VRBA, M. Koncepční návrh zástavby tepelného spínače do konstrukce družice [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.

Posudek vedoucího

Mašek, Jakub

V rámci zpracování diplomové práce se student pustil do analýzy koncepčních návrhů instalace tepelného spínače do konstrukce družice. Teoretická část působí dobrým dojmem, bohužel jsou však kapitoly systému regulace tepla kompilovány převážně z jednoho zdroje literatury, čímž trpí rozsah použitelných informací. Zcela chybí zásadní kapitoly o zásadách konstrukčního návrhu pro kosmické aplikace a rešerše instalace spínačů či obdobných zařízení do satelitů. Taková rešerše by poskytla důležitá data pro praktickou část práce. Literatura je pouze na dostatečné úrovni, v teoretické části jsou delší pasáže bez citací (např. str. 6, 13, 17, 28, 33, 43), zdroj literatury chybí u Obr. 3.8. Odkazy 3 zdrojů ze seznamu literatury (25, 26 a 32) v práci úplně chybí. Reference v textu nejsou řazeny vzestupně a 1/3 zdrojů není citována podle ISO normy nebo chybí data k jejich dohledání. Celá práce je velmi roztáhlá, psaná narativním stylem, v textu je velmi obtížné se orientovat, ačkoliv jsou kapitoly řazeny logicky. Forma prezentace konceptů, metodiky i výsledků není vhodná, ačkoliv např. metodika pro analytický výpočet tepelné vodivosti je správná. Práce obsahuje hned několik tvrzení, která nejsou správná nebo podložená literaturou. Navzdory pravidelným konzultacím jsou návrhy 4 konceptů instalace spínače nevhodně zvoleny a 3 jsou principiálně identické. Koncepty popírají všechny základní zásady konstrukčního návrhu lehké, tepelně nevodivé a pevnostně odolné konstrukce pro aero-kosmické aplikace. Tepelný spínač není nijak šroubově spojen s konstrukcí, nelze tedy zajistit pevnost ani tepelnou vodivost. Rozsah i kvalita výpočtů lze hodnotit jen jako dostatečná. Výsledná data jsou prezentována nepřehlednou formou, chybí celkové grafické porovnání. Ve výsledcích je na první pohled vidět nesrovnalost, nelze však v práci dohledat, proč tomu tak je. Výsledky působí velmi nevěrohodně a nelze je zkontrolovat kvůli chybějícím datům. Pevnostní kontrola šroubových spojení je chybná, neuvažuje se natočení pozice šroubů (orientace zatížení) do kritické polohy. Student považuje za dobrý výsledek své práce nárůst hmotnosti systému o 100 - 200 % při současném nesplnění základních požadavků. Chybí relevantní a správné závěry. Další postup nebo návrh na zlepšení řešení chybí. Zadání práce je splněno dostatečně, jeden ze 4 cílů zadání – identifikace požadavků na geometrii a kvalitu styčných ploch a bodů mechanické fixace spínače - nelze dohledat vůbec. Práce studenta během zpracování se dá hodnotit jako uspokojivá. Z výše popsaných důvodů navrhuji E, dostatečně.

