobre-calentamiento local al
calefactor). Se requiere también del uso de un (1) controlador ON/OFF por cada placa. La
Fig. 3 presenta un esquema de lo antedicho.

Fig. 3. Configuración del Set-Up. El radiador representa cualquier superficie radiante del
MWR que no este recubierta con MLI

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


III- CONCEPTO Y ESQUEMA DE ENSAYO

Los reflectores están acoplados al MRBOX únicamente por radiación. A su vez el
MRBOX cuenta con dos ambientes: Ambiente de Front-End y Ambiente de Back-End;
cada uno de ellos caracterizado por un rango diferente de temperaturas admisibles en
vuelo y con sus respectivos radiadores.
El instrumento cuenta con un total de 3 radiadores (más un radiador extra respecto
a la información presentada en el ultimo ICD resultado de las modificaciones estructurales
generadas en Enero de 2009 y que se encuentra recubierto con MLI pero puede ser
utilizado en caso de un exceso de temperatura): un (1) radiador para el ambiente de
Front-End y dos (2) para el ambiente de Back-End más un (1) radiador extra recubierto
con MLI. Las superficies de aluminio correspondientes a los alimentadores han sido
arenadas para reducir el nivel de excursiones térmicas en vuelo y representan dos zonas
sensibles al cambio de flujo de calor por radiación.

Para simular la carga térmica sobre cada radiador y sobre la superficie de los
alimentadores minimizando la cantidad de sets-up (para simplificar la implementación del
ensayo) se propone la siguiente solución:

1. 1 set-up para el radiador de la tapa (SUT) cuya excursion termica en vuelo difiere
en gran medida del ambiente del capuchon
2. 1 set-up para la zona de union entre la S/P y el instrumento (SUTGSE)
3. 1 set-up los radiadores del capuchón. Este set-up está determinado por el
ambiente térmico que rodea al instrumento y se corresponde al contendor (SUC).

Las superficies correspondientes a los alimentadores cuentan con calefactores de test
que permiten simular el calentamiento producido por los flujos de calor en vuelo y
balancear las pérdidas que se den entre ellos y el SUC cuando -durante la calificación- la
temperatura que observan los alimentadores en la SUC difiera substancialmente de
observada en vuelo.

Cada reflector cuenta a su vez con un sistema de calefactores y controladores
ON/OFF que permiten establecerlos a la temperatura esperada en vuelo. Como las
temperaturas esperadas en vuelo son siempre superiores a la de cámara el control no
requiere de un sistema de enfriamiento.

El set-up del radiador de la tapa no posee posibilidad de reducir temperatura pues
no se cuenta con un sistema de enfriamiento. Sin embargo la temperatura del SUT y del
SUTGSE son siempre superiores a la del SUC para simular el resto de los radiadores y no
es necesario extraer calor de tales placas mediante un sistema de enfriamiento.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


IV.- PLAN DE ENSAYO

IV.I- CICLADO TERMICO

1. Ensayo de Precalentamiento para desgasado
2. Balance Térmico
3. Calificación de Termovacio

El vacío mínimo requerido para todos los ensayos debe ser > 1.0E-5 Torr.

- Tiempo de vaciado de cámara T-V: entre 4hs y 6hs según ICD
- Tiempo de estabilización del contenedor SUC: entre 8hs y 10hs según estimaciones
analíticas y según experiencia de cámara por parte del equipo del LIE.

1) Balance Térmico

Set-1 o Target 1 (caliente):
- SUC: 10ºC (TBC)
- SUT: 13ºC (TBC)
- SUTGSE: 60ºC
- Electrónica: ON
- Calefactores de Test: disipando 10W cada uno (TBC)

Set-2 o Target 2 (frío)
- SUC: -70ºC (TBC)
- SUT: -70ºC (TBC)
- SUTGSE: -25ºC
- Electrónica: OFF
- Calefactores de Test: disipando 5W cada uno (TBC)

En caso que se requiera una modificación sobre el tamaño del radiador se deberá
realizar una repetición del set-1. Llamaremos “1er ciclado” al ciclo caliente y frio dado por
el Target 1 y Target 2, y “2do ciclado” a la repetición del Target 1 posterior a la
modificación del radiador. El segundo ciclado queda supeditado a la validación o no del
subsistema térmico según se indica a continuación:

Nota: Si bien la diferencia entre el SUT y el SUC es mínima, se detectó por simulación que el valor
del SUT es muy sensible a la emisividad efectiva del MRBOX motivo por el cual se recomienda
dejar el set-up en caso que durante el ensayo se requiera una modificación de temperatura.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Estabilidad requerida para considerar estacionarios: ∆T/dt<0,2ºC

o Tiempo de relevo de datos: depende del instrumental disponible.

o Validación del subsistema térmico:

1. 1er ciclado: Temperatura medida en los sensores de convergencia para
estado estacionario sea menor o igual a 2ºC respecto a la determinada por
simulación.

