Исследование удаления влаги из текстильных материалов узлов и элементов космических аппаратов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Проектирование и производство летательнъхаппаратов, космические исследования и проекты

ных испытаний, так как подобные проекты относительно просты, но достаточно современны. Изготовление подобной РН будет интересным заданием для современных, не имеющих серьезной практики проектантов, так как это более достойное занятие, чем повторение достижений полувековой давности.

Библиографические ссылки

1. Компьютерные модели жидкостных ракетных двигателей / под ред. А. С. Коротеева. М. : Машиностроение, 2009.

2. Сердюк В. К. Проектирование средств выведения космических аппаратов. М. : Машиностроение, 2009.

3. Афанасьев И. Метан - последняя надежда // Новости космонавтики. 1998. № 17, 18.

4. Основы проектирования летательных аппаратов (транспортные системы) / под ред. В. П. Мишина. М. : Машиностроение, 1985.

5. Панкратов Б. М. Основы теплового проектирования транспортных космических систем. М. : Машиностроение, 1988.

6. Apollo 7 mission report. Manned spacecraft center, 1968.

7. Основы конструирования ракет-носителей космических аппаратов / под ред. В. П. Мишина. М. : Машиностроение, 1991.

B. A. Evtushenko JSC «Krasnoyarsk machine-building plant», Russia, Krasnoyarsk

THE QUESTION OF DESIGNING OF ROCKETS USING A FUEL PAIR «OXYGEN-METHANE»

The questions ofpossibility and expediency of designing of rockets, using a methane fuel, their application area are considered. Principles of simplification of designing aim of similar rockets are expounded.

© Евтушенко Б. А., 2010

УДК 629. 78. 018. 2 (04)

М. В. Елфимова

Сибирский филиал Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, Россия, Железногорск

ИССЛЕДОВАНИЕ УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ ИЗ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ УЗЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Представлены основные физические законы удаления влаги из неметаллических изделий, узлов и элементов космического аппарата (КА), изменения массы латексированного материала с покрытием из синтетических нитей в процессе вакуумно-температурной сушки.

В технологии создания космических аппаратов широко используется, особенно на этапе изготовления отдельных комплектующих, вакуумная сушка. Данная операция обеспечивает удаление не только влаги с поверхности материалов, но также при достаточно высоких температурах (+90...+120 °С) происходит обезгаживание конструктивных элементов КА. Продукты сушки в вакууме, содержащиеся в неметаллических материалах, имеют различную природу. Это могут быть непрореагировавшие компоненты многокомпонентных клеев, компаундов, взятых в сверхсте-хиометрических пропорциях, остатки растворителей, катализаторов, пластификаторов, замасливателей в материале и т. д. После проведения работ по использованию текстильных материалов, ткань находится в термодинамическом равновесии с окружающей ее атмосферой. Вода, применяемая при проведении работ, не образует химических связей с материалом рукавов, в условиях вакуума она может испаряться с поверхности материала. Процесс испарения поддерживается удалением воды из пор объекта и диффузией воды из объема к поверхности материала.

С другой стороны, на этапе подготовки текстильных материалов к сушке, к тканям могут применяться способы механического воздействия, которые способствуют снижению испарения воды: отжим, прогревы. В связи с этим, состояние материала как источника газовыделения сорбированных продуктов определяется окружающими его условиями - от эксплуатации до сушки рукавов.

Десорбция паров воды из конструкционных материалов в условиях вакуума является монотонно убывающей функцией времени. Кинетическая зависимость скорости газовыделения в условиях вакуума, характерная для режима сушки материалов рукава, может быть описана нижеприведенными выражениями.

На данном этапе скорость газовыделения материалов постоянная:

dm/dt = к,

(1)

где т - масса молекул, адсорбированных на поверхности материала. Процесс остановится, когда продукты газовыделения закончатся. Постоянная к определяет вероятность нахождения адсорбированных молекул на поверхности материала, к которым можно от-

Решетневские чтения

нести, в первую очередь, молекулы, физически адсорбированные на поверхности материала. Она является функцией теплоты испарения и температуры материала и давления насыщенных паров испаряемого вещества.

Начальный этап можно аппроксимировать линейной зависимостью вида

Ч = Ян-[1 -(1 -(? о/?н))('/'о)], (2)

где я - текущее удельное газовыделение; ян - начальное удельное газовыделение; я0 - конечное удельное газовыделение этапа сушки; t и (0 - соответственно, текущее и конечное время этапа сушки в вакууме.

Для одной и той же марки материала величина газовыделения я может сильно различаться, так как начальный этап газовыделения определяется поверхностной десорбцией сорбентов, и состояние поверхности материала определяет кинетику процесса газовыделения на этой стадии процесса, в связи с тем, что этап сушки текстильных материалов характеризуется достаточно короткой длительностью.

На переходном этапе скорость газовыделения материала может быть прямо пропорциональна массе, доступной для газовыделения, или быть степенной функцией от времени. Изменения массы латексиро-ванного материала с покрытием из синтетических нитей в процессе вакуумно-температурной сушки представлены на рисунке.

При низких давлениях решающим фактором, влияющим на скорость газовыделения неметаллических материалов, будет механизм переноса летучих веществ из объема твердого тела к его поверхности. При этом скорость газовыделения определяется быстротой диффузии компонентов изнутри тела к его поверхности.

Изменение массы латексированного материала с покрытием из синтетических нитей

Таким образом, технологические факторы, оказывающие воздействие на процесс газовыделения, включают характеристики окружающей среды (давление, температура, влажность), уровень чистоты производственных помещений и оборудования, степень переработки материалов. В настоящее время проводится ряд экспериментов с текстильными материалами различного вида, применяемыми в промышленности.

M. V. Elfimova The Siberian branch of Saint-Petersburg University of Emergency Situation Ministry, Russia, Zheleznogorsk

RESEARCH OF REMOVAL OF THE MOISTURE FROM TEXTILE MATERIALS, KNOTS AND ELEMENTS SPACE VEHICLES

The basic physical laws of removal of a moisture from nonmetallic products, knots and space vehicles elements, weight change of latexed material with a synthetic threads covering in the process of vacuum-temperature drying are presented.

© Eji^HMOBaM. B., 2010

УДК 629.7.001

М. И. Кислицкий

ФГУП «Конструкторское бюро „Арсенал" имени М. В. Фрунзе», Россия, Санкт-Петербург

КОНЦЕПЦИЯ ДВОЙНОГО использования космических аппаратов

Двойное использование (ДИ) космических аппаратов (КА) является эффективным способом получения дополнительного выходного эффекта от средств, ранее вложенных в создание КА, при минимальных затратах. Приведены принципы ДИ, концептуальная схема и формализация концепции ДИ КА.

Решение целевых задач в космосе требует больших затрат, так как выведение космических аппаратов на орбиту и обеспечение функционирования целевой аппаратуры в условиях космического полета требуют

создания и эксплуатации сложных дорогостоящих технических средств. В связи с этим возникает настоятельная потребность в определении путей повышения целевого эффекта, получаемого от вложения