Статьи журнала - Космическая техника и технологии
Все статьи: 488
Выбор комплекса жизнеобеспечения для экипажей долговременных космических станций
Статья научная
Существующий комплекс систем жизнеобеспечения Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) обеспечивает только частичную регенерацию воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности человека, поэтому для обеспечения эксплуатации МКС необходима доставка грузовыми кораблями дополнительных запасов воды, кислорода, пищи и ресурсных агрегатов систем жизнеобеспечения. Данная ситуация определяет необходимость создания замкнутого комплекса регенерационных систем. В статье обоснован метод выбора комплекса систем жизнеобеспечения с повышенной степенью регенерации воды и кислорода из продуктов жизнедеятельности космонавтов на основе переменной массы доставляемого оборудования для последующей стадии развития МКС. При этом приведены структурные схемы работающих на борту МКС регенерационных систем жизнеобеспечения. Основные результаты летной эксплуатации этих систем с конца 2000 г. до середины 2014 г. при обеспечении трех членов экипажа подтвердили правильность метода выбора комплекса систем жизнеобеспечения. Рекомендовано для окончательного состава модулей РС МКС увеличить степень регенерации воды и кислорода из продуктов выделения экипажа за счет получения кислорода из диоксида углерода с использованием процесса Сабатье и регенерации воды из урины и всех влагосодержащих элементов.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается система управления космической системой дистанционного зондирования Земли. Рассмотрена основная задача рабочего процесса управления системой с помощью метода анализа иерархий и декомпозиции сложного процесса моделирования начальных условий съемки поверхности Земли. Этот метод позволяет минимизировать временные затраты на подготовку и планирование съемок, а также оценить реализуемость программы наблюдения и ее эффективность с точки зрения использования ресурсов космической системы дистанционного зондирования Земли.
Бесплатно
Выбор параметров накопителя энергии для нового периферийного стыковочного механизма
Статья научная
Стыковка космических аппаратов является управляемым механическим процессом их сборки на орбите с использованием активного и пассивного стыковочных агрегатов (СтА). Стыковочный механизм (СтМ) активного СтА обеспечивает условия для сцепки, поглощение энергии сближения активного космического аппарата, выравнивание и стягивание СтА для их окончательного жесткого соединения. В работе рассматривается кинематическая схема нового периферийного СтМ, в которой вместо демпфирования энергии используется ее накопление в пружинах с управляемой блокировкой их отдачи. Перед стыковкой блокировка включена и удерживает СтМ в исходном положении. Она выключается при появлении сигнала первого контакта СтА, освобождая энергию сжатых пружин для быстрого выдвижения кольца вперед и улучшения сцепки. После сцепки блокировка вновь включается, и энергия сближения накапливается в пружинах без возврата в механическую систему. Предотвращение контактов звеньев СтМ между собой и с корпусом СтА, приводящих к неконтролируемым нагрузкам, актуально для периферийных механизмов вследствие их компоновки. Описывается методика выбора параметров накопителя энергии, позволяющего поглотить ее максимально допустимую величину без контактов звеньев и превышения максимально допустимого значения осевой интерфейсной силы.
Бесплатно
Статья научная
Проведен проектно-баллистический анализ влияния параметров эллиптических орбит базирования многоразового межорбитального буксира на основе ядерной энергоустановки и электроракетной двигательной установки мегаваттного класса на безопасность и эффективность его применения в программе обеспечения больших гру зо -потоков на геостационарную и окололунную орбиты. Показано, что в сравнении с вариантом традиционно рассматриваемой круговой радиационно безопасной орбиты высотой Н = 800 км использование высокоэллиптических орбит базирования позволяет сни- зить примерно на два порядка длительность пребывания в единичном рейсе как самого буксира, так и выводимого полезного груза в зоне интенсивного загрязнения техногенным космическим «мусором». При этом может быть существенно увеличена суммарная масса грузов, доставляемых буксиром на целевую орбиту за его жизненный цикл, а также снижен в несколько раз расход ксенона на единицу массы доставляемого полезного груза.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуются проблемы динамического проектирования наноспутников (НС) формата CubeSat 6U для обеспечения заданного углового движения на низких круговых орбитах. Классификация трёхосных пассивных систем стабилизации, предложенная ранее для НС формата CubeSat 1U-3U, распространена для НС формата CubeSat 6U с учётом особенностей, присущих этому типу космических аппаратов. Выделены диапазоны высот для каждого вида пассивной стабилизации, отвечающие преобладающему влиянию определённого типа моментов внешних сил. Получены аналитические выражения для функций распределения величин максимальных углов отклонения осей наноспутника от требуемых направлений для случаев равномерного распределения и распределения Рэлея величин компонентов вектора начальной угловой скорости. Выведены формулы и построены номограммы для выбора проектных параметров Cube Sat 6U (запаса статической устойчивости, моментов инерции), обеспечивающих с заданной вероятностью требуемую трёхосную пассивную ориентацию для типовых случаев - ориентации продольной оси по местной вертикали или по вектору набегающего потока.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы выбора условий нагружения ракеты космического назначения «Зенит-3SL» в составе комплекса «Морской старт» с целью минимизации доработок конструкции ракеты-носителя «Зенит» и разгонного блока типа ДМ. Показаны подход к решению проблем выбора условий нагружения и принятые при этом решения. Большое количество пусков при различных условиях окружающей среды подтвердило правильность выбора условий нагружения ракеты космического назначения «3eнum-3SL».
Бесплатно
Выбор устройств подачи термостатирующего воздуха в головные обтекатели ракет-носителей
Статья научная
Рассматривается решение с использованием компьютерного моделирования актуальной задачи выбора схемы и конфигурации устройств (диффузоров) подачи термостатирующего воздуха в головные обтекатели ракет для обеспечения теплового режима космических аппаратов в процессе их наземной подготовки к пуску.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны составы и технология получения жаростойких покрытий на основе тугоплавких стекол и модифицирующих соединений для защиты деталей из жаропрочных никелевых сплавов и коррозионностойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии при эксплуатации. Особенностью разработанных покрытий является возможность их формирования в окислительной атмосфере при температурах, близких к рабочим. Основой жаростойкого покрытия являются тугоплавкие фритты системы BaO-Al2O3-SiO2, при этом добавка тетраборида кремния SiB4 позволяет получать покрытия, температура формирования которых близка к их рабочей температуре. Небольшая плотность, недефицитность и невысокая стоимость сырья, относительно простая технология получения делают эти материалы конкурентоспособными. По своим эксплуатационным свойствам данный класс жаростойких покрытий превосходит отечественные и зарубежные аналоги и является перспективным материалом для применения в горячих узлах жидкостных реактивных и газотурбинных двигателей. Разработанные жаростойкие покрытия позволяют обеспечить эффективную защиту никелевых сплавов и коррозионностойких сталей от высокотемпературной газовой коррозии и возгорания при температурах вплоть до 1 250 °С.
Бесплатно
Гарантийные запасы топлива для ракет космического назначения
Статья научная
Показаны особенности методик по определению гарантийных запасов топлива для многоступенчатых ракет космического назначения, дан перечень возмущающих факторов, особенностей систем управления и ограничений, влияющих на величину гарантийных запасов топлива. Приведены гарантийные запасы топлива и их эквиваленты по характеристической скорости для ряда отечественных ракет космического назначения. Подробно рассмотрено определение гарантийных запасов топлива для разгонного блока ДМ-SL в составе ракеты космического назначения «Зенит-3SL» программы «Морской старт». Показано, что внедрение на разгонном блоке ДМ-SL выключения маршевого двигателя по окончании компонентов топлива, наряду с существующим его выключением по функционалу системы управления, позволяет увеличить массу космического аппарата, выводимого разгонным блоком ДМ-SL на целевую орбиту в составе ракеты космического назначения «Зенит-3SL».
Бесплатно
Государственному ракетному центру имени академика В.П. Макеева 70 лет
Статья научная
Статья знакомит с историей и основными разработками за 70-летний период деятельности АО «ГРЦ Макеева» - головного разработчика ракетных комплексов стратегического назначения. В ГРЦ спроектированы и сданы на вооружение ВМФ три поколения ракетных комплексов, восемь базовых баллистических ракет подводных лодок и шестнадцать их модернизированных вариантов, которые составляли и составляют основу морских стратегических ядерных сил СССР и России. Предприятие обладает развитой промышленной и лабораторно-экспериментальной базой, позволяющей проводить полномасштабные испытания образцов ракетно-космической техники, вплоть до имитации полета в условиях вакуума и невесомости, а также испытания на все виды эксплуатационных воздействий. Представлены реализованные и перспективные проекты ГРЦ по российским и международным ракетно-космическим программам.
