Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 478
Статья научная
В статье представлены результаты решения задачи создания объединенной двигательной установки научно-энергетического модуля для обеспечения управления ориентацией Международной космической станции и перспективной Российской орбитальной станции при ограничении - отсутствии компрессора, обеспечивающего перекачку газа из наддувных полостей баков в баллоны объединенной двигательной установки. Рассмотрены два возможных варианта - осуществление дозаправки баков научно -энергетического модуля средствами транспортных грузовых кораблей и с помощью выносной двигательной установки - аналога использовавшейся на космической станции «Мир». Показана принципиальная возможность отказа от использования компрессора в пользу варианта заправки баков средствами транспортных кораблей, а также его преимущество по сравнению с вариантом использования выносной двигательной установки.
Бесплатно
Статья научная
Описанная в данной статье процедура проведения верификации подробных конечно -элементных моделей конструкций изделий ракетно-космической техники (космических аппаратов, ракет-носителей и т. п.) расширяет возможности их верификации по результатам модальных испытаний, так как включает в себя дополнительные этапы уточнения параметров моделей, в т. ч. и по результатам фактических измерений при эксплуатации конструкций. В процессе верификации уточняются жесткостные характеристики моделей элементов конструкций и динамические характеристики конструкций. Такая процедура проведения верификации позволяет получить качественно лучшие модели, учитывающие фактические условия эксплуатации конструкций. Верифицированные таким образом модели могут быть использованы для проведения анализа динамического нагружения конструкций с высокой степенью точности, а также для восстановления фактического динамического поведения при эксплуатации.
Бесплатно
Пятидесятилетие внекорабельной деятельности
Статья научная
Статья посвящена 50-летию первого выхода человека в открытое космическое пространство, который был осуществлен Алексеем Леоновым 18 марта 1965 г. из космического корабля «Восход-2». Рассматриваются сущностные научно-технические и гуманитарно-философские аспекты феномена внекорабельной деятельности. В кратком изложении представлены структура и функции, направления научной, конструкторской и экспериментальной поддержки внекорабельной деятельности, современное состояние защитного снаряжения - скафандра, средств фиксации в невесомости и адаптированных инструментов. Освещена роль и функции Ракетно-космической корпорации «Энергия» имени С.П. Королёва в становлении и развитии средств и методов обеспечения производительного труда экипажа за бортом орбитальной станции. Акцентируется внимание на индивидуальной деятельности человека в открытом космосе как субъекта-исполнителя космической деятельности человечества. Предпринята попытка наметить вектор оптимизации внекорабельной деятельности, направленный к концу XXI столетия.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье описаны история и результаты работ АО УНПП «Молния» по созданию электрических систем зажигания кислородно-водородных и кислородно -керосиновых двигателей, описана целесообразность использования электрических систем зажигания для обеспечения многократного запуска двигателей. Рассмотрены системы зажигания двигателей РД0120 и РД0146 разработки АО КБХА, описаны основные сложности в процессе проектирования, решённые проблемы, обеспечивающие требования по надёжному воспламенению компонентов топлива в двигателе во всех условиях его работы. Описаны основные отличия систем зажигания, проведено сравнение их массогабаритных характеристик. Рассмотрена система зажигания КН-11 Б, применявшаяся в двигателях 17Д15, 17Д16, блоках газогенераторов объединённой двигательной установки космического комплекса «Буран» разработки РКК «Энергия». Описаны особенности конструктивного построения системы зажигания в двух раздельных корпусах, особенности работы системы зажигания в условиях полёта: работа в условиях вакуума, требования по обеспечению до 40 000 запусков, надёжная работа в условиях осаждения продуктов неполного сгорания топлива на рабочем торце свечи. Показана возможность обеспечения не менее 1 000 000 запусков двигателей. Описана система зажигания СЗЭ-7, разрабатываемая для двигателя малой тяги системы обеспечения запуска двигателя 11Д58МФ, являющейся развитием конструктивных решений, применявшихся в системе зажигания КН-11 Б, приведено сравнение их технических характеристик.
Бесплатно
Работы КБ химавтоматики по созданию кислородноводородных жидкостных ракетных двигателей
Статья научная
В настоящей статье приведены результаты работ по созданию кислородно-водородных двигателей, выполненных Конструкторским бюро химавтоматики. Представлены история и опыт создания маршевого жидкостного ракетного двигателя РД0120 тягой 200 тс, разработанного для многоразовой ракетно-космической системы «Энергия-Буран»; изложены основные итоги разработки безгазогенераторных двигателей семейства РД0146, предназначенных для верхних ступеней и разгонных блоков перспективных ракет-носителей.
