Последние статьи

Проанализировав лунные породы, которые, как сообщается в журнале Science, были доставлены...
Американские ученые провели компьютерное моделирование, показавшее, что спиралевидная структура...
24 октября 1960 года. Р-16. Байконур. "Первая ракета Р-16, именуемая "изделие 8К64", не покидая...

Лаборатория криотермовакуумных испытаний

Лаборатория криотермовакуумных испытаний – наиболее сложный комплекс НПО "Молния", имеющий в своем составе набор вакуумных камер, оснащенных уникальным специализированным оборудованием для проведения широкого спектра тепловых испытаний агрегатов и систем аэрокосмических летательных аппаратов. В состав лаборатории входит 11 основных термовакуумных камер объемом от 2,5 м3 до 360 м3 и, кроме того, – ряд вспомогательных установок для проведения необходимых технологических операций (нанесение отражающих покрытий на зеркала солнечных имитаторов и др.). 

Лаборатория оборудована централизованной системой вакуумирования с использованием безмасляных форвакуумных и турбомолекулярных высоковакуумных насосов. Охлаждение криоэкранов осуществляется жидким азотом от общей системы азотоснабжения. Отогрев и разгерметизация больших камер осуществляется с использованием соответствующих централизованных систем. Лаборатория оборудована современными компьютеризованными системами управления испытаниями и регистрации измеряемых параметров.

Установки КТВУ-40-С и КТВУ-250-С предназначены для проведения криотермовакуумных испытаний элементов космической техники с имитацией воздействия направленного потока солнечного излучения, рассеянного излучения от поверхности Земли и охлаждающего действия космического пространства в условиях глубокого вакуума (до 5.10-8 торр или 7.10-5 Па). Регулируемая мощность падающего лучистого потока от ксеноновых имитаторов солнечного излучения составляет 0.4 - 2 кВт/м2, при этом угол расходимости лучей не превышает 3.5, а неравномерность теплового потока в пределах светового пятна составляет не более 5 -10%. Диаметр светового пятна 1,6 м для установки КТВУ-40-С и 2,5 м для установки КТВУ-250-С. 
В дополнение к имитаторам солнечного излучения установки оборудованы источниками инфракрасного излучения, которые в зависимости от целей эксперимента могут создавать тепловой поток, имитирующий излучение Земли или Солнца. Мощность падающе-го потока при этом может меняться в пределах 0.1 - 2 кВт/м2. Оригинальная схема переключения источников инфракрасного излучения позволяет имитировать вращение объекта относительно Земли или Солнца даже в том случае, если сам объект внутри камеры установлен неподвижно. 
Температура азотных экранов, имитирующих охлаждающее влияние открытого космоса составляет –173ºС, (100 К) при коэффициенте поглощения солнечного излучения αs>0.9, (ε=αs). 
Установки КТВУ-40-С дополнительно оборудованы вибростендами ВЭДС-1500, что позволяет существенно расширить диапазоны их применения и проводить комплексные испытания изделий в условиях околоземного космического пространства с имитацией вибрационного воздействия от ракеты-носителя или других источников. 

Модуль СКИТ позволяет проводить термоциклические испытания единичных элементов теплозащиты размером до 285х700 мм, включая их программный нагрев до температуры 1250ºС и охлаждение до температуры жидкого азота. Программные изменения давления воздуха в рабочей камере возможны в диапазоне 0,3 – 760 мм.рт.ст. Специальное кинематическое устройство в сочетании с криогенными экранами позволяет обеспечить необходимые условия охлаждения образцов как при имитации орбитальных условий полета, так на заключительном этапе спуска с орбиты на Землю. 

С помощью модуля СКИТ проводились многоцикловые испытания элементов тепловой защиты с имитацией условий охлаждения и нагрева во время многосуточных орбитальных полетов и последующего высокотемпературного нагрева при возвращении на Землю. В качестве вакуумной камеры обычно используются ТВУ-8. 

Воспроизведение тепловых и вакуумных условий орбитального полета – это лишь часть задач, которые решаются на установках лаборатории криотермовакуумных испытаний. Второе важное направление работ – имитация высокотемпературного нагрева тепловой защиты аэрокосмических ЛА при возвращении с орбиты на Землю. Здесь необходимо максимально точно воспроизводить в реальном масштабе времени по траектории спуска с орбиты внешние тепловые нагрузки, при которых температура поверхности материалов тепловой защиты может изменяться от –120ºС до +1250ºС, а в некоторых случаях – до +1800ºС.

Возможности имеющихся установок не ограничиваются только криотермовакуумными испытаниями компонентов теплозащиты и других агрегатов аэрокосмических ЛА. Они могут быть использованы и для широкого применения и в других областях техники, например, – для испытания изделий на герметичность при комплексном воздействии температур и давления, для термовакуумной сушки любых материалов включая пищевые продукты и лекарства, для медицинского применения с целью лечения пациентов в условиях повышенного содержания кислорода или в искусственной атмосфере любого необходимого состава и др. 

Одним из практически освоенных новых направлений, является вакуумное нанесение тонких покрытий на стекла, металлы, пластмассы и другие материалы с использованием электродугового испарения материала покрытия на линейном катоде большой протяженности. Установки этого типа разработаны в НПО "Молния" и используются для нанесения многих типов покрытий с использованием металлических катодов из различных материалов (титан, алюминий и др.). 

Кроме того, одновременно с нагревом надо синхронно изменять давление окружающего воздуха, которое при спуске с орбиты увеличивается от глубокого вакуума до нормального атмосферного давления. Подобные условия могут быть созданы только в специализированных термовакуумных стендах с использованием высокотемпературных инфракрасных излучателей в качестве источников программно регулируемого нагрева. К стендам такого типа относятся установки лаборатории КТВУ-40, ТВУ-8 и ТВУ-2.5. 

Кроме того, разработаны и успешно применяются методы нанесения высокотвердых покрытий из хрома методом термодиффузии, позволяющие существенно повысить ресурс работы многих изделий и в частности – режущего инструмента. 

В своем настоящем виде лаборатория криотермовакуумных испытаний вместе с коллективом опытных испытателей и исследователей имеет широкие возможности для развития и практического внедрения самых передовых технологий базирующихся на с использовании криогенной, вакуумной и высокотемпературной техники.