ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДПОЧТЕНИЙ ОЦЕНОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСОВ ВЫСОКОГО ВАКУУМА МЕТОДОМ ДОПУСТИМЫХ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ

Основная задача космической сферы – выведение летательного аппарата (ЛА) в открытый космос для обмена данных, проведения военно-государственных миссий, получения результатов о научных исследованиях в условиях невесомости и вакуума. Связи с особыми условиями окружающей среды, любой ЛА и сопутствующее техническое и технологическое оборудование требует проведения испытаний, на проверку функционирования в условиях вакуума. Такие испытания называются вакуумными испытаниями.

Вакуум по определению – любое давление ниже атмосферного.

Известен способ достижения требуемого уровня разряжения (вакуума) при проведении вакуумных испытаний, в котором используются вакуумные установки (см. рис. 1), состоящие из вакуумной системы (вакуумные насосы, датчики, клапаны, ловушки, арматура) и устройств, обеспечивающих ее действие для проведения какого-либо технологического процесса.

Данные установки работают в три этапа, которые можно разделить по работе насосов: 1) работа форвакуумного насоса; 2) работа насосов форвакуумного и среднего вакуума; 3) работа высоковакуумных насосов.

Рисунок 1. Принципиальная схема вакуумной установки

1 – вакуумная камера; 2 – форвакуумный (механический) насос; 3 – манометр деформационный; 4 – манометр термопарный; 5 – манометр ионизационный; 6 – натекатель; 7 – электропневматический клапан; 8 – насос среднего вакуума (диффузионный); 9 – ловушка; 10 – насос высокого вакуума (криогенный).

На основании технического прогресса в вакуумной технике и модернизации известных типов вакуумных насосов (см. таб. 1), предлагается использование двухэтапных вакуумных установок, применяющих форвакуумные и высоковакуумные насосы. Как видно из таблицы 1, пластинчато-роторные, двухроторные и кулачковые форвакуумные насосы способны обеспечить давление запуска для высоковакуумных насосов, таких как турбомолекулярные, диффузионные, геттерные, геттерно-ионные и криогенные.

Исключая насосы среднего вакуума из системы, достигаются следующие преимущества:

– уменьшения массогабаритных характеристик;

– облегчения эксплуатации, ТО, ТД;

– уменьшения затрат на эксплуатацию и обслуживания оборудования.

Таблица 1.

Диапазоны рабочих давлений в миллиметрах рт. ст. для современных вакуумных насосов различных типов

Для эффективной реализации двухступенчатой вакуумной установки требуется провести анализ оценочных показателей предлагаемых высоковакуумных насосов (см. таб. 2).

При проведении анализа используется метод допустимых относительных отклонений. Определены следующие группы экспертов: Инженеры-конструкторы (разработчики); Инженеры-испытатели; Специалисты по эксплуатации; Специалисты по охране труда; Специалисты по подтверждению соответствия изделия в области технической диагностики и неразрушающего контроля. Экспертам  сообщают  диапазоны  изменения  показателей ,  на множестве допустимых решений X. Каждый из  экспертов, задает значения показателей ,  которые, по его мнению, могут достигаться в рассматриваемой операции.

Таблица 2.

Характеристики выбранных насосов

Каждой группе с помощью методов экспертного оценивания предложено определить важность следующих характеристик насосов: быстрота откачки ; Давление запуска  потребляемая мощность  Время подготовки  Расход охлаждающей жидкости ; Патрубки на нагнетатели  уровень шума  масса Оценки экспертов приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Оценки экспертов

Для критериев, которые максимизируют (быстрота откачки, давление запуска) вычисления проводятся по формуле:

Для критерия, который минимизируют (потребляемая мощность, время подготовки, расход охлаждающей жидкости, патрубки на нагнетатели, уровень шума, масса), используется формула:

Результаты расчетов заносятся в таблицу 5.

Далее подсчитывается сумма j-ых весовых значений:

Следующим шагом рассчитываются коэффициенты весовых значений:

Таким образом, характеристики высоковакуумных насосов группой экспертов распределены по степени убывания важности: