Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 435
Статья научная
Представлен статистический анализ концентраций вредных веществ, измеренных в воздушной среде Международной космической станции (МКС) за период 2001.2014 гг. Пробы воздуха отбирались и доставлялись на Землю в сорбентных пробозаборниках АК-1М, разработанных совместно специалистами ИМБП и РКК «Энергия». Анализ проб проводился в ИМБП методами газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии. При статистическом анализе идентифицированных химических веществ установлены следующие особенности их распределения в воздухе МКС: положительная асимметрия, островершинность плотности распределения, приближение к логнормальному характеру, соответствие среднеарифметического значения распределения 70-ой перцентили. Показано, что распределение веществ в воздухе МКС правомерно для вредных веществ различных классов химических соединений и для различных периодов осреднения, что согласуется с закономерностями, установленными для химических веществ в воздухе рабочей зоны и атмосферного воздуха. Соответствие среднеарифметического значения распределения 70-ой перцентили позволит использовать общегигиенические методологические подходы при ускоренном нормировании содержания вредных веществ в воздухе пилотируемых космических аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
Проблема оценки остаточного ресурса ( ОР) изделий космической техники, включая и космические аппараты (КА), является постоянной на протяжении всего временного интервала освоения космического пространства. Об этом свидетельствуют многочисленные публикации, подчеркивая актуальность этой проблемы. На практике часто возникает ситуация, когда требуется получить оценку ОР целой группы изделий космической техники, а в частности - КА. Такую возможность дают хорошо проработанные методы математической статистики, но только в тех случаях, когда в процессе эксплуатации возникают отказы, при этом применяемые оценки ОР не являются эффективными. Однако, для группы КА, находящихся в эксплуатации в космическом пространстве, в процессе которой отказы не возникали, традиционные методы математической статистики не работают. Надежность КА постоянно растет, как и их количество в космическом пространстве. Поэтому растет и актуальность проблемы оценки ОР целой группы однотипных КА, находящихся в эксплуатации, в процессе которой отказы не возникали. В основу модели надежности положен экспоненциальный закон распределения. Целью статьи является нахождение оценки î остаточного гамма-процентного ресурса (ОГПР) космической техники - в рамках заложенных ограничений на использование ресурса, которая будет простой и более эффективной по сравнению с традиционной и уступающей незначительно эффективной оценке ОГПР, в случае ее существования, с точки зрения близости к истинному значению ОГПР при использовании плана испытаний с ограниченной наработкой и восстановлением. Для нахождения эффективной оценки использовались интегральные числовые характеристики ее точности, а именно, суммарный квадрат смещения (уклонения) ожидаемой реализации некоторого варианта оценки от всех возможных параметров биномиального плана испытаний. Полученная оценка t^γ ОГПР tγ может быть применена на практике при эксплуатации КА, в процессе которой отказы не возникали.
Бесплатно
Статья научная
60 лет назад, 4 октября 1957г., с помощью ракеты Р-7, созданной в конструкторском бюро ОКБ-1 под руководством Главного конструктора С.П. Королёва, был выведен на орбиту первый в мире искусственный спутник Земли. Для обеспечения приоритета нашей страны в запуске первого спутника с целью ускорения работ по его созданию было принято решение, что спутник должен быть простейшим и при этом иметь выразительную форму. Следует отметить, что спутники, имеющие сферическую форму, как и запущенный на орбиту 60 лет назад простейший спутник ПС-1, представляют интерес для проведения ряда научных исследований и в настоящее время. По движению спутника идеальной сферической формы, который имеет точно известные массу и размеры, можно определить плотность атмосферы и уточнить параметры модели атмосферы. С этой целью от Международной космической станции в рамках космического эксперимента «Вектор-Т» периодически запускаются тестовые спутники сферической формы. Очередной запуск такого спутника был выполнен 17 августа 2017 г. космонавтами С.Н. Рязанским и Ф.Н. Юрчихиным. В статье описываются методы уточнения параметров модели атмосферы по движению тестового спутника и приводятся некоторые примеры расчетов.
