CC BY
96
Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»
Библиографические ссылки
1. Ковалев В. Л., Ракоч А. Г., Гладкова А. А. Влияние формы тока на формирование износостойких микродуговых покрытий на поверхности сплава д16 в щелочном (pH = 12+12,5) электролите. URL: http://www.sworld.com.ua/konfer20/188.htm.
2. Рогов В. А., Ушомирская Л. А., Чудаков А. Д. Основы высоких технологий. М. : Вузовская книга, 2001.
3. Жуковский А. В., Морозов Е. М., Шандров Б. В. Технология и оборудование упрочнения поверхностей деталей методом микродугового оксидирования. МГТУ «МАМИ», 2008.
4. Ферябков А. В. Композиционные покрытия микродугового оксидирования.
5. Патент РФ № 2190044 от 24.05.2000. Устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов //В. Н. Хромов, Ю. А. Кузнецов, А. Я. Коровин, Н. Г. Абашев, Э. П. Плетнев. С25Б11/02.
6. Патент РФ № 2252279 от 05.01.2004. Устройство для микродугового оксидирования металлов и их сплавов // Ю. А. Кузнецов, А. Н. Батищев, Н. Н. Студенников, А. Ю. Гринев, С25Б17/02.
© Алякрецкий Р. В., Гирн А. В., 2011
УДК 629.78.002.3
Е. В. Вахтеев Научный руководитель - А. Е. Михеев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ТЕРМОРЕГУЛИРУЮЩИХ ПОКРЫТИЙ НА ЭЛЕМЕНТЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ МЕТОДОМ МИКРОДУГОВОГО
ОКСИДИРОВАНИЯ
Проведено исследовании возможности нанесения терморегулирующих покрытий на детали космических аппаратов (КА) из алюминиевых сплавов методом микродугового оксидирования(МДО). Получены образцы ТРП покрытий, проведены исследования их оптических характеристик, коэффициентов уноса массы в условиях эксплуатации, оценка удельного электрического сопротивления.
Одним из основных факторов, определяющих надежность и долговечность работы КА, является стабильность теплового режима оптико-радиоэлектронной аппаратуры КА. В систему терморегулирования аппаратов входят различные покрытия, которые устанавливают баланс между выделением тепла внутри КА, энергией, поглощаемой из космоса, и энергией, переизлучаемой в космическое пространство.
Современные терморегулирующие покрытия (ТРП) характеризуются терморадиационными характеристиками, которые под действием различных факторов космического пространства (особенно ионизирующего излучения) изменяются, что приводит к увеличению температуры внутри КА и снижению сроков его активного существования (САС). Как показал опыт прошедших лет, ряд КА не смогли выполнить намеченные программы в результате перегрева из-за деградации ТРП покрытий под действием внешних факторов. Анализ существующих ТРП свидетельствует, что они не могут обеспечить увеличение срок активного существования до 15 лет, особенно для КА, эксплуатирующихся на высоких эллиптических и геостационарных орбитах. Поэтому создание ТРП классов «солнечные отражатели» и «истинные поглотители», обладающих стабильными терморадиационными характеристиками и одновременно антистатическими свойствами при длительной эксплуатации в космосе, с низким газовыделением является одной из важных задач космического машиностроения в XXI в. Разработка таких покрытий позволит снизить до минимума отклонения от заданного теплового режима, уменьшить сбои в работе и отказы высокочувствительной оптической и радиоэлектронной аппаратуры.
Используемые на данный момент многослойные композитные терморегулирующие (ТРП) покрытия отвечают определенным требованиям по коэффициентам поглощения и отражения, а также электрическим свойствам. Однако длительное воздействие агрессивной среды космоса на данные покрытия приводит к потере их основных терморегулирующих свойств в течение 3-5 лет эксплуатации.
Одним из перспективных методов нанесения ТРП покрытий является метод микродугового оксидирования (МДО), МДО-покрытия представляют собой керамику сложного состава. Покрытие при микродуговом оксидировании образуется за счет окисления поверхности металла, при этом формируются оксидные формы этого металла.