2. 2do ciclado: Temperatura medida en los sensores de convergencia para
estado estacionario sea menor o igual a 5ºC respecto a la determinada por
simulación.

3. En caso de que no pueda ser alcanzada una diferencia menor o igual a 5ºC
será decisión de sistemas aceptar una diferencia mayor a costas de una
perdida de márgenes térmicos sobre el instrumento.

Tiempo estimado por simulación para alcanzar la convergencia una vez que el SUC sea
estabilizado: ∆T/dt<0,2ºC (detalles de la simulación: ver Apartado VI):

De temperatura ambiente a meseta caliente: 17hs
De temperatura en meseta caliente a meseta fría: 21hs
De meseta fría a temperatura ambiente: TBD (a ser definido en conjunto con el
equipo del LIE)

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


2) Calificación Térmica

La calificación térmica del MWR se realiza según el requerimiento L2B-AS-c-990
solicitado por Proyecto e indicado en la Fig. 5

Fig. 4 – Curva de calificación. L2B-AS-c-990

o Estabilidad requerida para considerar estacionarios: ∆T/dt < 2ºC/h

o Tiempo de relevo de datos: depende del instrumental disponibe

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Target / Set’s

Non Op Hot (Set 1)
o SUC: 10° C
o SUT: 13ºC
o SUTGSE: 60ºC
o Electronica: OFF
o Reflector MA23Ghz y MA365Ghz: 70° C
o Calefactores de Test: disipando 10W cada uno (TBC)

Non Op Cold (Set 2)
o SUC: -70ºC
o SUT: -70ºC
o SUTGSE: -25ºC
o Electronica: OFF
o Reflector MA23Ghz y MA365Ghz: -50° C

Op Hot (Set 3)
o SUC: 10° C
o SUT: 13ºC
o SUTGSE: 60ºC
o Electronica: ON
o Reflector MA23Ghz y MA365Ghz: 70° C

Op Cold (Set 4)
o Cámara: -63ºC (TBC)
o SUT: -35ºC (TBC)
o SUTGSE: -25ºC
o Electronica: ON
o Reflector MA23Ghz y MA365Ghz: -50° C

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Tiempo estimado por simulación para alcanzar la convergencia una vez que el SUC sea
estabilizado: ∆T/dt<2ºC (detalles de la simulación: ver Apartado VI):

De temperatura ambiente a meseta caliente: 4hs
De temperatura en meseta caliente a meseta fría (tiempo para el cual cierra el
termostato y se activan los calefactores de supervivencia): 13hs
De meseta fría a temperatura ambiente: TBD (a ser definido en conjunto con el
equipo del LIE)

3) Duración Final de Ensayo de Balance + Calificación

Se consideran estimaciones del tiempo de vaciado de cámara y estabilización del SUC
según se especificó anteriormente.

Etapa – Balance Tiempo
Comentario
Termico [hs]
Tiempo necesario en caso que no se requieran
Con 1er Ciclado 77
modificaciones sobre el instrumento
Incluye el tiempo de ambos ciclados y modificación
Con 1er Ciclado y 2do
147 de partes (36hs son fuera de cámara)
Ciclado

Tiempo
Etapa – Calificación Comentario
[hs]
Se continua desde el final del ensayo de Balance
Calificación 181
térmico (no se adiciona vaciado de cámara inicial)

Tiempo Máximo Esperado para Ensayos (incluyendo tiempo fuera de cámara para
modificaciones) =
328 hs (14 días)

Tiempo Máximo incluyendo implementación de equipamiento pre-ensayos =
408hs (17 días)

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


IV.II – DISIPACIONES

Durante cada ciclo caliente y frío, la disipación del instrumento, la temperatura de
los reflectores MA238 y MA365 y la temperatura de cada set-up se varia según
corresponda a fin de ensayar los casos requeridos para el balance térmico y para la
calificación del instrumento. A continuación se detalla la codificación de cada calefactor
(heater) y su ubicación en cada parte.

