×
29.06.2019
219.017.a23e

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХГЛУБОКОГО ВАКУУМА В КОСМОСЕ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02196087
Дата охранного документа
10.01.2003
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к космической технике, а именно к орбитальным средствам для получения сверхглубокого вакуума (до 10 мм рт.ст.) и использования его для производства сверхчистых тонкопленочных материалов (сверхрешеток) методом молекулярно-лучевой эпитаксии. Устройство содержит защитный экран, установленный на космическом аппарате (КА) и ориентированный перпендикулярно набегающему потоку. Кроме того, устройство снабжено дополнительным защитным кожухом, который может быть установлен как за центральной частью защитного экрана, так и за донным срезом КА, ориентированным перпендикулярно набегающему потоку и выполняющим функции экрана. За плоскостью экрана образуется область аэродинамического следа. Дополнительный защитный кожух выполнен в виде усеченного конуса, большее открытое основание которого направлено в сторону от защитного экрана. На внешних сторонах боковых стенок и меньшего закрытого основания конуса установлены электронагреватели. Защитный кожух, выполненный из материала с низким собственным газовыделением, обеспечивает защиту от собственных газовыделений защитного экрана и потоков собственной внешней атмосферы КА. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к космической технике, а именно к орбитальным средствам для получения сверхглубокого вакуума и использования его для производства многослойных тонкопленочных материалов (сверхрешеток) методом молекулярно-лучевой эпитаксии на низкоорбитальных космических аппаратах.

Известно устройство для получения сверхглубокого вакуума, включающее защитный молекулярный экран, соединенный длинным тросом с корпусом космического аппарата [1]. Защитный экран имеет диаметр около трех метров и его плоскость ориентирована перпендикулярно направлению полета.

Сверхглубокий вакуум (до 10-14 мм рт.ст.) в этом случае образуется за счет оттеснения молекул, атомов и ионов набегающего потока, имеющих среднюю тепловую скорость (около 1 км/сек), значительно меньшую первой космической (8 км/сек) и, следовательно, недостаточную для заполнения области аэродинамического следа за экраном. При этом, учитывая распределение скоростей, наибольшую вероятность проникновения за экран имеют только атомы, молекулы и ионы с сверхмалым атомным весом - водород и гелий.

Основной недостаток данного устройства заключается в том, что вблизи орбитальных комплексов и пилотируемых аппаратов существует дополнительный источник загрязнения вакуума - собственная внешняя атмосфера (СВА) космического аппарата, которая состоит из потоков газов и частиц, выделяемых двигателями космического аппарата, испаряемых с поверхности космического аппарата и элементов его конструкции. Эти потоки движутся в той же системе координат, что и космический комплекс, имеют составляющую, равную орбитальной скорости, и, следовательно, могут проникать в область аэродинамического следа за защитным экраном, что значительно ухудшает вакуум. Кроме того, поверхность защитного экрана также может служить источником дополнительных загрязнений, поскольку из-за ее большой площади практически сложно обеспечить достаточно полное удаление адсорбированных остаточных газов и загрязнений.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному решению является устройство для получения сверхглубокого вакуума в космосе, включающее защитный экран в виде плоского металлического диска или усеченной части полусферы, закрепленного на телескопической стреле, смонтированной на космическом аппарате [2].