Бесплатно
Тематический указатель журнала "Космическая техника и технологии" за 2017 г. (№ 1(16) - 4(19))
Другой
Бесплатно
Тематический указатель журнала «Космическая техника и технологии» за 2022 год № 1(36)-4(39)
Другой
Бесплатно
Статья научная
В настоящей обзорной (применительно к многоэлементным термоэмиссионным электрогенерирующим сборкам с повышенной плотностью электрической мощности) статье рассмотрены вопросы обеспечения длительной работоспособности топливно-эмиттерного узла (ТЭУ) электрогенерирующего элемента (ЭГЭ). Показано, что при использовании топлива на основе диоксида урана ресурс высокотемпературного герметичного ТЭУ с удельной электрической мощностью более 7 Вт/см2 составляет менее тысячи часов. Для обеспечения длительной ресурсоспособности необходим организованный вывод газообразных продуктов деления (ГПД) через специальное газоотводное устройство (ГОУ) в виде трубки с жиклёром. Процесс переконденсации топлива приводит к существенной трансформации температурного поля сердечника и возможности герметизации ГОУ с превращением ТЭУ в герметичный с ограниченным ресурсом. Рассмотрены методы расчёта температурного поля сердечника ТЭУ с ГОУ. Получены теоретические формулы для расчёта возможности герметизации ТЭУ конденсатом топлива как снаружи жиклёра, так и внутри трубки ГОУ. Показана необходимость вывода трубки ГОУ в «горячий» торец ЭГЭ (без коммутационной перемычки). Теоретически обоснована необходимость создания жиклёра с оптимальным отношением длины к диаметру отверстия, показана возможность создания такого жиклёра. Получены номограммы для определения границ области работоспособности ЭГЭ в пространстве обобщённых переменных в зависимости от относительного перепада температуры по трубке ГОУ и относительного сопротивления жиклёра и пространства между торцами соседних ЭГЭ. Получены формулы для расчёта выноса через ГОУ вместе с ГПД паров топлива. Получена номограмма для расчёта остаточного ресурса ЭГЭ в случае герметизации ТЭУ в процессе работы.
Бесплатно
Теплоносители для внутренних контуров систем терморегулирования пилотируемых космических аппаратов
Статья научная
Приводятся экспериментальные данные о физико-химических, теплофизических и эксплуатационных свойствах теплоносителей для внутренних контуров систем терморегулирования пилотируемых космических аппаратов. Изложены результаты коррозионных и медико-биологических испытаний теплоносителей.
Бесплатно
Статья научная
В статье сформулированы требования к однофазным и двухфазным теплоносителям систем терморегулирования космических аппаратов. Приведены физико-химические, тепло-физические и эксплуатационные свойства ряда теплоносителей на основе углеводородов, кремнийорганических и перфторорганических жидкостей, обоснован выбор ряда теплоносителей. Приведены результаты исследования коррозионной стойкости металлических материалов в среде ряда теплоносителей, и разработаны рекомендации по выбору материалов контуров. Предложен новый теплоноситель для тепловых труб и наружных контуров с температурой замерзания не выше -100 °С. Практическая значимость работы подтверждена успешным использованием разработанных и исследованных теплоносителей в системах терморегулирования космических аппаратов.
Бесплатно
Термодинамическая модель процессов в криогенных топливных баках
Статья научная
Предложена упрощенная модель тепло физических процессов для различных режимов работы криогенного топливного бака на основе предположения об однородности параметров в жидкой и паровой фазах компонента. Модель является универсальной и позволяет моделировать различные режимы работы бака, такие как заправка, отбор компонента для работы двигателя с наддувом бака, бездренажное хранение и др. При помощи данной модели проведена оценка массы потерь жидкого водорода при заправке на космодроме перспективного разгонного блока. Для режима бездренажного хранения результаты расчета по представленной модели сравниваются с данными экспериментов. Получено, что данный подход существенно занижает скорость роста давления, причем погрешность падает при уменьшении степени заполнения бака. По результатам сравнения, в случае бездренажного хранения рекомендуется применять данную методику в качестве оценки скорости роста давления снизу.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье приводится состав штатного пакета терморегулирующего покрытия на основе элементов покрытия К-208Ср. Изложены основные результаты исследований по отработке технологии получения и испытаний терморегулирующего покрытия К-208Ср класса «солнечные отражатели». Приведены достоинства и недостатки терморегулирующего покрытия К-208Ср. Указаны химический состав и способ получения пластин оптического стекла К-208, а также подготовка пластин стекла перед нанесением высокоотражающего покрытия. Приведены и обоснованы достоинства применяемого магнетронного метода нанесения высокоотражающего и защитного покрытий. Описаны схема внутрикамерного устройства вакуумной напылительной установки, последовательность нанесения серебра и нержавеющей стали, особенности проведения процесса для получения максимальной производительности. Приведены сводные данные по действующим на терморегулирующее покрытие К-208Ср факторам космического пространства и результаты их воздействия, результаты наземных и летных испытаний покрытия.