Бесплатно
Статья научная
В статье излагаются технические аспекты разработки и эксплуатации уникальной системы дренирования негерметичных отсеков космической головной части ракеты космического назначения «3eHum-3SL», созданной в рамках международного проекта «Морской старт» (Sea Launch) с участием РКК «Энергия» (Россия), фирмы Boeing (США), фирмы Kværner (Норвегия) и ГКБ «Южное» (Украина). Система обеспечивает стравливание воздуха из газодинамически связанных негерметичных отсеков космической головной части в процессе полета с целью обеспечения минимальных перепадов давлений, действующих на внешние оболочки каркасных отсеков и перегородки между ними, и выполнения требований разработчиков космических аппаратов к параметрам среды в зоне их расположения. Рассматриваются основные характеристики, этапы отработки системы в процессе создания и особенности ее эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
Применение аддитивных технологий в условиях космоса является одним из активно развивающихся направлений, решающих широкий круг задач по изготовлению различных конструкций и изделий в условиях микрогравитации. В частности, технологии 3D-печати необходимы для создания изделий с уникальными свойствами в условиях космических станций и длительных космических полётов, включая инструменты и вспомогательные элементы для жизнедеятельности человека. В настоящем исследовании показаны результаты тестирования 3D-принтера, предназначенного для печати изделий с использованием полимерных термопластичных материалов, адаптированного и изготовленного для космического эксперимента на Российском сегменте Международной космической станции (МКС). Проведён комплекс испытаний с целью определения надёжности и работоспособности 3D-принтера в специфических условиях эксплуатации, а также его соответствия требованиям, предъявляемым к устройствам, доставляемым на МКС. Особое внимание в работе уделено проведению вибропрочностных испытаний разрабатываемого устройства. С использованием специализированного электродинамического вибро-стенда был проведён анализ резонансных частот изделия до и после воздействия синусоидальной вибрацией, в результате чего установлена целостность и жёсткость испытуемой конструкции, а также приведены рекомендации по усилению жёсткости и увеличению демпфирования устройства в проблемных узлах. В качестве альтернативного метода контроля было проведено лазерное вибросканирование подвижных частей и корпуса 3D-принтера. Полученные данные сканирующей лазерной доплеровской виброметрии были сопоставлены с результатами виброиспытаний 3D-принтера на электродинамическом вибростенде. Показано преимущество бесконтактного метода измерения вибраций по сравнению с традиционным методом вибродиагностики благодаря высокой точности измерений, возможности тестирования труднодоступных участков устройств, а также отсутствия влияния присоединённой массы на измеряемые вибрационные характеристики.
Бесплатно
Статья научная
В статье содержатся результаты разработки и исследования работоспособности нового полигармонического метода автоинтегрирования для расчета частотных характеристик динамических объектов и систем управления.
Бесплатно
Статья научная
Представлены предварительные результаты исследования применения термо -эмиссионного безрасходного катода в качестве катода-компенсатора (КК) стационарного плазменного двигателя (СПД). Исследования обусловлены необходимостью создания КК для СПД при работе на иоде. Рассмотрены свойства различных эмиссионных материалов. В качестве безрасходного КК предложено использовать боридные и металлосплавные катоды. Представлена методика расчёта проволочного безрасходного КК, включающая выбор местоположения КК, его размеры и ток накала. Описана экспериментальная установка для испытаний стационар -ного плазменного двигателя с безрасходным КК. Приведены результаты огневой работы двигателя СПД-70 с безрасходным КК. В целом возможность стабильной работы СПД с безрасходным КК подтверждается. Отмечено, что прикатодное падение потенциала оказалось выше расчётного и составило 47В.
Бесплатно
Разработка и исследование системы хранения и подачи иода электроракетных двигательных установок
Статья научная
В предлагаемой статье рассмотрены две принципиальные схемы системы хранения и подачи (СХП) иода в электроракетный двигатель: для проведения наземных экспериментальных исследований электроракетной двигательной установки на иоде и для возможного применения в космосе. Обе схемы разработаны с учетом минимального энергопотребления. Также представлены результаты экспериментальных исследований обеих схем с максимальными расходами иода (15 мг/с для наземного варианта СХП иода, 4 мг/с - для космического). Управление наземным вариантом осуществлялось двумя способами: поддержанием постоянной температуры емкости с иодом; поддержанием постоянного давления на выходе из емкости с иодом. Управление вариантом СХП иода для космического применения осуществлялось только при поддержании постоянной температуры емкости с иодом. Приведено описание доработанной конструкции космического варианта СХП иода с увеличенным КПД за счет подвода тепла в зону испарения иода, а также с повышенной стабильностью расхода иода в электроракетном двигателе за счет введения ресивера, расположенного непосредственно за зоной испарения иода. Также в статье показана СХП иода американской компании Busek Co.
