ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПНЕВМОВАКУУМНЫХ СИСТЕМ РОССИЙСКОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

DEFINITION OF KEY TACTICAL AND TECHNICAL CHARACTERISTICS OF PNEUMA VACUUM SYSTEMS RUSSIAN AND FOREIGN PRODUCTION

Kamila Shaukenova

student, branch "Sunrise" of the Moscow Aviation Institute,

Russia, Baikonur

Olga Shestopalova

scientific adviser, candidate of Technical Sciences Associate Professor, Department of Computing Systems and Technologies branch "Sunrise" of the Moscow Aviation Institute,

Russia, Baikonur

АННОТАЦИЯ

Целью данной работы является определение основных тактико-технических характеристик сложных технических объектов – пневмовакуумных систем российского и зарубежного производства. Для полноценного использования объекта необходимо изучить его структуру, назначение и взаимосвязь элементов.

ABSTRACT

The goal of this work is to determine the main tactical and technical characteristics of complex technical objects - pneumatic vacuum systems of Russian and foreign production. For full use of the object, it is necessary to study its structure, purpose, and the relationship of the element.

Ключевые слова: тактико-технические характеристики, пневмовакуумная система, полезный объем, космические аппараты.

Keywords: performance characteristics, pneumatic vacuum system, usable volume, spacecraft.

Надежность космических аппаратов (КА) в процессе штатной эксплуатации напрямую связана с качеством наземной экспериментальной отработки его узлов, сборочных единиц и аппарата в целом, так как оценка качества конструкций, полученная в процессе наземных испытаний КА, будет корректнее и правдивее, точнее будут воспроизведены действительные условия космического полета. Достоверные данные при наземных испытаниях КА можно получить только путем испытания изделия в целом, а не отдельных его элементов [1, 2].

Внутренние габариты вакуумной камеры испытательного стенда должны позволять полностью помещать КА, приборы и системы контроля и имитации, осуществлять обслуживание КА и необходимые технологические операции, а также необходимые перемещения КА в период проведения испытаний.

Испытательная система – SPF в Исследовательском центре имени Гленна

Испытательная система – SPF (SpacePowerFacility), расположенная в Исследовательском центре им. Гленна (НАСА), в Кливленде, штат Огайо, США (рис. 1).

Центр исследования невесомости был построен во время космической гонки в эпоху 1960-х годов для проведения исследований в интересах будущих космических полетов и тестирования гидравлических систем в невесомой окружающей среде.

Рисунок 1. ВК SPF в Исследовательском центре им. Гленна

Это большая шахта глубиной почти 200 метров, в которой откачивают воздух для ликвидации сопротивления. Капсула в шахте находится в свободном падении в течение примерно 5 секунд [4]. При этом падении создается практически полная невесомость.

Основные тактико-технические характеристики вакуумной камеры SPF:

Испытательная система – LSS в центре ESTEC Европейского космического агентства

Самая крупная в Европе и Азии вакуумная камера – Испытательная система – LSS (LargeSpaceSimulator) находится в центре ESTEC Европейского космического агентства на побережье Северного моря в Шипхоле близ Амстердама [4].

Основные тактико-технические характеристики вакуумной камеры LSS

Вакуумная камера ВК 600/300 ФГУП НИЦ РКП г. Пересвет

Крупнейшая действующая тепловакуумная испытательная система в Российской Федерации является вакуумная камера ВК 600/300 ФГУП НИЦ РКП г. Пересвет. В целом можно сказать, что общие габаритные требования определяются максимальными массогабаритными характеристиками полезной нагрузки существующих и перспективных тяжелых ракет-носителей (рис. 2). 