Бесплатно
Статья научная
Приведены разработанные математические модели и результаты оптимизации параметров многоразового межорбитального буксира типа «Геркулес» на основе ядерной электроракетной двигательной установки с использованием в качестве целевой функции суммарной массы полезного груза, доставленного с орбиты Земли на орбиту Луны за время эксплуатации многоразового межорбитального буксира, определяемого ресурсом ядерной энергоустановки, и удельной стоимости доставки с Земли на орбиту Луны единицы массы полезного груза. В качестве оптимизируемых параметров рассмотрены электрическая мощность, удельный импульс, тяга, масса ядерной электроракетной двигательной установки и время рейса, а также количество рейсов многоразового межорбитального буксира для обеспечения заданного грузопотока.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается технико-экономическое обоснование внедрения аддитивных технологий послойного порошкового селективного лазерного сплавления при производстве сложных нетехнологичных элементов космической техники из титана. Исследование базируется на сравнительном анализе технологии изготовления титанового кронштейна, применяемого в конструкции каркаса из углепластика солнечной батареи космического аппарата. Сравниваются три вида технологии изготовления: две штатные (первичная и оптимизированная) и предложенная технология селективного лазерного сплавления. Для аддитивной технологии деталь топологически оптимизируется в соответствии с нагрузками, определяемыми штатной методикой испытаний, что даёт преимущества по массе изготовленной продукции. Проводится анализ применяемого материала, и моделируется процесс селективного лазерного сплавления для определения короблений и введения поправочных коэффициентов. Сравниваются технико-экономические показатели технологий изготовления продукции штатными (вычитающими) методами и методом селективного лазерного сплавления: стоимость материала, трудоёмкость операций, расходы на оснастку, режущий инструмент и цикл изготовления.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается вопрос разработки технологий подготовки космонавтов к выполнению научных исследований на пилотируемых космических комплексах, предназначенных для полётов за пределы низкой околоземной орбиты. Предложена имитационная модель, которая позволяет оценивать качество подготовки космонавтов с использованием разработанных технологий, что даёт основание выбирать из них те, которые наиболее пригодны для обеспечения пилотируемых миссий. Представлен метод анализа эффективности предлагаемых технологий, реализация которых должна привести, в свою очередь, к повышению результативности пилотируемых космических полётов.
Бесплатно
Статья научная
Технология соединения тонкостенных трубопроводов из алюминиевых сплавов малого диаметра с помощью сварки имеет ряд особенностей. Как показал объемный анализ, это - появление дефектов при сварке в виде трещин, пор и оксидных включений, недопустимых согласно требованиям нормативно -технической документации. В данной статье рассмотрена технология сварки тепловых труб в производстве изделий ракетно-космической техники, а также показано решение научно -технологических задач, возникающих в ходе их создания, таких как: • методы подготовки деталей под сварку и процесс сварки составных элементов конструкции тепловых труб, выполненных из алюминиевых сплавов с использованием средств специального технологического оснащения; • иллюстративный пример применения эффективной творческой сборки труб под сварку с применением охладителя, обеспечивающего дополнительный отвод тепла из зоны свариваемого соединения; • умело подобранный автоматизированный режим сварки неповоротных стыков тонкостенных трубопроводов с использованием современных основных и вспомогательных сварочных материалов и инертного защитного газа, имеющего высокую степень очистки за счет уменьшения содержания в нем примесей и хранения его в баллонах современного конструктивного исполнения; • использование сварочной проволоки, изготовленной по специальным техническим условиям и хранящейся в вакуумных специализированных пакетах из полиэтиленовой пленки; • анализ возможных способов сварки тепловых труб и создание оптимальной технологии их сварки с учетом физико-химических и механических свойств материала и особенностей работы конструкции.
Бесплатно
Технология запуска микроспутников с использованием транспортных грузовых кораблей типа «Прогресс-М»
Статья научная
Малые космические аппараты имеют большое значение для решения научных и прикладных задач в околоземном космическом пространстве. Программа Международной космической станции (МКС) дала возможность реализовать новые способы выведения микроспутников на орбиту, конкурирующие с традиционной их доставкой в космос с помощью ракет-носителей легкого класса. К этим способам относятся запуск вручную микро- и наноспутников российскими членами экипажа МКС во время внекорабельной деятельности, а также выведение их на орбиту в автоматическом режиме с борта Американского сегмента МКС при использовании шлюзовой камеры и манипулятора модуля Kibo, оснащенного специальным пусковым устройством для наноспутников размерности CubeSat. Среди указанных способов особые возможности для выполнения экспериментов представляет запуск микроспутника с использованием в качестве пусковой платформы транспортного грузового корабля «Прогресс-М», являющегося важным элементом системы транспортно-технического обеспечения полета МКС. Запуск обеспечивается на участке автономного полета корабля после завершения выполнения им основной целевой задачи (доставки грузов на станцию). Лишь в этом случае микроспутник может быть выведен на целевую орбиту, имеющую не обязательно такую же высоту, как орбита МКС. Параметры орбиты малого космического аппарата могут быть изменены до заданной величины за счет работы двигательной установки грузового корабля, на борту которого находится микроспутник. Этим способом в 2012 г. на орбиту высотой 500 км был успешно выведен микроспутник «Чибис», разработанный Институтом космических исследований Российской академии наук и предназначенный для дистанционного исследования в широком спектре электромагнитных излучений физических процессов в атмосфере при высотных грозовых разрядах с помощью установленного на нем комплекса научной аппаратуры «Гроза». Успех этой ответственной операции обеспечивался тщательной предполетной подготовкой эксперимента, в ходе которой было решено немало трудоемких расчетных и инженернотехнических задач. Они включали разработку и изготовление транспортно-пускового контейнера микроспутника; цикл наземных испытаний сборки «микроспутник - контейнер»; подготовку микроспутника в контейнере к запуску экипажем Российского сегмента МКС; математическое моделирование; реализацию безопасной баллистической схемы при отделении микроспутника от грузового корабля и др. В статье проанализированы методы решения указанных задач и полученные результаты. Представлена прошедшая верификацию в условиях реального космического полета технология запуска малых космических аппаратов с борта транспортных грузовых кораблей. Описаны разработанные для этого аппаратурные средства.