Бесплатно
Разработка и моделирование процессов отделения крупногабаритных ракетно-космических блоков
Статья научная
Рассмотрены вопросы, касающиеся моделирования процессов разделения крупногабаритных ракетно-космических блоков. Представлены основные типы систем разделения, и предложен метод расчета процесса разделения. Показаны цели и задачи экспериментальной отработки. Разработан метод пересчета экспериментальных результатов к натуральным условиям. Указан способ расчета надежности процесса разделения.
Бесплатно
Разработка и обеспечение прочности вторичной конструкции космического аппарата
Статья научная
Обоснована значимость и актуальность темы, описана постановка комплексной задачи и рациональный путь её поэтапного решения. Алгоритм создания вторичной конструкции космического аппарата построен на основе многолетнего опыта практической работы в области ракетно-космической техники. Итерационный характер процесса разработки обусловлен зависимостью проектных нагрузок от получаемых параметров создаваемой конструкции. Показаны принципы разработки и развития конечно-элементной модели, которая формируется параллельно с конструкцией и играет ключевую роль на всех стадиях работ. Для достижения удовлетворительной точности необходима корректировка модели по результатам определения собственных частот и коэффициентов усиления при экспериментальной отработке. Особенности моделей, сложности их построения и верификации показаны на конкретных примерах разработанных РКК «Энергия» изделий. Единые принципы построения моделей отдельных частей изделия, их совместимость, гарантии достоверности и точности позволяют использовать многоуровневую модель в качестве эффективного инструмента сопровождения эксплуатации изделия, в частности для оценки остаточного ресурса, анализа нештатных ситуаций, модернизации и разработки модификаций. Единообразие в подходе к моделированию может быть достигнуто внесением соответствующих требований в нормативную документацию.
Бесплатно
Статья научная
В процессе старта ракеты-носителя космический аппарат и его оборудование подвергаются интенсивному вибрационному и акустическому воздействию. Анализ реакции конструкции оборудования, обладающего малой массой при больших площадях составляющих его элементов (в частности, солнечных батарей в сложенном состоянии), на такое воздействие является весьма актуальным и проводится во многих аэрокосмических компаниях. Целью данной работы является разработка и экспериментальное подтверждение динамической конечноэлементной модели конструкции солнечной батареи, учитывающей влияние воздушной среды на этапе выведения на орбиту Земли в составе космического аппарата. Реализация поставленной цели осуществлена на примере одной из солнечных батарей для космических аппаратов разработки РКК «Энергия». Приводится краткое описание математической (динамической) конечноэлементной модели конструкции солнечных батарей в конфигурации участка выведения, учитывающей влияние воздушной среды. Экспериментальное подтверждение (верификация) динамической модели солнечных батарей осуществлено с использованием амплитудно-частотных характеристик, определенных при проведении вибропрочностных испытаний солнечных батарей на вибростенде...
Бесплатно
Разработка международного стандарта по системам обеспечения жизнедеятельности в космическом полете
Статья научная
Международной организацией по стандартизации принята разработанная российскими специалистами трехуровневая структура стандартов по интеграции человека с системами и оборудованием обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) в космическом полете. Были подготовлены рабочие редакции трех проектов стандартов (по одному из каждого уровня). Такой подход позволяет быстро разрабатывать и согласовывать отдельные стандарты по каждому виду обеспечения жизнедеятельности человека в космическом полете. Россия, как головной разработчик этих стандартов, получает приоритет в области стандартизации СОЖ.
Бесплатно
Разработка требований к подготовке экипажей космической станции
Статья научная
Для того, чтобы подготовить экипаж космической станции к выполнению космического полета, необходимо создать систему подготовки экипажей (СПЭ) и обеспечить ее функционирование. Эти задачи могут быть решены, если заданы цели функционирования СПЭ. В статье приведены результаты выполняемых РКК «Энергия» работ по определению целей СПЭ, разработке требований к технической подготовке экипажей космической станции. Показано, что старшей системой по отношению к СПЭ является автоматизированная система управления космическим полетом, которая определяет цель функционирования СПЭ. На основе анализа процессов управления делается вывод о том, что взаимодействие между автоматизированной системой управления космическим полетом и СПЭ должно осуществляться на этапе их проектирования и эксплуатации. Рассмотрена структура целей подготовки, форма спецификатора, задающего цель, основные источники исходных данных для разработки целей. Введено понятие уровня квалификации космонавта по выполняемой задаче. Описан процесс разработки целей, критерий качества этого процесса, способы повышения его эффективности.
