×
23.05.2023
223.018.6c9e

Результат интеллектуальной деятельности: Способ обезгаживания элементов конструкции космических аппаратов в наземных условиях

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий, например, космических аппаратов (КА) на обезгаживание в условиях, приближенных к эксплуатационным, и может быть использовано в космической технике при проведении испытаний комплектующих КА: аппаратуры, приборов, узлов конструкции, бортовой кабельной сети, экрановакуумной теплоизоляции. Обезгаживание комплектующих КА необходимо для того, чтобы исключить конденсацию продуктов газоотделения и испарения в вакууме от них на оптические и радиационные поверхности КА в полете и тем самым повысить работоспособность оптических и радиационных поверхностей КА. Способ обезгаживания элементов конструкции космических аппаратов в наземных условиях заключается в том, что помещают космический аппарат в тепловакуумную камеру с криогенными экранами, вакуумируют ее до заданного давления. Далее заполняют криогенный экран тепловакуумной камеры жидким азотом. Одновременно создают тепловой поток заданной температуры на поверхности космического аппарата. Поддерживают на поверхности космического аппарата заданную температуру и выдерживают космический аппарат при заданной температуре в тепловакуумной камере заданный промежуток времени. Для создания и поддержания на поверхности космического аппарата заданной температуры используют тепловой поток от имитатора солнечного излучения, регулируя его интенсивность. Включают бортовую аппаратуру космического аппарата, при этом поддерживают заданное давление в тепловакуумной камере на уровне ниже давления возникновения электрического разряда в вакууме при максимальном напряжении электропитания включенной бортовой аппаратуры космического аппарата. Измеряют с заданной периодичностью давление в тепловакуумной камере, при достижении стабильной величины которого измеряют значение установившегося суммарного потока натекания и газоотделения в тепловакуумной камере. После чего прекращают вакуумирование тепловакуумной камеры и выдержку космического аппарата в ней. Изобретение обеспечивает увеличение срока службы аппаратуры, имеющей в своем составе оптические и радиационные поверхности и получение количественной оценки дегазации.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий, например, космических аппаратов (КА) на обезгаживание в условиях, приближенных к эксплуатационным, и может быть использовано в ракетно-космической технике при проведении испытаний комплектующих КА: аппаратуры, приборов, узлов конструкции, бортовой кабельной сети, экрановакуумной теплоизоляции. Обезгаживание комплектующих КА необходимо для того, чтобы исключить конденсацию продуктов газоотделения и испарения в вакууме от названных комплектующих на оптические и радиационные поверхности КА в полете и тем самым повысить работоспособность данных поверхностей.

Известен способ (аналог) обезгаживания элементов конструкции КА, заключающийся в том, что помещают КА в вакуумную камеру, вакуумируют ее, поддерживают на КА температуру обезгаживания, выдерживают КА в вакуумной камере в течение заданного времени, прекращают вакуумирование и доводят давление в вакуумной камере до атмосферного (А. Рот, пер. с англ. Вакуумные уплотнения. М.: Энергия, 1971, стр. 10, 26-27).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемому изобретению является способ (прототип) обезгаживания элементов конструкции КА, заключающийся в том, что помещают КА в вакуумную камеру, вакуумируют ее до заданного давления и производят нагрев КА до температуры обезгаживания с помощью инфракрасных нагревателей, заполняют криогенный экран вакуумной камеры жидким азотом и поддерживают температуру обезгаживания на КА, выдерживают КА в этих условиях заданное время, после чего прекращают процесс обезгаживания (патент RU 2177376 С1, опубл. 27.12.2001 г., МПК В08В 5/04 (2006.01)).

Недостатком аналога и прототипа является то, что они недостаточно достоверно обеспечивают проведение в полном объеме процесса дегазации испытываемого изделия. Определяющим параметром для аналога и прототипа является только заданное время дегазации. Кроме того, при использовании инфракрасного облучения КА не учитывается тот факт, что использование имитатора солнечного излучения (ИСИ) позволяет создать реальный солнечный поток, имеющий составляющие в инфракрасном, видимом и ультрафиолетовом участках спектра, то есть при использовании ИСИ процесс дегазации происходит в реальном солнечном спектре, как это происходит в полете, а также не учитываются требования к аппаратуре, входящей в состав КА, для которой необходимо проводить испытания при ее включении в условиях воздействия имитации солнечного излучения.