Posudek oponenta

Horák, Marek

Předložená anglicky psaná diplomová práce je věnována problematice zástavby tepelného spínače do konstrukce kosmického zařízení, např. družice nebo roveru, a je navázána na v současnosti probíhající projekt Leteckého ústavu VUT FSI v Brně, zaměřeného na návrh tepelného spínače pro kosmické aplikace. Její náplň se skládá ze dvou hlavních částí – části teoretické (rešeršní) a části návrhové a výpočtové. První rešeršní část (kapitola 1 až kapitola 3) je zpracována na vynikající úrovni, obsahuje ucelené vysoce odborné informace, které jsou logicky a přehledně strukturované, a doplněné o řadu tabulek, diagramů a konstrukčních schémat. Druhá část práce už je vypracována výrazně méně kvalitně. Čtvrtá kapitola zabývající se vlastním návrhem uchycení tepelného snímače do okolní konstrukce obsahuje řadu nedostatků, např. základní neznalosti v oblasti technického kreslení, kdy na Obr. 4.10 a Obr. 4.11 chybějí osy nebo jsou chybně okótovány závity. Zde by bylo vhodné namísto špatně okótovaných náčrtů s minimem kót vypracovat a zahrnout do příloh kompletní výrobní výkresy. Co se týká vlastního návrhu konstrukcí přichycovacích struktur u konceptů A až C, v práci není uvedena zamýšlená technologie výroby takto tvarově složitých dílců. Dále v textu není uvedeno, proč je výška vnitřního prostoru přichycovacích struktur 25,9 mm, když výška tepelného spínače je 26,2 mm (dle Obr. 1.3). Dále není zřejmé, jakou má autor představu o podobě navržených a v práci uvedených struktur, jejichž součástí by byly i dále uvedené a v některých výpočtech tepelné vodivosti uvažované Teflonové izolační vložky mezi přichycovací strukturou a tepelným spínačem, v práci není uveden ani jeden obrázek takto upravené struktury nebo sestavy. Pátá kapitola je věnována výpočtům tepelné vodivosti jednotlivých navržených konceptů a jejich dílčích variant. Této kapitole lze vytknout skutečnost, že výpočty tepelné vodivosti není na základě údajů uvedených v práci možné nijak zkontrolovat. Podrobný popis postupu výpočtu a konkrétní ve výpočtech použité vztahy nejsou v práci uvedeny, postup je zde pouze jednoduše slovně popsán a schematicky naznačen pomocí diagramů. Poměrně nepřehledně (na různých místech práce) jsou uvedeny pouze některé vstupní hodnoty a pak až výsledky, v příloze B je uvedeno jen velmi malé množství mezi-výsledků. Vlastní popis postupu výpočtů působí místy nepřehledně, a tento dojem zesiluje především množství schémat a dat uvedených v příloze, na které je v různých částech kapitoly odkazováno a mezi kterými musí čtenář při snaze pochopit zvolený postup výpočtu neustále znovu a znovu přelistovávat. Navíc některé hodnoty vstupující do výpočtů jsou uvedeny až poté, co byly k výpočtu poprvé použity. Vzhledem k absenci jakékoli zmínky o v jednotlivých výpočtech použitých hodnotách tepelné vodivosti vlastního tepelného spínače i dílčích hmot jednotlivých komponent teplovodného řetězce, není z výsledků na první pohled zřejmé, co autor myslí pod pojmem „separate structure“, zda se jedná o tepelnou vodivost a hmotnost pouze samotné přichycovací struktury, nebo tepelnou vodivost a hmotnost kompletního teplovodného řetězce bez tepelného spínače, anebo zda se jedná o tepelnou vodivost a hmotnost kompletního tepelného řetězce i s tepelným spínačem v rozepnutém stavu. Toto je vysvětleno až mnohem dále v kapitole 7, kde je uvedeno, že se jedná o kompletní teplovodný řetězec bez tepelného spínače. Tomuto tvrzení však neodpovídají hmotnosti uvedené v Tab. 5.1 až Tab. 5.12, které se liší o více než dvojnásobek hmotnosti spínače uvedené na straně 64. Další výhradu je možno podotknout k výpočtu tepelné vodivosti konceptu D, která je navzdory jen velmi malým úpravám konstrukce výrazně nižší než u originálního tepelného spínače. To pravděpodobně souvisí se skutečností, že model pro výpočet tepelné vodivosti spínače, uvedený v kapitole 5 a příloze A5, se liší od konstrukce spínače navržené a prezentované v kapitole 4, kde oblasti R2 s R3 a R1 s R2 dle Obr. A4.1 jsou různé oblasti jedné součásti, a tudíž mezi nimi nemůže existovat přechodový (kontaktní) odpor (R3c a R5c) uvažovaný ve výpočtu tepelné vodivosti. Šestá kapitola je věnována výpočtu zatížení šroubů ve spojích jednotlivých součástí sestav jednotlivých konceptů. Tato kapitola obsahuje pouze analytickou kontrolu jednoduchého šroubového spojení, a např. výpočet zatížení šroubů u konceptu D je příliš zjednodušený až zavádějící, protože není uvážena celková tuhost konstrukce ani možné zatížení od boxu elektroniky. Navíc šroubové spojení u Konceptu A je třeba počítat pro nejhorší případ zatížení, a ten autor bohužel nezvolil. Jako součást této diplomové práce mohla být provedena alespoň jednoduchá pevnostní kontrola navržených přichycovacích struktur, např. využitím některého z používaných výpočetních softwarů. Celá práce je zakončena krátkým zhodnocením a závěrem. Předložená práce svým rozsahem cca 120 stran převyšuje požadavky na tento typ závěrečných prací a má dobrou grafickou a stylistickou úroveň. Také autorova práce s rozsáhlým množstvím informačních zdrojů je na vynikající úrovni, což je znát především ve velice kvalitně zpracované první části práce. Co však lze této práci vytknout, je kromě množství faktických nedostatků v její druhé časti také skutečnost, že v ní chybí podrobnější pevnostní výpočty navržených struktur. I přes všechny uvedené skutečnosti předložená diplomová práce splňuje cíle definované v zadání a obsahuje všechny formální náležitosti. Proto tuto práci doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 125296