Бесплатно
Разработка трехмерных моделей для учебно-тренировочных средств космического комплекса
Статья научная
В работе рассмотрена постановка и программная реализация задачи построения системы адаптации графического пакета (САГП) для чтения и обработки графических конструкторских данных, создаваемых в CAD-системе PTC Creo. Основная идея заключается в том, что в технологию создания трехмерной модели космического аппарата для учебно-тренировочных средств вводится дополнительная операция «автоматизированная адаптация графического пакета». Предложенная технология не исключает процесса ручной доработки модели, однако, включение в технологию дополнительных автоматизированных компонент позволяет значительно сократить трудоемкость процесса создания модели для учебно -тренировочных средств. Обмен моделями между PTC Creo, САГП и Autodesk 3ds Max осуществляется на уровне открытого формата Virtual Reality Modeling Language (VRML). Приводятся структура САГП, вид рабочих окон программы, способы выполнения основных функций.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье приведены результаты совместных работ Московского авиационного института и ОКБ «Факел» в части разработки физико-технических основ повышения ресурса стационарных плазменных двигателей (СПД) и показано, что положение зоны ускорения с основным падением потенциала тесно связано с областью максимальных значений индукции на срединной поверхности ускорительного канала в разряде СПД. Показано также, что, используя названную связь, можно смещать зону ускорения из конструкции двигателя, уменьшая потери ускоренных ионов и нейтрализующих их электронов на стенках, ограничивающих ускорительный канал, уменьшать соответствующие потери энергии и повышать ресурс двигателя. Разработана также базовая конструктивная схема СПД с магнитной системой, содержащей магнитные экраны, охватывающие разрядную камеру, позволяющая реализовать указанное смещение. Эта схема реализована в лётных образцах СПД второго поколения, успешно работающих в составе систем управления движением космических аппаратов.
Бесплатно
Разработка языка анализа телеметрической информации
Статья научная
В статье рассматривается разработанный в Центре управления полётами язык программирования, предназначенный для подготовки подпрограмм анализа телеметрической информации. Язык основан на современных языках программирования и содержит специальные средства для оперирования телеметрическими значениями. В статье приводится описание уникальных элементов языка, даются примеры программного кода. Для разработанного языка реализованы транслятор и интерпретатор, которые внедрены в телеметрический информационно-вычислительный комплекс Центра управления полётами и используются для телеметрического обеспечения управления полётом Российского сегмента Международной космической станции и других космических аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты многолетних разработок, экспериментальной отработки и практического применения высокочувствительных испытаний на суммарную герметичность без использования вакуумных камер гермоотсеков и пневмогидравлических систем крупногабаритных изделий космической техники - на примере российских стыковочного отсека (1995 г.) и малого исследовательского модуля МИМ-1 (2010 г.), российских систем и гермо отсеков пяти европейских автоматических транспортных кораблей ATV (2005-2014 гг.) при наземной предполетной подготовке на космодромах. Испытания проводятся по усовершенствованному методу накопления при атмосферном давлении с использованием пробного газа гелия. При атмосферных условиях в объеме накопления величиной 100 м3 за время выдержки 1 ч минимальный регистрируемый поток 100%-ного гелия может составить до 3,27-10-2лмкм рт. ст./с. Использование гелиевых течеискателей с турбомолекулярными насосами и методик, усовершенствованных по результатам испытаний, позволяет создать технологические процессы испытаний, способные в ряде случаев замещать традиционную технологию испытаний собранных космических кораблей и модулей в крупногабаритных вакуумных камерах в случае отсутствия последних на космодромах.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты выполненных в ОКБ-1 (РКК «Энергия») работ по созданию первого отечественного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) замкнутой схемы (с дожиганием генераторного газа) для разгонного блока Л ракетного комплекса «Молния». Его разработка определила переход в ракетной технике на ЖРД замкнутой схемы, что позволило практически полностью использовать энергетические возможности разных типов ракетного топлива, повысить давление в камерах сгорания и значительно улучшить характеристики ЖРД. В двигателях открытой схемы сделать это было невозможно из-за роста потерь на привод турбонасосных агрегатов. Опыт, полученный при создании этого двигателя, дал возможность разработать в РКК «Энергия» маршево-рулевые двигатели для разгонных блоков типа Д, ДМ и орбитального корабля «Буран» с высокими энергетическими характеристиками и надежностью. Результаты этих работ используются РКК «Энергия» и в настоящее время при разработке перспективного многофункционального ЖРД, камера которого охлаждается криогенным кислородом.
Бесплатно