Задачей изобретения является повышение точности и достоверности проведения обезгаживания комплектующих КА.

Техническим результатом является увеличение срока службы аппаратуры, имеющей в своем составе оптические и радиационные поверхности и получение количественной оценки дегазации.

Технический результат достигается за счет того, что в способе обезгаживания элементов конструкции КА в наземных условиях, заключающемся в том, что помещают КА в тепловакуумную камеру (ТВК) с криогенным экраном, вакуумируют ее до заданного давления, заполняют криогенный экран тепловакуумной камеры жидким азотом, одновременно создают с помощью теплового потока заданную температуру на поверхности КА, поддерживают на поверхности КА заданную температуру и выдерживают КА при заданной температуре в тепловакуумной камере заданный промежуток времени, при этом для создания и поддержания на поверхности КА заданной температуры используют тепловой поток от имитатора солнечного излучения (ИСИ), регулируя его интенсивность, включают бортовую аппаратуру КА, поддерживают заданное давление в тепловакуумной камере на уровне ниже давления возникновения электрического разряда в вакууме при максимальном напряжении электропитания включенной бортовой аппаратуры КА, измеряют с заданной периодичностью давление в тепловакуумной камере, при достижении стабильной величины которого измеряют значения установившегося суммарного потока натекания и газоотделения в тепловакуумной камере, после чего прекращают вакуумирование тепловакуумной камеры и выдержку КА в ней.

В предложенном способе для получения заданной температуры на поверхности КА используют имитатор солнечного излучения, имеющего полный солнечный спектр, а также измеряют установившийся суммарный поток газоотделения и натекания в вакуумной камере, получая таким образом не только качественную оценку дегазации, но и количественную, а также появляется возможность проводить испытания КА при включенной бортовой аппаратуре. Кроме того, если при испытаниях бортовую аппаратуру КА не включают, то достаточно, чтобы давление в тепловакуумной камере было ниже или равно давлению, при котором длина свободного пробега молекул продуктов газоотделения была бы больше максимального расстояния от поверхности КА до холодного экрана ТВК. Это давление соответствует молекулярно-вязкостному режиму течения (приблизительно 1⋅10-3 мм рт.ст.).

Данный способ осуществляется следующим образом:

- помещают КА в тепловакуумную камеру, например, в ВК 600/300;

- вакуумируют ТВК до заданного давления, которое измеряют, например, вакуумметром Televac СС-10, например, до 5⋅10-5 мм рт.ст. с помощью вакуумных насосов, например, механических Oerlikon Leybold RUTA WH7000/DV1200/G, турбомолекулярных Edwards STP-iXA4506C;

- заполняют криогенный экран ТВК жидким азотом и одновременно включают ИСИ, например, ИС-500 ВК600/300, регулируя его интенсивность для создания и поддержания на поверхности КА заданной температуры, например, 60°С, которую измеряют, например, с помощью датчиков температур ТЭП 018-06;

- выдерживают космический аппарат в ТВК при заданной температуре заданный промежуток времени, например, 74 ч;

- включают бортовую аппаратуру КА, при этом заданное давление в вакуумной камере поддерживают на уровне ниже давления возникновения электрического разряда в вакууме при максимальном напряжении электропитания включенной бортовой аппаратуры КА, например, 3⋅10-5 мм рт.ст., которое указано в технической документации на аппаратуру, после проверки бортовую аппаратуру выключают;

- измеряют с заданной периодичностью давление в ТВК и определяют момент достижения стабильного давления и суммарного потока натекания и газоотделения в тепловакуумной камере, например, отключая систему вакуумирования от тепловакуумной камеры и используя уравнение:

Q=V⋅ΔР/ΔТ,

где V - свободный объем тепловакуумной камеры;

ΔР - нарастание давления в ТВК за время ΔT;

ΔT - длительность отключения системы вакуумирования от тепловакуумной камеры;

- достигают стабильной величины давления в тепловакуумной камере, например, когда изменение величины суммарного потока натекания и газоотделения в вакуумной камере отличается от предыдущего измеренного значения не более чем на 5%;

- прекращают вакуумирование камеры и выдержку космического аппарата в ней, после удаляют КА из тепловакуумной камеры.

