Tek Düğümlü Yörünge Isıl ve Lehim Yorulması Simülatörü

Güneşli ve tutulma evreleri boyunca yörünge sıcaklık salınımlarını entegre edin ve Engelmaier lehim bağlantısı yorulma çevrimlerini tahmin edin.

Single-Node Thermal Properties
kg
cm²
W
Max sunlit temperature7,4 °C
Min eclipse temperature−16,0 °C
Per-orbit swing ΔT23,4 K
Solder fatigue life N_f10.661Engelmaier cycles
Orbital Temperature Profile (°C)−30−520020406080190Orbit time (min)Temperature (°C)Node Temperature (°C)
Verileri tablo olarak göster
Orbit time (min)Node Temperature (°C)
0—
207
40−1
60−13
80−10
190—

DETERMİNİSTİK FİZİK VE VERİ METODOLOJİSİ

Bu Hesaplayıcı Nasıl Çalışır?

Kaynak modüller: lib/physics/thermal.ts

Tek düğümlü ışınımsal yörünge enerji dengesini periyodik sürekli rejime ulaşana dek 14 ardışık yörünge boyunca dördüncü mertebe Runge–Kutta (RK4) ile çözer ve kurşunsuz/bacaklı olmayan lehim bağlantılarının ısıl yorulma ömrünü Engelmaier bağıntısıyla hesaplar.

Yönetici Denklemler ve Fiziksel Model

Tek düğümlü yörünge ısıl enerji dengesi
m·c_p · dT/dt = ν(t)·[α·S₀·A/4 + α·S₀·a_E·F·A·max(cos θ, 0)] + ε·q_IR·F·A + Q_int − ε·σ·A·T⁴

Doğrudan güneş, Dünya albedosu (a_E = 0,30), Dünya kızılötesi akısı (q_IR = 237 W/m²), görünüm faktörü F(h) ve Stefan–Boltzmann ışımasını Δt = 2 s adımla integre eder.

Engelmaier lehim bağlantısı yorulma ömrü
N_f = ½ · (Δγ / (2·ε'_f))^(1/c),   Δγ = (L_D · Δα · ΔT) / h_s

Nötr nokta mesafesi L_D = 4 mm, lehim yüksekliği h_s = 75 µm, ısıl genleşme farkı Δα = 10 ppm/K ve 15,1 çevrim/gün için değerlendirilir.

Girdiler, Parametreler ve Birimler

ParametreBirimFiziksel tanım
m, A_totkg, cm²Uydu ısıl kütlesi (varsayılan c_p = 858 J/(kg·K)) ve dış ışıma alanı.
α, ε—, —Yüzey ortalamalı güneş soğurma katsayısı ve kızılötesi yayıcılık.
Q_intW525 km dairesel yörüngede (β = 0°) sürekli iç elektronik ısı üretimi.

Kabuller ve Geçerlilik Sınırları

  • Gövde ve PCB yığını eşsıcaklıklı tek düğüm kabul edilir; dikmeler üzerindeki iç iletim gradyanları çok düğümlü analiz gerektirir.
  • En uzun gölge süresini temsil etmek üzere β = 0° silindirik tutulma kullanılır.

Varsayılan Değerlerle Çözümlü Örnek

Varsayılan 0,24 kg 1P düğümü (150 cm², α = 0,62, ε = 0,78, Q_int = 0,32 W)

525 km'de periyodik sıcaklık tutulma çıkışında −16,0 °C ile güneşte +7,4 °C arasında salınır (ΔT = 23,4 K) ve ~10.661 medyan Engelmaier çevrimi verir.

Azami aydınlık sıcaklığı
+7,4 °C
Asgari tutulma sıcaklığı
−16,0 °C
Yörünge başına salınım ΔT
23,4 K
Engelmaier medyan ömrü N_f
10.661 çevrim