Бесплатно
Статья научная
Ввиду невозможности задания высокой точности исходных данных при теоретических расчётах масс-центр о в очных и инерционных характеристик (МЦИХ) наноспутников, возникает задача экспериментального определения их фактических значений. По ряду причин устройства, предназначенные для больших аппаратов, не подходят для определения МЦИХ малых аппаратов. В данной работе описывается устройство для измерения координат центра масс и моментов инерции, разработанное в Самарском университете специально для наноспутников формата CubeSat, а также технология экспериментального определения МЦИХ наноспутников формата CubeSat. Точность определения МЦИХ с помощью предлагаемого устройства подтверждена серией экспериментов с эталонами.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены задачи изучения перемещения животных и птиц на Земле с помощью аппаратуры ICARUS (International Cooperation for Animal Research Using Space) на Российском сегменте Международной космической станции (РС МКС). Кратко охарактеризованы основные методы исследования миграций животных, их преимущества и недостатки. Для дистанционного слежения за перемещением животных чаще всего используются системы регистрации сигналов от радиопередатчиков-маяков, заблаговременно закрепленных на этих животных. Проведен анализ типов существующих передатчиков для изучения передвижения животных. Описана технология проведения планируемых экспериментов с научной аппаратурой ICARUS на РС МКС. Охарактеризован общий вид передатчика, закрепляемого на животном, и его технические характеристики. Описан подход к интеграции бортового оборудования системы ICARUS на РС МКС. Даны технические характеристики антенн бортового оборудования ICARUS. Представлена последовательность этапов соединения передатчика, закрепленного на животном, с бортовым оборудованием. Дано описание банка данных Movebank для хранения результатов слежения за животными и основных его функций. Рассмотрены задачи исследований с научной аппаратурой ICARUS, представляющие интерес для космического эксперимента «Ураган», выполняемого на РС МКС. Приведены примеры возможных исследований перемещения и миграций животных перед катастрофическими явлениями, изучения распространения опасных для человека вирусных инфекций, передающихся животными, и снижения риска столкновения птиц с воздушными транспортными средствами.
Бесплатно
Статья научная
Серия космических экспериментов, выполненная на борту Международной космической станции (МКС) и связанная с выращиванием высококачественных кристаллов белков (Protein Crystal Growth - PCG) в условиях микрогравитации, может рассматриваться как один из лучших примеров плодотворного сотрудничества между японскими и российскими учеными и инженерами в космосе, в обеспечении которого принимали участие и другие партнеры по Программе МКС. В статье детально описывается схема реализации эксперимента PCG, оригинальная и надежная технология его проведения, а также даются примеры использования его результатов.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается использование оптического диапазона длин волн в линиях связи между космическими аппаратами. Приводятся его преимущества по сравнению с радиодиапазоном. Показано, что преимущества оптического диапазона в полной мере могут быть реализованы лишь при определенной технологии работы космических оптических линий связи между космическими аппаратами.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются современные технологии изготовления высокоточных оптических деталей, применяемых в оптико-электронных системах космического базирования для проведения научных исследований и дистанционного зондирования Земли. Представлена комплексная технология автоматизированного формообразования (ТЕСАФ) асферических, в т. ч. внеосевых, поверхностей оптических элементов для оптико-электронных систем. В данной работе представлены различные методы формообразования оптических деталей практически с любой величиной асферизации и с различными величинами внеосевого параметра (внеосевая асферика) с достижением точности формы поверхности в пределах λ/60...λ/80 (λ = 0,6328 мкм) по критерию среднеквадратического отклонения. В работе представлены также разработанные внеосевые коллиматоры, предназначенные для формирования эталонного волнового фронта в широком спектральном диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного излучения, в т. ч. - зеркальный коллиматор с адаптивным внеосевым зеркалом, способным изменять формируемый волновой фронт для получения функции отклика исследуемой оптико-электронной системы. Оптические системы, изготовленные по технологии ТЕ САФ, уже успешно применяются в настоящее время.
Бесплатно
