Создание перспективных треморегулирующих покрытий космических аппаратов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

G. G. Krushenko

Institute Computational Modeling, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk

IMPROVING THE MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOYS WITH THE USE OF THERMOCYCLING

The use of thermocycling results in improvement of the mechanical properties level of different chemical composition alloys.

© KpymeHKO r. T., 2011

УДК 629.78.023.222

С. Д. Крючек

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

СОЗДАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ТРЕМОРЕГУЛИРУЮЩИХ ПОКРЫТИЙ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Описаны состав и характеристики пассивной части системы терморегулирования. Приведены характеристики терморегулирующих покрытий для изделий из углепластика, схема требуемого покрытия и выбор метода изготовления. Предлагается использовать пленки ZrO2 в качестве электропроводного покрытия.

На все части космических аппаратов (КА), не защищенных экранно-вакуумной теплоизоляцией, наносят покрытия, способные отражать большую часть лучистой энергии обратно в космическое пространство и исключать электрические разряды на поверхности. Такие покрытия получили название терморегулирующих (ТРП) и составляют пассивную часть системы терморегулирования КА. ТРП характеризуются терморадиационными и электрическими характеристиками: As - коэффициентом поглощения солнечного излучения, En - коэффициентом излучения и поверхностным сопротивлением. Отношением As/En определяется равновесная температура при радиационном теплообмене.

Под действием различных факторов космического пространства, особенно ионизирующего излучения заряженных частиц, значения коэффициентов изменяются, что приводит увеличению температуры внутри КА и снижению сроков активного существования КА [1].

<-3

<-2

4-1

Схема ТРП со слоем ПЭП:

1 - непрозрачный отражающий слой (толщина ~0,1 мкм);

2 - прозрачная полимерная пленка; 3 - прозрачный электропроводный слой (толщина ~0,01 мкм)

Для достижения требуемой равновесной температуры конструкций из углепластика коэффициент En должен быть от 0,2 до 0,4 при отношении As/En < 1.

Поверхностное электрическое сопротивление покрытии должно составлять не более 105 кОм/Т.

Известна схема ТРП с прозрачным электропроводным покрытием (ПЭП) изготавливаемая магне-тронным напылением в вакууме (URL: www.sheldahl.com). Функциональные слои покрытия (см. рисунок) в направлении от защищаемого изделия состоят 1 - из отражающего слоя металла Ag, Al; 2 -полимерной основы, выполненной из пленки типа Kapton, Teflon; 3 - слоя электропроводных оксидов ZnO, ITO. Терморадиационные коэффициенты такого ТРП в зависимости от толщины, типа полимерной основы и напыляемых слоев составляют: As = 0,4-0,5; En = 0,5-0,8, а поверхностное сопротивление ПЭП (при использовании ITO) равно 2-10 кОм/Т.

Очевидно, что в процессе эксплуатации в космосе наиболее подвержен воздействиям факторов космического пространства внешний слой ТРП (в данном случае ПЭП). Поэтому защита внешнего слоя от факторов космического пространства является актуальной задачей.

Таким образом, взяв за основу предлагаемую схему покрытия, можно получить требуемые характеристики покрытия, снизив значение коэффициентов As и En путем изменения материала ПЭП.

В качестве ПЭП и для защиты внешнего слоя предлагается применять ZrO2. Пленки из ZrO2 используются в промышленности в качестве упрочняющих, износостойких, теплостойких покрытий. Также имеются данные об употреблении порошков ZrO2 в качестве пигментов терморегулирующих красок. Кроме того, пленки, напыленные реактивным магнетронным методом при дефиците кислорода демонстрируют неплохие электрические свойства [2]. Цвет пленок,

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

а, следовательно, Лб и Еп будет зависеть от состава газовой среды в камере.

Таким образом, существуют предпосылки для применения 2г02 в качестве ПЭП. Для реализации возможности применения требуются экспериментальная отработка режимов напылений для получения стабильных и воспроизводимых характеристик покрытия.

Библиографические ссылки

1. Акишин А. И. Космическое материаловедение : учеб. пособие. М. : Изд-во МГУ, 2007.

2. Испытания лабораторных образцов терморегули-рующих покрытий углепластиковых элементов космических аппаратов / В. И. Халиманович, В. А. Харламов, Р. А. Ермолаев и др. // Вестник СибГАУ. 2009. №№ 3. С. 110-113.

S. D. Kruchek

JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

CREATION OF PERSPECTIVE THERMAL CONTROL COVERINGS OF SPACE VEHICLES

Characteristics and structure of a passive part of system of thermal control are described. Characteristics of thermal control coating for product from carbon-filled, the scheme of a demanded covering and a choice of a method of manufacturing are resulted. Use of films ZrO2 as a conductive covering is offered.

© KproneK C. 2011

УДК 669.056.9

Д. В. Латюк

ОАО «Красноярский машиностроительный завод», Россия, Красноярск

ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Рассмотрена возможность использования вибрации в качества источника информации при диагностировании технологических процессов.

Обработка и анализ сигналов вибрации, позволяют пользователю выявить возможные причины изменений технического состояния и наблюдать за их развитием.

Измерения вибрации в широкой полосе частот дает возможность получить общую оценку вибрационного состояния машины, а отслеживание изменений параметров широкополосной вибрации - сформировать сигнал, предупреждающий обслуживающий персонал машины об изменении ее технического состояния.

Достоинством контроля состояния по сигналам вибрации является не только возможность получения информации о предполагаемом отказе машины к определенному моменту времени и планирования мер по предотвращению этого отказа, но также поступление ценной информации для последующего планиро-

вания и выполнения операций по техническому обслуживанию. Анализ вибрации позволяет выявить такие характерные неисправности машины, как нарушение в сопряжениях кинематических пар, дисбаланс, ускоренный износ, нестабильность потока, дефекты смазки.

Обработка сигналов, их анализ и методы диагностирования могут различаться в зависимости от контролируемых технологических процессов, необходимой точности диагноза, имеющихся ресурсов и т. п. Правильно спланированная и внедренная система мониторинга учитывает влияние многих факторов, таких как приоритетность выполняемой машиной операции, критичность и сложность технологической системы, потери от простоя, вероятности отказов разных видов и наличие диагностических признаков зарождающихся неисправностей.

D. V. Latyuk

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk VIBRATION ACTION IN ENGINEERING INDUSTRY

The article considers possibility of vibration use as a source of information at process diagnosing.

© ^aTroK fl. B., 2011