Пример осуществления способа: проводились испытания экспериментального изделия по предлагаемому способу обезгаживания. Были получены следующие результаты по суммарному потоку натекания и газоотделения в тепловакуумной камере в процессе обезгаживания:

- через 24 ч выдержки изделия поток составил Q=60 л⋅мкм рт.ст./с;

- через 50 ч выдержки изделия поток составил Q=35 л⋅мкм рт.ст./с;

- через 60 ч выдержки изделия поток составил Q=30 л⋅мкм рт.ст./с;

- через 70 ч выдержки изделия поток составил Q=29 л⋅мкм рт.ст./с.

Так как последнее измеренное значение величины суммарного потока в тепловакуумной камере отличалось от предыдущего менее чем на 5%, было принято решение о завершении испытаний.

Использование данного способа обезгаживания элементов конструкции космических аппаратов в наземных условиях позволит увеличить срок службы аппаратуры, имеющей в своем составе оптические и радиационные поверхности за счет использования ИСИ, позволяющего более достоверно проводить процесс дегазации, максимально приблизив его к натурным условиям эксплуатации КА, а также позволит, измеряя установившийся суммарный поток газоотделения и натекания в ТВК, получать не только качественную оценку дегазации, но и количественную. Способ достаточно прост в эксплуатации и не требует разработки нового оборудования.

Способ обезгаживания элементов конструкции космических аппаратов в наземных условиях, заключающийся в том, что помещают космический аппарат в тепловакуумную камеру с криогенным экраном, вакуумируют ее до заданного давления, заполняют криогенный экран тепловакуумной камеры жидким азотом, одновременно создают тепловой поток заданной температуры на поверхности космического аппарата, поддерживают на поверхности космического аппарата заданную температуру и выдерживают космический аппарат при заданной температуре в тепловакуумной камере заданный промежуток времени, отличающийся тем, что для создания и поддержания на поверхности космического аппарата заданной температуры используют тепловой поток от имитатора солнечного излучения, регулируя его интенсивность, включают бортовую аппаратуру космического аппарата, при этом поддерживают заданное давление в тепловакуумной камере на уровне ниже давления возникновения электрического разряда в вакууме при максимальном напряжении электропитания включенной бортовой аппаратуры космического аппарата, измеряют с заданной периодичностью давление в тепловакуумной камере, при достижении стабильной величины давления в тепловакуумной камере измеряют значение установившегося суммарного потока натекания и газоотделения в тепловакуумной камере, после чего прекращают вакуумирование тепловакуумной камеры и выдержку космического аппарата в ней.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 61-70 из 111.
15.12.2018
№218.016.a78b

Посадочное устройство космического корабля

Изобретение относится к космической технике, а именно к посадочным устройствам космических кораблей. Посадочное устройство содержит посадочные опоры, каждая из которых включает центральную стойку, сотовый энергопоглотитель и узел крепления к корпусу космического корабля, телескопический шток с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675042
Дата охранного документа: 14.12.2018
19.12.2018
№218.016.a8e4

Струйный диод

Струйный диод предназначен для использования в струйной гидро- и пневмотехнике. Струйный диод содержит корпус со штуцерами входа и выхода, отверстия которых сообщаются с концами выполненного в корпусе главного канала спиральной формы. По руслу главного канала спиральной формы выполнены один или...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675172
Дата охранного документа: 17.12.2018
20.12.2018
№218.016.a9e5

Способ построения ориентации космического объекта, отделяемого от другого космического объекта

Изобретение относится к космической технике. Способ построения ориентации космического объекта (КО), отделяемого от другого космического объекта (ДКО), включает выполнение импульсов для разворота связки ДКО и КО в необходимую ориентацию, используя для определения параметров разворота данные об...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675483
Дата охранного документа: 19.12.2018
13.02.2019
№219.016.b946

Способ контроля исправности блока конденсаторов (варианты)

Группа изобретений относится к области электротехники и электроники, может быть использовано в устройствах электропитания, в устройствах накопления электроэнергии и т.п. Раскрыты способы контроля исправности блока конденсаторов, содержащего конденсаторы, подключенные к шинам питания через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679471
Дата охранного документа: 11.02.2019
13.02.2019
№219.016.b950

Устройство для разделения элементов конструкции

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Устройство для разделения элементов конструкции содержит разрывной болт с головкой и стержнем, расположенный в цилиндрическом отверстии, переходящем в коническое, одного из разделяемых элементов конструкции, а также в отверстии другого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679520
Дата охранного документа: 11.02.2019
13.02.2019
№219.016.b99d