Данное устройство имеет следующие принципиальные и практические недостатки:
- в случае сложной конфигурации космического аппарата (комплекса) полностью исключить влияние СВА на область аэродинамического следа за защитным экраном в течение длительного времени практически невозможно;
- материал экрана должен иметь крайне низкий уровень собственных газовыделений, при этом единственно доступным способом удаления остаточных газов с внутренней поверхности ЗЭ в условиях космического полета из-за его больших размеров может быть только нагрев прямым солнечным излучением ориентацией защитного экрана на Солнце. Температуры, которые при этом могут быть достигнуты, недостаточны для полного обезгаживания поверхности;
- для защиты от СВА в периоды изменений ориентации КА, выполнения периодической ориентации на Солнце защитный экран должен быть снабжен поворотной платформой с автономной системой ориентации;
- космический аппарат, сконструированный с учетом вышеперечисленных требований, невозможно вывести на орбиту и возвратить на Землю без использования космического аппарата типа Space Shuttle из-за больших размеров громоздкой и сложной конструкции;
- использование телескопической стрелы существенно усложняет развертывание и эксплуатацию защитного экрана, увеличивает массу, выводимую на орбиту, и расходы, связанные с обеспечением его функционирования.

Технический результат использования предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в следующем:
- возможности значительного снижения требований по собственным газовыделениям к материалам, используемым в конструкции защитного экрана;
- возможности получения сверхглубокого вакуума вблизи поверхности космического аппарата, что значительно упрощает обслуживание полезной нагрузки, использующей сверхглубокий вакуум;
- возможности значительного варьирования размерами и геометрическими характеристиками защитного кожуха, что позволяет существенно расширить варианты выбора мест его размещения вблизи поверхности космического аппарата;
- возможности проведения термического обезгаживания поверхности защитного кожуха системой электронагревателей, размещенной на его внешней поверхности;
- в отсутствии необходимости в специальной системе ориентации (может использоваться система ориентации космического аппарата);
- в использовании защитного кожуха в качестве платформы для установки полезной нагрузки (технологического оборудования), использующей сверхглубокий вакуум.

Сущность изобретения заключается в том, что это устройство для получения сверхвысокого вакуума, включающее в себя защитный экран, который установлен на космическом аппарате и ориентирован перпендикулярно набегающему потоку, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным защитным кожухом, который установлен за центральной частью защитного экрана и выполнен в виде усеченного конуса, большее открытое основание которого направлено в сторону от защитного экрана, а на внешних сторонах боковых стенок и меньшего закрытого основания конуса установлены электронагреватели, причем дополнительный защитный кожух выполнен из материала с низким собственным газовыделением.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема устройства для получения сверхглубокого вакуума с использованием защитного экрана.

На фиг.2 - вариант закрепления защитного кожуха на донной части КА.

Устройство для получения сверхглубокого вакуума в космосе содержит защитный экран 1 диаметром около 3-х метров, установленный на космическом аппарате (КА) 2, за центральной частью защитного экрана 1 или за донным срезом 3 любого элемента КА 2 (фиг.2), имеющего малое удлинение и размер около 3-х метров, установлен дополнительный защитный кожух 4. Защитный кожух 4 выполнен в виде усеченного конуса с параллельными основаниями 5 и 6. Большее основание 6 открыто и направлено в сторону от защитного экрана 1 или донного среза 3 КА 2 и может иметь размер значительно меньше, чем размер защитного экрана 1 или используемого элемента конструкции КА 2. Боковые стенки 7, а также меньшее основание 5 выполнены из материала с низким уровнем собственного газовыделения (например, нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т). На наружных боковых стенках 7 и меньшем основании 5 расположены электронагреватели 8.

Кожух 4 может выполнять функции платформы для размещения полезной нагрузки 9, использующей сверхглубокий вакуум.

Устройство работает следующим образом. Во время орбитального полета защитный экран 1 или КА 2 ориентируют относительно набегающего потока таким образом, чтобы защитный экран 1 или плоский донный срез 3 КА 2, выполняющий функцию экрана, располагались перпендикулярно набегающему потоку. За плоскостью возникает область аэродинамического следа. Дополнительный защитный кожух 4 размещен в этой области и ориентирован широким открытым основанием 6 в сторону от поверхности защитного экрана 1. В этом случае обеспечивается защита от собственных газовыделений защитного экрана 1 и потоков СВА защитным кожухом 4, а от набегающего потока - защитным экраном 1 или донным срезом 3 КА 2.

