СЕЛЕКТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ РАДИАТОРОВ

Перейдем к селективным поверхностям, позволяющим решить обратную задачу — максимально охладить металлическую по­верхность, освещаемую Солнцем. Таковы поверхности радиаторов гелиоустановок и космических аппаратов, свободные от фотопре­образователей места панелей солнечных батарей, охлаждающие поверхности концентраторов солнечной энергии (особенно если они имеют тепловой контакт с полупроводниковыми фотопреоб­разователями), поверхности холодных спаев термоэлектрогенера — раторов. Особенно сложной становится данная задача, когда по­верхность радиатора освещается Солнцем, получая дополнительный! поток тепла.

Коэффициент ас таких бело-черных поверхностей должен быть минимальным, а є — максимальным [157]. Наиболее распростра­ненный способ придания металлической поверхности таких опти­ческих свойств состоит в нанесении селективной краски, состоя­щей из пигмента белого цвета (ТЮ2, ZnO) и органического свя­зующего. Для селективных красок характерны следующие зна­чения оптических коэффициентов: ас = 0,22 — г — 0,32 и є = 0,9 — г — 0,95. Высокое отражение солнечного излучения обеспечивается оптическими свойствами пигмента-наполнителя, а высокий ко­эффициент е — поглощением и малым отражением (из-за низкого показателя преломления) полимерной основы краски в инфра­красной области спектра. Однако в ряде работ [75, 158] было об­наружено, что белые краски сильно темнеют при воздействии ультрафиолетового излучения Солнца, и при дозах, равносиль­ных облучению внеатмосферным солнечным излучением в тече­ние нескольких дней, ас покрытий на основе белых красок воз­растает, например, в космических условиях, до 0,5. Увеличение а,, означает нарушение системы терморегулирования, перегрев радиатора космического аппарата, перерасход охлаждающего агента в активной системе термостабилизации космических ап­паратов. Некоторое улучшение исходных оптических характе­ристик белых красок и их стабильности может быть достигнуто введением в поверхностный слой краски избыточного количества белого пигмента [19], выбором более стойких пигментов и неорга­нических связующих, например на основе жидкого стекла. Од­нако даже в этих случаях ас возрастает с 0,22 до 0,27 при ультра­фиолетовом облучении в течение 600 солнечных часов.

Для второго типа бело-черных покрытий — кремнийоргани — ческих или акриловых прозрачных лаков на полированной алю­миниевой поверхности, имеющих ас = 0,19 — г — 0,2 и є = 0,8 — г — — г — 0,95. также характерно небольшое увеличение ас до 0,24 под действием ультрафиолетового облучения [158]. Такие покрытия значительно облегчают задачу пассивной стабилизации темпера­туры спутников. Практическое нанесение этих покрытий значи­тельно проще, чем описанное, например, в работе [159] получение золотого напыленного слоя с нанесенной поверх него пленкой SiO определенной толщины, однако кремнийорганические и акриловые лаки при толщине 20—30 мкм заметно темнеют под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца [70].

Лучшие значения оптических коэффициентов были получены с помощью покрытий на основе стеклопленок из радиационно­стойкого стекла с внутренним отражающим слоем из серебра (ас = 0,06 —і— 0,08, є = 0,9) и алюминия (ас = 0,15 ч — 0,17, є = 0,9) [160—162]. Высокий коэффициент отражения солнечного излу­чения обеспечивается в данном случае слоем серебра или алюми­ния, а высокий коэффициент излучения — поглощением и низким отражением верхнего слоя стекла в инфракрасной области сол­нечного спектра. Как показали лабораторные и натурные испыта­ния, бело-черные стеклянные отражающие покрытия обладают исключительной стабильностью оптических свойств [163J.

3.8.