Бесплатно
Статья научная
Полеты орбитальных станций первого поколения показали, что для обеспечения их длительного эффективного функционирования на орбите необходима регулярная доставка топлива для двигательной установки, расходуемых материалов и пищи для поддержания жизнедеятельности экипажа, запасных частей для служебных бортовых систем, нового целевого оборудования и т. д. Для решения этих задач в 1973 г. РКК «Энергия» начала разработку нового транспортного грузового корабля (ТГК) на базе уже испытанного пилотируемого корабля «Союз», и к концу 1977 г. был готов первый летный образец. Запуск корабля «Прогресс-1» состоялся сорок лет назад - 20 января 1978 г., а 22 января 1978 г. была выполнена автоматическая стыковка ТГК к орбитальной станции «Салют-6», положившая начало многолетней успешной эксплуатации первого в мире грузового корабля. К настоящему моменту все штатно выведенные на орбиту корабли «Прогресс» были состыкованы с орбитальными станциями, выполнив программу доставки грузов. Успешной эксплуатации ТГК «Прогресс» способствовали разработанные методы управления их полетами, которые позволили надежно решать задачи выполнения транспортных операций даже при возникновении нештатных ситуаций...
Бесплатно
Статья научная
В статье описывается датчик угловых ускорений, разработанный для стендовых испытаний и отработки систем высокоточного наведения и стабилизации линии визирования научной аппаратуры. Рассмотрены известные конструкции и схемы измерения однокомпонентных угловых ускорений. Показано, что для высокоточных измерений параметров микровибраций научной аппаратуры необходимо использовать только преобразователи, метрологические свойства которых апробированы. Разработанный датчик предназначен для однокомпонентных измерений параметров угловых ускорений в условиях действия многомерной вибрации от единиц угловых секунд и выше в диапазоне частот от долей до нескольких сотен герц. Датчик был использован при исследованиях микровибрации двухосной платформы наведения «Монитор» в наземных условиях на специально разработанном стенде разгрузки перед ее установкой на Российский сегмент Международной космической станции.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются результаты реализации на борту российского сегмента Международной космической станции (РС МКС) национальных и международных программ фундаментальных и прикладных исследований, полученные в течение двадцати пяти лет эксплуатации МКС на околоземной орбите. Проанализированы исторические предпосылки и истоки формирования программ целевого использования отечественных пилотируемых космических комплексов, описано влияние эволюции конфигурации РС МКС на реализацию программ научных исследований с использованием технологии сменных полезных нагрузок, а также значимые научные результаты. Проанализированы выявленные проблемные вопросы целевого использования РС МКС и даны рекомендации по организации проведения научных исследований и целевых работ на пилотируемых космических комплексах нового поколения.
Бесплатно
Двигательные установки Международной космической станции
Статья научная
В работе представлено краткое описание двигательных установок (ДУ) модулей российского сегмента Международной космической станции (МКС). Рассмотрены задачи ДУ, их состав и характеристики. Пневмогидравлические схемы ДУ подобны. Они состоят, в целом, из системы наддува и питания топливом, а также жидкостных ракетных двигателей. Топливные системы ДУ модулей МКС объединены друг с другом, что позволяет двигателям одного модуля работать на топливе из другого модуля, а транзитные топливные магистрали модулей позволяют дозаправлять баки ДУ от любого порта, к которому пристыкован транспортный грузовой корабль «Прогресс». Рассмотрены частные вопросы касательно применяемых сильфонных баков ДУ, некоторых аспектов, связанных с топливом и экологией на МКС, экспериментальных установок аналогов ДУ.