Проведенные исследования оптических характеристик МДО покрытий показали, что метод микродугового оксидирования позволяет получать ТРП покрытия классов «солнечные отражатели» (Лб до 0,87, Еп до 0,83), «истинные отражатели» (Лб до 0,34, Еп до 0,37) и «солнечные поглотители» (лб до 0,45, Еп до 0,8). Исследования спектральных коэффициентов отражения, поглощения и пропускания в ИК-области определялись на инфракрасном спектрофотометре типа ИКС-29 (в диапазоне длин волн 2.38...25 мкм). Интегральный коэффициент поглощения ИК-излу-чения (излучательная способность Еп) покрытия определялась на терморадиометре ТРМ-И или рассчитывалась по спектрам.
По результатам измерения сопротивления на тера-омметре Е6-13А, удельное сопротивление покрытий получаемых методом МДО колеблется в пределах от 1 ■ 104 до 1 ■ 108 Ом-м, что является предметом даль-
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
нейших исследований (допустимое сопротивление до 1 ■ 105 Ом-м).
Под воздействием агрессивной среды (воздействие рабочего тела СПД) покрытия полученные методом МДО показывают меньший унос массы, чем применяемые на данный момент покрытия на полиамидных плен-
ках. Унос массы покрытия составил от 0,2 до 0,3 %, изменение толщины от 0,15 до 0,4 % что в 5 раз меньше уноса массы и уменьшения толщины покрытий, применяемых при производстве космических аппаратов.
© Вахтеев Е. В., Михеев А. Е., 2011
УДК 669.713.7
А. П. Гочачко Научный руководитель - В. С. Фаворский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА МАЛОГАБАРИТНОГО СПУСКАЕМОГО ЗОНДА
Рассматриваются разработка Студенческого проектно-конструкторского бюро «Direct Sky» малогабаритной спускаемой зонда на примере проекта «Cansat 2011».
Отправной точкой проекта по разработке малогабаритной спускаемого зонда явилось участие коллектива Студенческого проектно-конструкторского бюро «Direct Sky» в международном конкурсе атмосферных зондов «CanSat 2011». Спускаемый зонд, согласно техническому заданию конкурса, должен осуществить управляемый спуск в заданную область посадочной площадки, обеспечить передачу видеоизображения при спуске, провести измерение и трансляцию параметров окружающей среды. Среди наиболее сложных технических заданий, предложенных участникам конкурса, является высадка семени в почву после приземления.
Габариты аппарата с полезной нагрузкой -110^70 мм. Метод вывода - аэростат, метод спуска -парашют. Корпус зонда выполнен из обычного пластика. Связь между наземной приемо-передающей станцией, сопряженной с ноутбуком, и зондом осуществляется по цифровому дуплексному протоколу на частоте 2,4 ГГц, мощность обоих передатчиков 10 мВ. С зонда в процессе спуска и после приземления на землю поступает видеоизображение, данные о температуре и влажности почвы, GPS-координаты спускаемого зонда. После приземления оператор определяет местонахождение зонда, получает данные о радиации, влажности и температуре почвы, после чего принимает решение о высадке семени. Управляющая команда передается в этом же потоке данных. Предусмотрена резервная частота 433 МГц на случай отказа базового канала связи, в этом случае данные с зонда поступают
в одностороннем режиме, это облегчает задачу поиска аппарата.
Спуск зонда осуществляется на парашюте, обеспечивающим вертикальную скорость спуска при площади парашюта 0,7 м2 - 2,5 м/с. После посадки зонда проводится анализ почвы на влажность и температуру. Влажность почвы определяется путем пропускания тока через контактные электроды, которые одновременно являются опорой для зонда. Симметричное расположение таких опор позволяет зонду, приземлившись в любом положении, произвести анализ. Влажность вычисляется через диэлектрическую проницаемость почвы, получаемую из замеренного значения напряжения между электродами. Температура измеряется обычным термистором, закрепленным на каждой паре электродов.
Основная полезная миссия - высадка семени в почву реализуется путем вворачивания сверлообраз-ной формы, состоящей из внешнего слоя сахара и внутреннего семени с питательным раствором, в почву. Специально для этого применяется миниатюрный электродвигатель рХ-5-Ы\ Процесс выполняется в два этапа: поворот штанги с двигателем при помощи сервопривода 8-06МЯ до упора в землю, и собственно сам процесс вворачивания. После попадания в почву сахарный слой распадается, в том числе из-за грунтовых вод, и образуется питательная среда для семени, благодаря этому первое время оно имеет достаточный запас веществ для образования проростков.
© Гочачко А. П., Фаворский В. С., 2011
