Вакуумные имитаторы космоса — устройство, принцип действия вакуумных имитаторов, применение агрегатов

Освоение околоземного пространства привело к созданию техники, способной выдерживать постоянные нагрузки в невесомости. Для проверки технологий и компонентов понадобятся вакуумные имитаторы космоса. Результат испытаний позволит выявить недостатки и модернизировать лучшие образцы.

Содержание:

1. Вакуумные имитаторы космоса — применение
2. Разновидности вакуумных имитаторов космоса
3. Конструктивные особенности аппаратов

Вакуумные имитаторы космоса — применение

Нашли вакуумные имитаторы космоса применение в аэрокосмической отрасли. Успешное развитие во многом связано с проведением исследований при помощи аппаратуры. Детали, узлы и готовые летательные аппараты должны пройти тест и доказать пригодность. Для имитации условий верхних слоев атмосферы и космоса создают среду с:

1. Сверхнизким давлением;
2. Понижением температуры до критических значений;
3. Холодной адсорбцией и поглощением;
4. Ультрафиолетовым (солнечным) воздействием;
5. Естественным излучением объекта и земли.

Вакуумные имитаторы космоса — применение

Моделирование условий космоса сопряжено с многочисленными трудностями. Особенно при создании и поддержке сверхвысокого вакууме (10ˉ³ Па) в оборудовании с большим объемом. Время воздействия может достигать 10000 часов. Вакуумный имитатор должен выявить:

• Способность выдерживать цикличные перепады низких и высоких температур без изменения свойств;
• Герметичность и плотность материалов (при помощи гелия);
• Стойкость к излучению (инфракрасному, ультрафиолетовому);
• Точность позиционирования во время полета.

Используемый в вакуумном имитаторе космоса принцип работы способствует созданию разряженной среды. Выдерживаются аналогичные параметры влажности, вакуума и температуры. Увеличена скорость откачки для поддержки глубины вакуума. В процессе теплообмена используют радиационный принцип. Нужно выяснить терморегуляцию изделия, находящегося под воздействием облучения. Требования к чистоте вакуума ужесточились. В объеме не должно присутствовать посторонних частиц и масляных паров.

Разновидности вакуумных имитаторов космоса

Разработано несколько видов установок для имитации космического пространства. Конфигурация разделяет оборудование по объему, продуктивности и конфигурации.

1. Колпаковые камеры идеально подходят для лабораторий;
При проведении тестов потребуется частое открытие камеры и предусмотрен подъемный механизм для сдвига колпака;
2. Цилиндрические аппараты узнают по форме;
Отличаются пропускной способностью, лучшим соотношением полезного объема и веса устройства; Для удобства встроено несколько дверей;
3. Имитаторы кубического типа облегчают размещение изделий и занимают мало места;
Создаются условия глубокого вакуума и пониженного давления; Аналогичные характеристики у агрегатов с D-образной формой;
4. В вертикальных камерах крышка снимается и увеличены габариты;
Открытие производят вручную или в автоматическом режиме;
5. Несколько секций нужны для решения разных проблем.

Разновидности вакуумных имитаторов космоса

В зависимости от типа камеры выпускают стандартные модели или добавляют компоненты, сделанные по заказу. Для комплектации имитатора характерен:

• Специальный корпус нужной формы;
• Крышки, дверцы и окошка;
• Рама, тележка и несущие конструкции;
• Гелиевый течеискатель, проверяющий герметичность;
• Внутреннее освещение;
• Добавление вводов (гидравлических, электрических, пневматических);
• Двойные стенки или рубашка охлаждения;
• Специальное покрытие стен для испытания технологических режимов.

Подбор материала для компонентов камеры важен для проведения всесторонних исследований. Специальная оснастка помогает закрепить внутри аппарат, вращать, перемещать и поворачивать.

Конструктивные особенности аппаратов

Универсальные вакуумные имитаторы отличает уникальная конструкция. Каждый компонент подбирается с учетом предстоящих испытаний.

1. Для первоначальной откачки пригодятся механические насосы (двухроторные типа Рутс, спиральные и винтовые). Безмасляные аппараты не будут загрязнять объем и поддерживают скорость откачки (30000 м³/ч);
2. Для создания глубокого вакуума подходят турбомолекулярные насосы с магнитным подвесом (4500л/с);
3. Наиболее эффективно функционируют диффузионные и криогенные установки (67000 л/с). При подключении диаметр входного отверстия варьируется от 200 до 1300 мм.

Контролировать уровень вакуума нужно постоянно и для этого установлена система измерения. Датчики и вакуумный натекатель отслеживают ситуацию постоянно и во время испытаний. Вторая система призвана контролировать температуру. Регулировка важна для изменения параметров, помогающих создать условия космоса с постоянными перепадами температур.

Конструктивные особенности аппаратов

• В космическом пространстве незначительное число молекул и температура приближается к абсолютному нулю. Тепловой кожух в камере станет барьером между внутренней частью и объектом. Для изготовления кожуха используют алюминий или нержавеющую сталь с низкой излучательной поверхностью. После покрытия специальной краской удается эффективно поглощать тепло. Жидкость помогает охлаждать кожух;
• Низкие температуры способен обеспечить жидкий азот. Внутри камеры установят термоплиты и экраны. В качестве жидкости заливают особое масло. Первые термокамеры не отличались большим объемом. Сегодня выпускают мощные агрегаты (2000 м³ и больше). Немаловажное значение обретает система управления;
• При ручном режиме потребуется находится во время испытаний рядом и регулировать параметры;
• В полуавтоматическом режиме задействован алгоритм для автоматики. Достаточно отслеживать ключевые моменты;
• Полная автоматизация позволяет провести процесс без необходимости контроля;
• Современные системы снабжены мощными процессорами, сенсорными экранами или компьютером. Системный интерфейс облегчает проведение настроек и исследований после выбора режима.