Таким образом, защитным кожухом обеспечивается защита от собственных газовыделений защитного экрана и потоков СВА и защита от набегающего потока - защитным экраном или донным срезом КА. Тем самым, после проведения термического обезгаживания защитного кожуха с помощью электронагревателей 8 обеспечивается получение сверхглубокого вакуума (до 10-14 мм рт.ст.).

Источники информации
1. B.C.Авдуевский, Л.В.Лесков. Работает невесомость. М., 1988, стр.23-24.

2. US Patent 4723734. Date of Patent Feb. 9, 1988.

Устройстводляполучениясверхглубокоговакуума,включающеевсебязащитныйэкран,установленныйнакосмическомаппаратеиориентированныйперпендикулярнонабегающемупотоку,отличающеесятем,чтооноснабженодополнительнымзащитнымкожухом,установленнымзацентральнойчастьюзащитногоэкранаивыполненнымввидеусеченногоконуса,большееоткрытоеоснованиекоторогонаправленовсторонуотзащитногоэкрана,анавнешнихсторонахбоковыхстенокименьшегозакрытогооснованияконусаустановленыэлектронагреватели,причемдополнительныйзащитныйкожухвыполненизматериаласнизкимсобственнымгазовыделением.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 41.
20.02.2019
№219.016.bde9

Инструмент с ограничением крутящего момента

Изобретение относится к приспособлениям для создания оператором крутящего момента при работе в особых условиях, в частности в условиях открытого космоса. Инструмент с ограничением крутящего момента содержит корпус с размещенными в нем ведомым валом и механизмом ограничения крутящего момента и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02223897
Дата охранного документа: 20.02.2004
20.02.2019
№219.016.be1f

Быстроразъемный агрегат

Изобретение относится к ракетной технике, а конкретно к устройствам расстыковки заправочно-дренажных магистралей. Быстроразъемный агрегат включает в себя бортовую и наземную колодки, соединенные замком с пневмоприводом в виде запирающей втулки с подпружиненным поршнем. Наземная колодка снабжена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217649
Дата охранного документа: 27.11.2003
20.02.2019
№219.016.c4d2

Топливный отсек грузового космического корабля

Изобретение относится к космической технике, конкретно к транспортным космическим кораблям для дозаправки орбитальных станций типа "Мир". Предлагаемый отсек содержит корпус с внешней теплоизоляцией и установленный внутри него каркас. На каркасе закреплены баки горючего и окислителя с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02196082
Дата охранного документа: 10.01.2003
23.02.2019
№219.016.c7d1

Способ управления космическим аппаратом с помощью силовых гироскопов и реактивных двигателей, расположенных под углом к осям связанного базиса

Изобретение относится к области объединенного управления ориентацией и движением центра масс космических аппаратов (КА). В предлагаемом способе по вектору кинетического момента в системе силовых гироскопов и вектору угловой скорости КА определяют текущий суммарный кинетический момент КА...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02197412
Дата охранного документа: 27.01.2003
01.03.2019
№219.016.cacd

Многоканальный преобразователь сопротивлений в напряжения

Изобретение относится к техническим средствам измерения неэлектрических величин электротехническими методами и может быть использовано при измерении физических параметров. Технический результат заключается в снижении погрешности устройства за счет увеличения его помехоустойчивости, а также в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02219555
Дата охранного документа: 20.12.2003
01.03.2019
№219.016.caec

Отсек компонентов дозаправки

Изобретение относится к космической технике, а именно к проектированию и эксплуатации транспортных космических кораблей, обеспечивающих дозаправку космических орбитальных станций типа "Мир" в условиях космического пространства. Отсек компонентов дозаправки содержит корпус с закрепленными на нем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217359
Дата охранного документа: 27.11.2003
11.03.2019
№219.016.d731

