CC BY
9"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
следования и разработки, испытания и серийное производство уникальной продукции, востребованной на российском и зарубежном рынке. Объем поставок продукции из полимерных композиционных материалов ежегодно увеличивается не менее чем на 30 %, в том числе за счет разработки и выпуска новой номенклатуры наукоемкой продукции. Он достиг уровня более 25 т углепластиковых конструкций в год. Обнинский Центр компетенции имеет более чем тридцатилетний богаты опыт работы по углепластико-вым конструкциям для авиационной и ракетно-космической техники от космического корабля «Буран»
до перспективного пассажирского самолета МС-21 и авиационного двигателя 8аш-146.
Распоряжением Правительства Российской Федерации № 615-Р от 23.04.2012г. за ОАО «ОНПП «Технология» сохранен статус Государственного научного центра Российской Федерации. Высокий уровень качества разрабатываемой и серийно производимой продукции определяется проведением поэтапной модернизации производства и совершенствованием системы менеджмента качества на соответствие международному стандарту БМ 9100:2003 для предприятий аэрокосмической промышленности.
O. N. Komissar, A. K. Khmelnitskiy «Technology» company, Russia, Obninsk
HIGH-QUALITY POLYMERIC COMPOSITE MATERIALS AND HIGH-END TECHNOLOGIES APPLICATION IN AEROSPACE ENGINEERING
The composite materials application experience in creation of the spacecrafts and in aeronautical engineering as well as composite materials application perspectives in the new projects are presented in the paper.
© Комиссар О. Н., Хмельницкий А. К., 2012
УДК 629.78.064.55
И. А. Кравченко, Л. М. Бородин, А. В. Макуха, В. В. Двирный, А. В. Леканов
ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск
ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫСОКОСТАБИЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА БОРТУ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
Рассматриваются основные проблемы, возникающие при изготовлении бортового стандарта температуры, в целях обеспечения высокостабильной температуры на борту космического аппарата (КА).
Требования к космическим аппаратам в настоящее время повышаются, особенно по обеспечению высокой точности позиционирования. Стабильность создания рабочего диапазона температур на борту КА является неотъемлемым фактором для достижения данной цели.
Для обеспечения высокостабильной (реперной) температуры на борту КА, относительно которой могут быть измерены температуры всех элементов КА, необходимо создать бортовой стандарт температуры (БСТ).
В основе работы БСТ лежит принцип стабильности температуры на границе раздела фаз рабочего вещества. В данном случае используется эвтектический сплав ва-1п (Тпл = 15,3 °С).
Особенностью эвтектических сплавов является равенство температур плавления и отвердевания, поэтому если образцовый температурный датчик помещается на границе (или вблизи границы) раздела фаз «жидкость-твердое тело», то его температура будет постоянна с высокой степенью точности.
Предметом исследования является БСТ, который состоит из корпуса, закрытого гибкой мембраной.
Внутри корпуса находится эвтектический сплав в жидком и твердом состояниях, на границе между которыми и поддерживается стабильная температура. Положение фазовой границы регулируется отводом тепла через дно корпуса на теплоотводящий радиатор.
Скорость отвода тепла определяется термоэлектрическим преобразователем. При перемещении фазовой границы (вверх или вниз) происходит изменение соотношения объемов жидкой и твердой фаз сплава. Плотность галлия в твердом состоянии ртв = 5,9 г/см3, в жидком ртв = 6,1 г/см3, т. е. при плавлении общий объем галлия уменьшается.
При разработке БСТ необходимо учитывать свойства сплава ва-1п, а также основные требования и решения, применяемые при заправке эвтектическим сплавом (см. рисунок):
- при переходе из жидкого состояния в твердое объем эвтектики увеличивается на 3,2 %, т. е. диафрагма переместится на +0,48 мм. В рабочем состоянии необходимо поддерживать половину объема в жидком состоянии, а половину в твердом, при этом
Решетневскце чтения
диафрагма должна занимать нейтральное (серединное) положение;
- перед заправкой подвижность диафрагмы должна быть ограничена на -0,2...-0,24 мм), т. е. диафрагма не должна иметь возможности переместиться под действием жидкой эвтектики. Перед заправкой необходимо охладить ва-1п до температуры -40 °С, затем разделить его на мелкие фракции (больше диаметра заправочной емкости) и поместить в предварительно охлажденную до температуры -40 °С заправочную емкость. При этом необходимо оставить отверстие для откачки воздуха из объема с мембранной.
Схема заправки БСТ
После откачки воздуха до давления <10-3 мм рт. ст. включается нагреватель, и с его помощью прогревается заправочная емкость и объем с мембранной до +100...+150 °С. Эвтектика начнет плавиться, и жидкий
ва-1п из заправочного резервуара потечет внутрь корпуса БСТ под действием силы тяжести. Он заполняет внутреннюю полость и отжимает диафрагму до упора.
Из-за высокой химической активности ва-1п сплава материалом для контактирующей емкости может быть нержавеющая сталь, титан, полиэтилен.
Скорость коррозии, например, для емкости, выполненной из титанового сплава, в контакте с ва-1п сплавом можно определить на основе экспериментальных значений [1] по уравнению:
* = 8760 • V. ^. £,
S d 2 х
где К - скорость коррозии, мм/год; V - объем жидко-металлической среды, см3; S - контактирующая поверхность; d1 и d2 - плотность среды и растворяемого металла, г/см3; С - концентрация, вес, %; т - время контактирования, ч.
С учетом повышенной температуры испытаний на образцах и температуры эксплуатации в составе КА по уравнению Аррениуса полученная для сплава ВТ-14 пассивированного скорость коррозии такова, что процесс практически отсутствует.
С другой стороны, согласно условиям жесткости корпуса, всегда имеется запас по толщине стенки, что гарантирует обеспечение срока непрерывной работы БСТ в течение 15 лет и более.
Выполнение данных требований способствует максимально эффективной заправке БСТ рабочим телом.
Библиографическая ссылка
1. Бай А. С. Окисление титана и его сплавов. М. : Металлург, 1962.
I. A. Kravchenko, L. M. Borodin, A. V. Makuha, V. V. Dvirniy, A. V. Lekanov JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
THE PROBLEM OF PROVIDING A HIGHLY STABLE TEMPERATURE
ON BOARD OD SFD
This article discusses the main issues arising in the manufacture of highly stable temperature on the board to provide a highly stable temperature on the board of the space flying device (SFD).
© Кравченко И. А., Бородин Л. М., Макуха А. В., Двирный В. В., Леканов А. В., 2012