2 calefactores de 5W a 28V, Set-Up Tapa
2 calefactores de 10 W a 28V, Alim. 23Ghz
2 calefactores de 10W a 28V, Alim. 36Ghz
4 calefactores de 10W a 28V, Reflector 23Ghz
4 calefactores de 10W a 28V, Reflector de 36Ghz

Total = 14 resistencias calefactoras + 4 de margen (por posibles fallas)
Total (con margen) = 18 resistencias calefactoras

El consumo y disipación del instrumento esta previsto en 500W (200W: consumo máximo
del MWR, calefactores de set-up y calefactores de test + 300W de consumo en los
reflectores).

IV.III – SENSORES DE TEMPERATURA Y CONVERGENCIA

El criterio de convergencia adoptado para el balance térmico es de 0,2° C/hora y
para el periodo de calificación < 2° C/h. Los sensores de temperatura (Pt-100) que se
utilizarán para determinar la convergencia de cada espécimen serán función del tipo de
ensayo (balance o calificación) y del target de cada uno (ciclos calientes o ciclos frios). En
total se utilizarán los siguientes sensores:

1 TR_Pt-100, SUT
1 TR_Pt-100, Tapa (Lado Interno)
2 TR_Pt-100, Alim. 23Ghz (Lado Interno y externo)
2 TR_Pt-100, Alim. 36Ghz (Lado Interno y externo)
2 TR_Pt-100, EBOX (Lado Interno y lado externo)
1 TR_Pt-100, PDU-CT (Lado Interno)
1 TC_Cu-C, PDU-CT (lado externo propia de la cámara de T-V)
1 TR_Pt-100, Techo del capuchon (Lado Interno)
6 TR_Pt-100, Base RF e interfases con el capuchón
6 TC_Cu-C, una por cara del SUC (propias de la cámara de T-V)
2 TR_Pt-100, SUTGSE
----------------------------
Total sensores provistos por el instrumento = 18 Pt100 + 25% Margen (en caso de
falla) = 22 Pt100
_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Total sensores provistos por la cámara de T-V = 7 TC_Cu-C

El margen no solo incluye posibles modificaciones sino también rotura por manipuleo.

IV.IV – CABLEADO Y CONECTORES

La conexión a la cámara de T-V se realiza a partir de los conectores internos provistos por
la misma. Los sensores provistos por la cámara de T-V no requieren ser considerados
dentro de los conectores para el instrumento pues ya tienen salida propia.

Todos el cableado asi como los conectores (DB25 y DB50) son de calidad espacial a
modo de eliminar fallas por temperatura y asegurar un nivel de desgase admisible. El
cableado disponible para los sensores de temperatura de la cámara tienen el largo
suficiente como para ser instalados en en el instrmento sin problemas de longitud.
El cableado provisto por el instrumento se verifico en longitud en relación al ICD de la
cámara de T-V y la implementación propia del ensayo para que el mismo quede holgado.

En base al ICD de la cámara se dispone de la siguiente cantidad de conectores:

12 conectores DB 50 para 300 termocuplas
4 conectores DB 50 para potencia
6 Conectores tipo N para RF (En espera de provisión)
6 Conectores tipo SMA para RF (En espera de provisión)

De los 12 conectores DB 50 para termocuplas xxxx se encuentran ocupados con las
termocuplas de cobre constantan provistos por la cámara. El resto de los conectores
quedan liberados para instalar los sensores y calefactores provistos por el instrumento.

A continuación se presenta un esquema con los conectores para potencia y calefacción
requeridos:

Dibujo

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


V.- LISTADO DE IMPLEMENTACION DEL ENSAYO

A continuación se presenta el listado de partes necesario para implementar el
ensayo:

Desgase
Parte Qty Comentario
(TML, CVCM)
Instrumento MRBOX 1 Cumple (TBC) -
Reflector MA238 1 Cumple Al6061 Series.
Reflector MA365 1 Cumple Al6061 Series.
Soporte Termo- Al6061 Series + MLI + Pintura +
1 Cumple
estructural (TGSE) Calefactores
Al + recubrimiento total con pintura Z-
Contenedor (SUC) 1 Cumple
306
Al6061 Series + MLI + Pintura +
SUT 1 Cumple
Calefactores + Sensores
Resistencias Omega Flexible Heaters
calefactoras de Back- TBD Cumple
UP
Sensores de Pt-2000 y Pt-100
TBD Cumple
temperatura de Back-Up
Adquisidor de datos N/A N/A A ser provisto por el Instrumento
Potencia de A ser provisto por el Instrumento
N/A N/A
alimentación
Controlador de A ser provisto por el Instrumento
5 N/A
Temperatura (ON/OFF)
Conector DB25 3 Cumple A ser provisto por el Instrumento
Conector DB50 3 Cumple A ser provisto por el Instrumento
Cableado N/A Cumple A ser provisto por el Instrumento
Tabla 1

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


VI.- SIMULACIONES

VI.I – INTRODUCCION

Se presentan a continuación los resultados de las simulaciones computacionales
hechas en un modelo de diferencias finitas realizado en el programa SINDA-3D y resuelto
con el software SINDA/G.
El modelo representa todos los elementos descriptos y fabricados de modo de
poder obtener los tiempos de estabilización para cada estado. De esta manera, se pueden
estimar los tiempos necesarios para ensayo.

