Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов. Рубрика в журнале - Космическая техника и технологии
Проектная история создания Международной космической станции
Статья научная
Международная космическая станция (МКС) - беспрецедентный по своим масштабам и значимости проект. Долгосрочное функционирование МКС является важным примером эффективного международного сотрудничества в сфере освоения космического пространства. 25 лет назад, в ноябре 1998 г., на орбиту был выведен первый элемент МКС - функционально-грузовой блок «Заря». Это событие стало эпохальным для отечественной и мировой космонавтики. В статье показана история возникновения и развитие проекта МКС (которому в 2023 г. исполнилось 30 лет), включая изменения, происходившие по ходу развёртывания станции.
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
Разработка порошковых полимерных композиционных материалов на основе аналога лунного грунта
Статья научная
В статье представлены результаты наземных исследований по разработке порошкообразных высоконаполненных полимерных композиций (ПВПК) на основе трёх фракций порошка базальта - аналога лунного грунта (реголита) - и порошка термопластичного полимерного связующего. Рассмотрены вопросы получения, фракционирования и анализа исходных компонентов, определены их характеристики и результаты исследований структуры и физикомеханических свойств получаемых ПВПК в исходном, уплотнённом и отпрессованном состояниях. Дан анализ полученных результатов и сделаны выводы о необходимых дальнейших поисковых исследованиях процессов получения и переработки ПВПК в условиях микрогравитации.
Бесплатно
Статья научная
В работе кратко описаны цели и задачи планируемого космического эксперимента «Солнце-Терагерц» на борту Российского сегмента Международной космической станции. Эксперимент направлен на изучение излучения Солнца в неисследованном терагерцевом диапазоне на частотах 1012...1013 Гц, получение новых данных о терагерцевом излучении Солнца, солнечных активных областей и солнечных вспышек. Разрабатываемая научная аппаратура представляет собой совокупность восьми детекторов, чувствительных к излучению различной частоты: 0,4; 0,8; 1,0; 3,0; 5,0; 7,0; 10,0 и 12,0 ТГц. Рассмотрены основные компоненты детекторов: телескоп, система фильтров, оптический прерыватель и приёмник. Приведён расчёт спектральной прозрачности для систем фильтров для каждого канала и их полоса пропускания. С помощью имитатора чёрного тела проверена оценка чувствительности восьми детекторов научной аппаратуры.
Бесплатно
Российские системы стыковки для сборки и обслуживания международной космической станции
Статья научная
В статье рассматриваются российские системы стыковки, которые применялись для сборки и обслуживания Международной космической станции (МКС). Эти системы реализуют практически одинаковый простой цикловый способ управления для двух различных типов стыковочных агрегатов: «штырь-конус» (для осесимметричных кораблей и модулей массой до 25 т) и «периферийный» (для многоразовых космических кораблей массой до 110 т). Кратко описываются конструкции таких агрегатов, разработанных ещё до начала проекта МКС, а также их модификации, обусловленные некоторыми ограничениями станции. Периферийные агрегаты обеспечили стыковки кораблей типа Space Shuttle, доставлявших на орбиту модули и другие компоненты конструкции американского сегмента станции. Агрегаты типа «штырь-конус» соединили все модули российского сегмента. Они обеспечили необходимые для обслуживания МКС стыковки российских пилотируемых и грузовых кораблей, а также европейских грузовых кораблей ATV.
Бесплатно
Статья научная
Система генерации кислорода (СГК) «Электрон-ВМ» работает на Международной космической станции (МКС) с 2000 г. в служебном модуле, и с 2022 г. - в многоцелевом лабораторном модуле. СГК вырабатывает кислород путём электролиза воды. Все технологические процессы СГК реализованы в технологическом блоке - блоке жидкостном (БЖ). В статье приведены характеристики СГК и технологическая схема БЖ. На 4 декабря 2023 г. СГК «Электрон-ВМ» на МКС наработала 5 488 сут, выработав 13 343 кг кислорода. БЖ № 11 имеет максимальную наработку среди всех БЖ - 2 334 сут без неустранимого отказа с 2011 г. по настоящее время. На опыте эксплуатации на МКС в статье рассмотрены основные направления прошлых, настоящих и будущих модернизаций системы «Электрон-ВМ». Потенциальная наработка БЖ до неустранимого отказа оценивается в 8-10 лет, при сроке службы с момента изготовления более 20 лет. Система «Электрон-ВМ» - базовая СГК для будущих космических станций, базы на Луне и космического комплекса для полёта на Марс.
Бесплатно
Статья научная
В статье проанализированы существующие технологии получения полусфер из труднообрабатываемых материалов. Рассмотрены преимущества и недостатки представленных способов и средств технологического оснащения. Предложен перспективный способ получения заготовок полусфер из труднодеформируемых титановых сплавов для ёмкостей высокого давления, внедрённый в производственный процесс на отечественных предприятиях машиностроительной отрасли. Приведены результаты проведённых в АО КБХА экспериментальных работ по изготовлению титановых полусфер методом ротационной вытяжки. Выполнены металлографические исследования полученных заготовок. Показаны пути достижения оптимальных технических характеристик и высокого уровня надёжности, предъявляемого к изделиям специальной техники из титановых сплавов. Полученные результаты позволяют существенно расширить технологические возможности производства, а также значительно улучшить технические характеристики изделий спецтехники в машиностроении.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложены конструкции трансформируемых систем космических аппаратов, создаваемых непосредственно в космосе. В их основе лежит принцип разворачивающихся чечевицеобразных рукавов. Предложенные технические решения основаны на существующей технологии изготовления рукавов и конструкции механизма подачи намотанного на барабан рукава. В результате реализованы технические решения, способные обеспечить, как показали модельные испытания, создание устройств для трансформирования различных конструкций на заданные расстояния при малых габаритах в стартовом положении. Показаны результаты оценочных расчётов жёсткостных параметров рассматриваемых систем при их различном конструкционном исполнении. Выполнен анализ возможности использования предлагаемых трансформируемых систем в космической технике. Предложены области использования таких систем в наземных условиях, в частности, в транспортабельных вышках для различных функциональных нагрузок.
Бесплатно