Колесо с квазигазовым наполнителем для лунного и планетного транспорта и способ его сборки

Колесо содержит обод с посадочными полками, диск обода, шину, выполненную из кольчужной сетки, при этом шина с ободом жестко соединены между собой посредством прижимных колец крепежными элементами в виде единого целого. Полость, образованная внутренней поверхностью шины и ободом, заполнена...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679522
Дата охранного документа: 11.02.2019
16.03.2019
№219.016.e1c4

Спиральный пружинный механизм

Изобретение относится к области машиностроения. Спиральный пружинный механизм состоит из входного вала, пружинной ленты и развязанного с входным валом неподвижного барабана. Пружинная лента выполнена с участком постоянной ширины и с участком в форме трапеции и основаниями, переходящими в ленту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682028
Дата охранного документа: 14.03.2019
20.03.2019
№219.016.e333

Средства распределения и подачи термостатирующего воздуха на поверхность панельного космического аппарата при наземных испытаниях

Изобретение относится к устройствам термостатирования космического аппарата (КА) при его различных (электрических, радиотехнических и др.) наземных испытаниях. Предлагаемые средства выполнены в виде модульной конструкции – панелей термостатирования, содержащих закрепленные на технологической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673213
Дата охранного документа: 22.11.2018
20.03.2019
№219.016.e33e

Способ эксплуатации пилотируемой орбитальной станции

Изобретение относится к управлению полётом и жизнеобеспечению экипажей космических аппаратов (КА), преимущественно орбитальных станций. Способ включает выделение углекислого газа из воздуха обитаемых отсеков КА путем адсорбции, а также последующую десорбцию, охлаждение (с частичным сжижением) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673215
Дата охранного документа: 22.11.2018
20.06.2019
№219.017.8ca2

Способ забора и доставки на землю проб космической пыли из окрестностей точек либрации системы земля-луна и комплекс средств для его реализации

Группа изобретений относится к технологиям проведения исследований в космическом пространстве. Способ включает запуск с борта окололунной орбитальной станции (ООС) малого космического аппарата (МКА) на гало-орбиту вокруг одной из точек либрации и, через некоторое время полёта (дрейфа) по этой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691686
Дата охранного документа: 17.06.2019
Показаны записи 11-15 из 15.
15.05.2023
№223.018.5c6f

Стенд для тепловакуумных испытаний элементов космических аппаратов

Изобретение относится к испытаниям элементов космических аппаратов (КА) с имитацией условий космического пространства. Стенд содержит вакуумную камеру (ВК) с системой ее вакуумирования (СВ), криогенный экран, расположенный по внутреннему контуру ВК, имитатор внешних тепловых потоков, систему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002759359
Дата охранного документа: 12.11.2021
23.05.2023
№223.018.6cb8

Способ захолаживания системы космического объекта, работающей в вакууме, при моделировании условий штатной эксплуатации

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к наземным тепловакуумным испытаниям космических объектов. Способ захолаживания системы космического объекта, работающей в вакууме, при моделировании условий штатной эксплуатации заключается в том, что устанавливают испытываемую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002771263
Дата охранного документа: 29.04.2022
23.05.2023
№223.018.6cd9

Способ испытаний изделий на герметичность

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к испытаниям изделий космической техники на герметичность, и может найти применение в таких областях техники, как газовая промышленность, атомное машиностроение, авиастроение. Способ испытаний изделий на герметичность включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002770228
Дата охранного документа: 14.04.2022
23.05.2023
№223.018.6ce2

Способ имитации давления в вакуумной камере при наземной проверке космических аппаратов на работоспособность

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к наземной проверке космических аппаратов (КА). Способ имитации давления в вакуумной камере при наземной проверке КА на работоспособность, при котором помещают КА в вакуумную камеру, вакуумируют её и проверяют КА на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002770327
Дата охранного документа: 15.04.2022
23.05.2023
№223.018.6d09

Способ проведения тепловакуумных испытаний при наземной проверке космических аппаратов на работоспособность

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к наземной проверке космических аппаратов (КА) на работоспособность. Способ проведения тепловакуумных испытаний при наземной проверке КА на работоспособность включает помещение КА в вакуумную камеру, вакуумирование камеры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002772763
Дата охранного документа: 25.05.2022
+ добавить свой РИД