Fig. 6a. Modelo Computacional

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Fig. 6b – Intecambio de calor del ambiente Tapa-Placa respecto al SUT

Fig. 6c – Intercambio de calor entre las sujeciones termo-estructurales y el SUTGSE

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Fig. 6d – Intercambio de calo: Zona EBOX (izq.) y Zona PDU-CT (derch.) respecto al SUC

Fig. 6e– Intercambio de calor entre Alim23Ghz y 36Ghz vs SUC y Reflectores

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


VI.II – RESULTADOS

ESPESOR DEL CONTENEDOR

Análisis de perturbación de temperaturas sobre el Contenedor al activar el MWR
durante una estabilización típica del contenedor. Para una camisa de entre 5mm y 6mm la
perturbación se reduce en gran magnitud respecto a una camisa de 2mm. La perturbación
oscila la temperatura en 5° respecto a su crecimiento típico debería poder ser
C
modificada sin problemas por las lámparas de la cámara de T-V.

40

20

0
10000 20000 30000 40000
Temperature C

-20

-40

-60

-80

-100

-120
Time sec
Fig. 7a.- Cámara a -180ºC + Lámparas Apagada. Camisa de 2mm. Potencia inyectada
desde 10000seg a a 17200seg (2hs).
.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


40
30
20
10
0
5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
-10
Temperature C

-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
Time sec

Fig. 7b.- Cámara a -180ºC + Lámparas Apagada. Camisa de 6mm. Potencia inyectada
desde 10000seg a a 17200seg (2hs) el cambio de temperatura en la camisa es de 5ºC. La
perturbación sobre la tendencia original de la camisa se ve reducida en gran magnitud
respecto al caso anterior.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


TIEMPOS DE CONVERGENCIA

Análisis de Convergencia para el Balance Caliente Set-1:

C.I.: todo a 20ºC
C.B.: Escalón según se indica en el target correspondiente.

34

32

30
Temperature C

28

26

24

22

20
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000
Time sec
Tiempo de convergencia sobre varias zonas de la BaseRF
Tiempo estimado para una convergencia <0,2 ºC/h: 58000s (17hs)
Tiempo estimado para una convergencia <2 ºC/h: 10800s (2hs)

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


40
A23Ghz

35
Temperature C

30 EBOX

25

PDU
20

15
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000
Time sec A36Ghz
Tiempo de convergencia sobre varias zonas del Capuchon
Tiempo estimado para una convergencia <0,2 ºC/h: 49800s (14hs)
Tiempo estimado para una convergencia <2 ºC/h: 10800s (3hs)

Conclusión

TIEMPO DE CO VERGE CIA A 0,2 ºC/h PARA MRBOX = 17hs

TIEMPO DE CO VERGE CIA A 2 ºC/h PARA MRBOX = 3hs

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Análisis de Convergencia para el Balance Frio, Set-2:

C.I.: se parte de la temperatura de equilibrio del Balance Caliente
C.B.: Escalón según se indica en cada target.

50
45
40
35
30
25
Temperature C

20
15
10
5
0
10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000
-5
-10
-15
-20
-25
-30
Time sec
Tiempo de convergencia sobre varias zonas de la BaseRF
Tiempo estimado para una convergencia <0,2 ºC/h : 75200s (21hs)
Tiempo estimado para que cierren los termostatos = 48000s (13hs)
Tiempo estimado para una convergencia >2°C/h: 46600hs (13hs)

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


60

50

40
Temperature C

30

20

10

0
10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000

-10

-20
Time sec
Tiempo de convergencia sobre varias zonas del Capuchon
Tiempo estimado para una convergencia <0,2 ºC/h: 73710s (20,5hs)
Tiempo estimado para que cierren los termostatos = 48000s (13hs)
Tiempo estimado para una convergencia >2°C/h: 46600hs (13hs)

Conclusión

TIEMPO DE CO VERGE CIA A 0,2 ºC/h PARA MRBOX =21hs

TIEMPO PARA CIERRE DE TERMOSTATOS = 13hs

TIEMPO DE CO VERGE CIA A 2 ºC/h PARA MRBOX = 12,9hs

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


ANEXO A

Planos

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


ANEXO B

Cantidad de Set-ups
requeridos

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


El MWR cuenta con un máximo de 4 superficies radiantes:

