×
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 81-90 из 111.
31.01.2020
№220.017.fb55

Комбинированный фиксатор объектов, преимущественно в невесомости

Изобретение относится к инструментам и приспособлениям, используемым главным образом космонавтами в условиях невесомости. Фиксатор содержит достаточно пластичную проволоку в неметаллической оболочке с кольцами на концах. Кольца соизмеримы с размерами пальцев наддутой перчатки скафандра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712363
Дата охранного документа: 28.01.2020
31.01.2020
№220.017.fbe0

Устройство для вскрытия оболочки экранно-вакуумной теплоизоляции космонавтом в процессе внекорабельной деятельности и способ его эксплуатации

Группа изобретений относится, преимущественно к средствам обеспечения внекорабельной деятельности (ВКД). Устройство содержит режущий инструмент (не показан) и шаблон в виде двух параллельных направляющих (1, 2) уголкового профиля. Между направляющими установлены проставки (не показаны),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712362
Дата охранного документа: 28.01.2020
04.02.2020
№220.017.fd0b

Способ измерения степени суммарной герметичности многополостных изделий

Изобретение относится к способам исследования устройств на герметичность. Сущность: заполняют полость с высокими требованиями к степени суммарной герметичности до испытательного давления контрольным газом, содержащим пробный газ в высокой концентрации. Заполняют полость с низкими требованиями к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712762
Дата охранного документа: 31.01.2020
27.02.2020
№220.018.0671

Оптическая система формирования и наведения лазерного пучка

Изобретение относится к области оптико-электронного приборостроения и касается оптической системы формирования и наведения лазерного пучка. Система включает в себя устройство сканирования, передающий лазерный модуль с оптоволоконным выводом, внеосевое параболическое зеркало, конструктивно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002715083
Дата охранного документа: 25.02.2020
14.03.2020
№220.018.0c1c

Способ определения негерметичности изделий, работающих под внешним давлением и внутренним избыточным давлением

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для определения негерметичности изделий, работающих под внешним давлением и внутренним избыточным давлением, например изделий космической техники. Сущность: вакуумируют средствами (1)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716474
Дата охранного документа: 11.03.2020
15.03.2020
№220.018.0c3c

Система контроля состояния внешней поверхности гермооболочки корпуса космического объекта под экранно-вакуумной теплоизоляцией, используемая космонавтом в процессе внекорабельной деятельности, и способ её эксплуатации

Группа изобретений относится к космической технике, в частности к средствам неразрушающего контроля технического состояния конструктивных элементов. Система контроля состояния внешней поверхности гермооболочки корпуса космического объекта под экранно-вакуумной теплоизоляцией содержит устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716608
Дата охранного документа: 13.03.2020
15.03.2020
№220.018.0c7b

Радиатор-теплоаккумулятор пассивной системы терморегулирования космического объекта

Изобретение относится к теплоаккумулирующим устройствам, использующим скрытую теплоту фазовых переходов рабочего вещества для обеспечения требуемого теплового режима источников энергии при их циклической работе. Техническим результатом изобретения является обеспечение компактной конструкции,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002716591
Дата охранного документа: 13.03.2020
01.07.2020
№220.018.2d05

Система амортизации нагрузок на космический аппарат при посадке на безатмосферные объекты

Изобретение относится к космической технике, а именно к средствам амортизации нагрузок на космический аппарат (КА) при посадке. Система амортизации нагрузок на космический аппарат при посадке на безатмосферные объекты содержит мягкую U-образную в поперечном сечении оболочку, выполненную из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725103
Дата охранного документа: 29.06.2020
01.07.2020
№220.018.2d15

Система амортизации нагрузок на космический аппарат при посадке на безатмосферные объекты

Изобретение относится к средствам амортизации ударных нагрузок при посадке, преимущественно малого космического аппарата (КА). Система содержит прикрепленную к днищу КА мешкообразную оболочку, выполненную из кольчужной сетки и заполненную гранулированными твердотельными сферическими элементами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725098
Дата охранного документа: 29.06.2020
03.07.2020
№220.018.2dff

Модульный радиатор-теплоаккумулятор пассивной системы терморегулирования космического объекта

Изобретение относится к теплотехнике, а более конкретно к теплоаккумулирующим устройствам. Модульный радиатор-теплоаккумулятор пассивной системы терморегулирования космического объекта включает теплоаккумуляторы, тепловые трубы, теплоаккумулирующее вещество, теплоноситель, электронагреватели,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002725116
Дата охранного документа: 29.06.2020
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