Моделирование освещенности от светодиодного осветительного прибора для системы визуального контроля герметизации корпуса малого космического аппарата - Кузьменко, Владимир Павлович; Солёный, Сергей Валентинович (Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2025)
Разработана численная модель трехканального светодиодного осветительного прибора кольцевой формы, предназначенного для системы визуального автоматизированного контроля герметизирующего шва малых космических аппаратов форм-фактора CubeSat 1U и 2U с использованием камеры технического зрения. Модель предполагает периодическое действие трех различных спектральных каналов - ультрафиолета, видимого зеленого и ближнего инфракрасного диапазонов спектрального распределения света - и формулируется в виде двухуровневой вариационной задачи, связывающей дискретное расположение светодиодных источников света с непрерывным набором их световых характеристик при ограничениях на равномерность и достаточность освещенности в зоне визуального контроля. Модель представлена как двухуровневая вариационная задача оптимизации, связывающая бинарную топологию размещения излучателей и непрерывные уровни их световой яркости при ограничениях на равномерность освещенности и тепловую нагрузку. Численная реализация модели выполнена через аппроксимацию точечных излучателей по форме ламбертова объекта и дискретизацию контролируемой области диаметром 40 мм с шагом 0,5 мм, три кольца по 36 источников на радиусах 70, 85 и 100 мм, рабочую высоту 55 мм. Результаты моделирования показали достижение целевых энергетических и светотехнических параметров: средняя радиантная плотность для ультрафиолетового канала составила 5,1 мВт/см², средняя освещенность для зеленого канала - 10,3 кЛк, средняя радиантная плотность для ближнего инфракрасного канала - 30,4 мВт/см²; коэффициент равномерности суммарного поля 0,87. По сравнению с регулярно-равноугловым размещением дисперсия суммарного поля уменьшена на 34 %. Полученные данные подтверждают пригодность модели для проектирования и поиска оптимальных параметров спектрально адаптивных трехкольцевых светодиодных осветительных приборов, включая топологию размещения источников света, спектральную составляющую света и уровни их световой яркости, необходимые для систем технического зрения, используемых на этапе визуального контроля при модульной сборке и герметизации корпусов малых космических аппаратов.