- Zona de PDU y CT
- Zona de Telemetría y Digital
- Techo del capuchón
- Radiador de Tapa

Cada zona presenta una temperatura de equilibrio diferente:

Operación o Operation
Zona
Tmax Tmin Tmax Tmin
PDU y CT -18 -50 N/A -63
Telemetría y
-5 -63 N/A -73
Digital
Techo -9 -57 N/A -116
Tapa 2 -35 N/A -80
TABLA - I

Debido a la dificultad de implementar un set-up para cada zona se busca reducir su
cantidad al máximo a costas de una solución de compromiso que sobre-exija a los
componentes con mas margen y lleve al limite a los componentes sin margen o con bajo
margen durante el proceso de calificación (acordado con CONAE)

[ ota]: la temperatura de equilibrio para los alimentadores es del orden de los 150ºC. o
es posible encontrar semejanzas de temperatura con el resto de los radiadores y se debe
adicionar un set-up a cada uno

De los análisis térmicos realizados sobre el MRBOX se demuestra que la zona mas
comprometida es la relativa a la placa de telemetría con margen 0 respecto a su AFT en
contraste con la zona de PDU y CT con un margen de 10ºC respecto a su AFT. En el caso del
radiador “Techo-capuchón” no existe electrónica alojada allí y solo funciona eliminando el
calor remanente que no puede ser eliminado por la zona de PDU y Telemetría; por lo tanto
no es una zona sensible a temperaturas extremas. Si además consideramos la tabla anterior
se puede concluir en el uso de un mismo set-up para la PDU, Telemetría y Techo a costas de
sobrexigir la zona de PDU.
Finalmente se define como set-up para las placas radiantes del capuchón (telemetría,
digital y techo) el uso de la misma cámara de TVC quedando únicamente un solo set-up para
el radiador de la tapa y los alimentadores.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


ANEXO C

Justificación de la necesidad de
un set-up para el TGSE

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Se analiza la variación de la temperatura sobre la zona de unión de las sujeciones del
MRBOX en base al cambio de temperatura sobre la base de RF (zona donde se aloja la
electrónica de front-end) sobre el modelo numérico del MRBOX:

C.B. Peor caso HOT
Temp. max.
Temp. Unión
en baseRF
40 39,7
45 39,9
50 40,1
55 40,3
60 40,5 Temp. Referencia
70 40,8
80 41,2

20 39
0 38,2
-10 37,9 (Temp. cámara 1)
-60 36 (Temp. cámara 2)
-80 35,2 (Temp. cámara 3)

Nota: Considerar radiación genera un incremento de hasta 4ºC para el caso extremo con la
temperatura de unión a -80ºC (estimado analíticamente).

Si bien la sujeción termo-estructural presenta un nivel de aislamiento elevado que
genera cambios en la temperatura sobre la base de RF del orden de 1ºC contra diferencias
de hasta 30ºC respecto a la zona de unión (S/P), en el caso de ensayo la menor temperatura
esperada para la zona de unión ronda los -80ºC. Esta ultima temperatura genera una
disminución de temperatura sobre la base de RF del orden de 9ºC (incluyendo conducción y
radiación) respecto la nominal y resulta en una perturbación no admisible para los periodos
de calificación del sistema. Respecto a los ensayos de balance térmico, si bien no serian
afectados en forma directa, se recomienda la anulación del fenómeno para evitar problemas
durante el ajuste del radiador.

Conclusión:
Conclusión: La zona de sujeción del MRBOX debe poseer un Set-Up que asegure
temperaturas del orden de la temperatura de unión requerida en vuelo para asegurar la
correcta calificación del instrumento y, en menor medida, para optimizar los balances de
temperatura.

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


ANEXO D

Instrumento

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Radiador
Techo

Alim. 23Ghz

Alim. 36Ghz

Radiador
Tapa

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


(2)

(1)

(1) Radiador de PDU y CT
(2) Radiador de Telemetría y Digital (Superficie no visible en la imagen)

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


Reflector MA365

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851


ANEXO E

Tablas para ensayo

_____________________________
Tel – Fax: 0221 4244851

Sd Mwr T Avgg P022 E (Lie)

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Sd Mwr T Avgg P022 E (Lie)

Similar a Sd Mwr T Avgg P022 E (Lie) (20)

Último

Último (20)

Sd Mwr T Avgg P022 E (Lie)