Разгонный ракетный блок

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для стабилизации и увода разгонного блока (РБ) от выводимого им космического аппарата. Предлагаемый РБ содержит двигательную установку, топливные баки, баллоны высокого давления с пневмосистемой для наддува баков, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02208558
Дата охранного документа: 20.07.2003
11.03.2019
№219.016.d7d6

Способ обезгаживания изделий

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий на обезгаживание в условиях, приближенных к эксплуатации изделий, например космических объектов. Способ обезгаживания изделий заключается в том, что помещают изделие в вакуумную камеру, вакуумируют ее,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02213635
Дата охранного документа: 10.10.2003
11.03.2019
№219.016.d7e4

Многоканальный коммутатор напряжения

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в многоканальных коммутируемых источниках питания, где требуется информация о протекающем токе в нагрузке. Многоканальный коммутатор напряжения содержит в каждом канале датчик тока, ключ и блок нагрузки. Выходной сигнал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02210182
Дата охранного документа: 10.08.2003
11.03.2019
№219.016.de41

Наземный мобильный измерительный комплекс

Изобретение относится к области космической техники, а именно к наземным измерительным комплексам в мобильном исполнении, и может быть использовано для оперативного приема, обработки, анализа и передачи телеметрической информации с борта космического объекта центру управления полетом. Наземный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02188508
Дата охранного документа: 27.08.2002
Показаны записи 1-10 из 10.
20.02.2019
№219.016.c480

Устройство для обнаружения контрабанды

Изобретение относится к области обнаружения контрабанды и может быть использовано в контрольно-пропускных пунктах, авто- и железнодорожных станциях, аэропортах, таможенных службах и т.д. В устройство для обнаружения контрабанды, содержащее источник γ-излучения, детектор γ-излучения, усилитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02161299
Дата охранного документа: 27.12.2000
01.03.2019
№219.016.d18b

Способ мониторирования перемещающихся объектов на предмет обнаружения делящихся ядерных материалов

Использование: изобретение относится к способам выявления радиоактивных веществ в перемещающихся объектах. Сущность: в способе мониторирования движущихся объектов на предмет обнаружения делящихся ядерных материалов, заключающемся в задании требуемого уровня вероятностей ложных тревог (P),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02150127
Дата охранного документа: 27.05.2000
19.04.2019
№219.017.34fb

Железнодорожная цистерна

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Железнодорожная цистерна включает котел (1), установленный на ходовой части посредством рамы (3), загрузочный люк с крышкой, защитный колпак (6) для сливно-наливной арматуры и защитные экраны. Кожух защитного колпака выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02154588
Дата охранного документа: 20.08.2000
18.05.2019
№219.017.550f

Устройство для обнаружения радиоактивных материалов

Использование: для обнаружения радиоактивных материалов. Сущность: устройство включает детектор гамма-излучения, содержащий сцинтиллятор и детектор нейтронного излучения, состоящий из нейтронных счетчиков, помещенных в замедлитель нейтронов. Сцинтиллятор, замедляющий нейтроны, расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02207592
Дата охранного документа: 27.06.2003
18.05.2019
№219.017.55cc

Детектор делящихся материалов

Использование: для неразрушающего определения наличия в изделиях стабильного содержания делящихся материалов. Сущность: в детекторе источники нейтронов состоят из генератора нейтронов, герметичной капсулы медного отражателя. Генератор нейтронов имеет форму кольца с внешним диаметром 280 мм и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02212652
Дата охранного документа: 20.09.2003
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0000101842
Дата охранного документа: 31.01.1956
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0000100744
Дата охранного документа: 20.09.1955
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0000100667
Дата охранного документа: 10.09.1955
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0000110125
Дата охранного документа: 25.02.1958
19.06.2019
№219.017.8c36

Способ регулирования фронта заводнения нефтяных пластов

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии. В способе регулирования фронта заводнения нефтяных пластов производят отбор нефти через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02146002
Дата охранного документа: 27.02.2000
+ добавить свой РИД