Имитаторы космического пространства
Имитаторы космического пространства – это вид испытательного оборудования, представляющий из себя разновидность вакуумных камер. В основу данного оборудования заложен функционал камеры глубокого вакуума. Оборудование предназначено для проведения термовакуумных испытаний с использованием имитации солнечного излучения, инфракрасного излучения, регулировкой положения объекта испытаний на специальном столе.
В общем виде, вакуумные камеры предназначены для проведения исследований, испытаний приборов и материалов, в них создается пониженное давление. Камеры глубокого вакуума отличаются созданием еще более низкого давления, до 1х10-7 мбар.
Помимо создания низкого давления, для соответствия условиям космического пространства, имитируются также необходимые условия освещенности и температуры, с которыми объект испытаний может столкнуться в космосе. Такие камеры обычно называют имитаторами условий космического пространства.
Имитаторы космического пространства позволяют испытывать агрегаты и узлы космических аппаратов, спутников, систем и подсистем, пилотируемых и непилотируемых космических кораблей, элементы конструкций ступеней ракет-носителей, ракетные двигатели, электронику и т.д.
Для управления имитатором и для контроля его параметров используется специализированное программное обеспечение, которое позволяет автоматически управлять и контролировать процесс испытаний. ПО позволяет в режиме реальном времени визуально отображать все параметры испытаний, а также регистрировать всю необходимую информацию от датчиков, установленных на объекте испытаний и смонтированных на оборудовании. Программное обеспечение позволяет синхронизировать работу имитатора космического пространства и объекта испытаний, осуществляет запись, хранение и обработку всей информации, регистрируемой в ходе испытаний.
Имитаторы космического пространства, в зависимости от конфигурации, могут иметь в своем составе различное оборудование и системы. Основными элементами являются:
- вакуумная камера (горизонтальные, вертикальные, цилиндрические, со съемной крышкой, со съемной стенкой, кубические и пр.);
- система вакуумной откачки;
- система управления;
- система сбора данных;
- система регулирования уровня вакуума;
- система терморегулирования;
- система излучателей;
- прочие вспомогательные системы
В зависимости от конфигурации оборудования, имитаторы космического пространства позволяют оценить следующие параметры объектов испытаний:
- стойкость к низким и высоким температурам и циклическим воздействиям температуры в условиях вакуума;
- герметичность в условиях вакуума;
- точность позиционирования в процессе полета;
- стойкость к ультрафиолетовому и инфракрасному излучению.
Создание космической среды
Имитаторы космического пространства позволяют смоделировать в условиях лаборатории следующие условия:
- сверхнизкий вакуум
- солнечное излучение
- пониженные температуры
Для создания сверхнизкого вакуума воздух откачивается каскадным способом. Первой ступенью откачки выступают механические насосы. На последующих ступенях вакуумирования используются ртутные или масляные диффузионные насосы и криогенные насосы, форвакуумные и турбомолекулярные насосы, способные поддерживать необходимый вакуум.
Для проведения испытаний больших изделий, необходимы имитаторы космического пространства объемом до нескольких тысяч кубических метров. Поддержание заданного давления в течение всего времени испытаний может достигать 10000 часов.
Солнечное излучение достигается с использованием специальных ксеноновых/ртутных/дуговых ламп. Через кварцевые отверстия в имитатор космического пространства поступает свет и тепло от источников солнечного излучения, которые находятся снаружи. От них солнечное излучение поступает в камеру, проходя через внешнюю систему отражателей, которые располагаются вне камеры. После прохождения отверстий, оно попадает на систему рефлекторов внутри камеры, состоящую из комбинации зеркал и линз. Эта система фокусирует и направляет лучи на объект испытаний.
Пониженные температуры, которые возникают в космосе на неосвещенных солнцем пространствах, могут достигать величины – 200°С. Такие пониженные температуры реализуются в камерах благодаря жидкому азоту, протекающему по змеевикам, расположенным в стеновых панелях камеры.
Системы «под ключ»
Вакуумное и технологическое оборудование компании Инженерные решения позволяет решать задачи широкого спектра: от простой модернизации отдельных элементов вакуумных систем до проектирования и поставки нестандартной системы по техническому заданию Заказчика, от простых вакуумных камер до установок со сверхточным управлением температурой и прецизионным перемещением объектов испытаний.