Бесплатно
Статья научная
Применительно к созданию транспортно-энергетического модуля для электроракетной доставки и последующего длительного энергоснабжения энергоемкой функциональной аппаратуры космического аппарата приведены результаты концептуально-проектных исследований возможности использования комбинированной двухрежимной ядерно-энергетической установки с термоэмиссионным реактором-преобразователем и термоэлектрохимическим генератором. Возможность использования термоэлектрохимического преобразователя (ТЭХП) для выработки электроэнергии определяется тем, что температура горячей зоны ТЭХП попадает в область температур литиевой системы охлаждения высокотемпературной ядерно-энергетической установки по литий-ниобиевой технологии для межорбитального буксира «Геркулес». Показана целесообразность использования части теплоизлучающей поверхности системы охлаждения установки для размещения на ней элементов ТЭХП. В термоэмиссионном реакторе выделяется зона бустерных тепловыделяющих элементов, охлаждаемых литиевым теплоносителем. На тепловых трубах системы теплосброса устанавливаются элементы ТЭХП с верхней температурой термодинамического цикла порядка 1200 К и нижней - 500-550 К. В качестве рабочего тела ТЭХП используется натрий, основной конструкционный материал - ниобиевый сплав НбЦУ, твердый электролит - β-Al2O3. Перечисленные материалы обладают комплексом свойств, позволяющих создать высокоэффективный ТЭХП, работающий в заданном температурном диапазоне. Приведены характеристики элемента и всего генератора электрической мощностью 30 кВт.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы конструктивного исполнения системы обеспечения теплового режима нового научно-энергетического модуля Российского сегмента Международной космической станции с использованием двухфазного контура для сброса тепла в окружающее пространство. Приведено описание и логика работы двухфазного контура и входящих в его состав элементов. Изложены методика проведения и результаты численного моделирования гидравлических характеристик двухфазного контура. Вся система была разбита на отдельные участки. Для каждого из них с учетом гидравлических характеристик конкретных агрегатов, схемной компоновки, длин и диаметров трубопроводов, соединяющих агрегаты между собой, была определена гидравлическая характеристика в зависимости от расхода аммиака или его паров. Полученные значения гидравлических характеристик на различных участках гидравлической сети позволяют сделать вывод о работоспособности системы выбранной конфигурации и подтвердить поддержание системой обеспечения теплового режима заявленных характеристик.
Бесплатно
Статья научная
Освоение Луны является одним из перспективных направлений развития космонавтики. Также, помимо этого, важнейшей задачей является снижение стоимости транспортировки полезных грузов с низких орбит на более высокие. Межорбитальный многоразовый буксир с электрической ракетной двигательной установкой может служить эффективным решением для достижения обеих этих целей. Конструкция межорбитального многоразового буксира представляет собой многосекционную крупногабаритную ферму. Такие конструкции имеют несколько варьируемых параметров - диаметр стержней, толщина стенки стержня, количество секций, радиус основания конструкции. При проектировании крупногабаритных космических стержневых конструкций необходимо определение проекта с максимальными динамическими характеристиками и минимальной массой. В данной работе с использованием методов оптимизации решается задача нахождения оптимального, с точки зрения минимума массы, проекта стержне -вой конструкции, при соблюдении требования к минимальному значению первой собственной частоты. Также решается задача переходного динамического нагружения конструкции крепления электроракетного двигателя при запуске двигателя. Определяется зависимость максимальных эквивалентных напряжений от времени.
Бесплатно
Статья научная
Требования по повышению надёжности, ресурса, увеличению удельного импульса тяги жидкостного ракетного двигателя обосновывают необходимость перехода к новым конструкциям и технологиям изготовления регенеративной системы охлаждения двигателя. В работе рассмотрена перспективная диффузионно-вакуумная технология изготовления тракта регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя на основе принципа межканального движения теплоносителя сквозь пористый металлический сетчатый материал. Метод диффузионной сварки металлических тканых сеток в вакууме позволяет получать крупные осесимметричные заготовки металлических сетчатых материалов, необходимые для изготовления тракта регенеративного охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя и рекуперативного теплообменного аппарата. Экспериментально подтверждена возможность создания высокоэффективного малоперепадного пористого теплообменного тракта, полученного с использованием металлического сетчатого материала (МСМ). В качестве исходного материала для изготовления МСМ рекомендуется использовать металлические тканые полотняные и саржевые фильтровые сетки типоразмера П24-П60, С120.
Бесплатно