Рисунок 2. ВК 600/300 ФГУП НИЦ РКП г. Пересвет

Основные тактико-технические характеристики ВК 600/300

Вакуумная камера для проведения термо-вакуумные испытания (ТВИ) должна иметь в своем составе системы вакуумирования; имитации «черного», «холодного» космоса; источники инфракрасного излучения (ИКИ); систему регистрации температурных параметров КА; системы измерения параметров солнечного и теплового излучений; контроля газовой среды и герметичности КА и управления тепловыми имитаторами, электрообогревателями и оборудованием КА. Для термовакуумной отработки системы терморегулирования (СТР) КА, содержащей тепловые трубы, наиболее предпочтительна горизонтальная вакуумная камера, допускающая горизонтальное положение КА с компенсацией воздействия гравитации [5].

Горизонтальная вакуумная камера ГВУ - 600 в ОАО «ИСС им. академика М.Ф. Решетнева»

Действующая тепловакуумная испытательная система является ГВУ -600 в ОАО «ИСС им. академика М.Ф. Решетнева», г. Железногорск. В целом можно сказать, что общие габаритные требования определяются максимальными массогабаритными характеристиками полезной нагрузки существующих и перспективных тяжелых ракет-носителей [3].

Основные тактико-технические характеристики ГВУ-600

Предлагаемая испытательная система является универсальной — она позволяет проводить электрические, пневматические, термовакуумные и термобалансные испытания КА, причем последние — наряду с периодическим контролем герметичности. В связи с этим стенд для ТВИ оснащен оборудованием для контроля герметичности КА с помощью гелиевых масс-спектрометрических течеискателей, и операции по контролю герметичности вводятся в циклограммы проведения ТВИ новых КА.

Испытательные комплексы с вакуумными камерами ВК 600/300 и ГВУ-600, оснащённые имитаторами, воспроизводящими основные факторы космического пространства, позволили провести наземную отработку более 140 КА, как военного, так и гражданского назначения, а именно:

• орбитальные космические корабли, орбитальные станции;
• спутники радиосвязи, радиовещания и телевидения;
• метеорологические, астрофизические, геодезические спутники, спутники для картографии и фотографирования поверхности Земли, фотоэлектронного наблюдения;
• скафандры, энергетические установки, разгонные блоки и другие изделия космического назначения.

Уникальная вакуумная камера 17Т523М для испытаний орбитальных кораблей «Буран»

Вакуумная камера объемом около 1000 м³ была сдана в эксплуатацию в конце 1987 года и предназначалась для испытаний на герметичность крупногабаритных отсеков и пневмогидросистем орбитальных кораблей «Буран» (рис. 4). В результате восстановления и модернизации на ее базе был создан уникальный, не имеющий аналогов в мире комплекс 17Т523М объемом 1515 м³. Увеличения объема на треть удалось достичь за счет соединения вертикального корпуса камеры 17Т523 с горизонтальным корпусом вакуумной камеры ВУ-600Г [3]. Благодаря новой конфигурации комплекс мог использоваться для испытаний крупногабаритной космической техники, как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.

Рисунок. 3. Уникальная вакуумная камера 17Т523М

Основные тактико-технические характеристики УВК 17Т523М

В данной работе выделены основные тактико-технические характеристики пневмовакуумных систем российского и зарубежного производства. В ходе анализа выбраны пять различных моделей вакуумных камер, определено, что из российских самой уникальной является вакуумная камера 17Т523М с полезным объемом 1515 м³, а из зарубежных моделей вакуумных камер - ВК SPF ц. Гленна с полезным объемом 40000 м³.

Список литературы:

1. Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учебное пособие для вузов по специальности «Вакуумная техника». – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1990. – 320 с.
2. Фролов Е.С., Минайчев В.Е. Вакуумная техника: Справочник. – М.: Машиностроение, 1992. – 480 с.
3. Уникальную вакуумную камеру ввели в эксплуатацию [Электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http://roscosmos.ru, свободный.
4. Подходы к созданию комплексных систем для отработки и испытания космических аппаратов [Электронный ресурс] – Режим доступа. — URL: http://engjournal.ru/articles/598/html/files/assets/basic-html/page7.html, свободный.