Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский государственный университет информатики и

радиоэлектроники

кафедра РЭС

РЕФЕРАТ

на тему:

«Испытание ЭС на воздействие ультранизких давлений, криогенных температур. Специальные виды космических испытаний»

МИНСК, 2008

Воздействие ультранизких давлений

Испытание ЭС на воздействие ультранизких давлений проводят для определения способности материалов и элементов ЭС сохранять при таких давлениях свои параметры в пределах, указанных в НТД, а также для проверки правильности принятых схемных и конструктивно-технологических решений. Испытание осуществляют в глубоком вакууме. Минимальная продолжитель­ность испытания равна (или несколько превышает) времени установления стационарного исследуемого процесса или явления. Ориентировочные значения давлений, необходимые для воспроизведения в лабораторных усло­виях основных физических явлений, происходящих в космосе, приведены в табл. 1

Материалы, узлы, элементы, а также ЭС в целом подвергают испытаниям в вакуумных установках. Современная вакуумная испытательная установка — сложная система, в состав которой входят: вакуумная камера с системой трубопроводов, разнообразные насосы, вакуумметры, термометры, расходомеры криогенных жидкостей, емкости и баллоны с криогенными жидкостями, регуляторы, клапаны и краны, электроприводы, блоки контрольно-измерительной и управляющей аппаратуры.

Параметры вакуумных испытательных установок: рабочий объем камеры от 0,2 м3 (для малогабаритных установок) до 134 000 м3 (установка центра им. Арнольда, США, для испытания космических кораблей); минимальное давление до 10-12 Па; коэффициент возврата молекул Z0~10-2 ...10-2 . Вакуумные испытательные установки различаются также по следующим параметрам: составу остаточных газов; виду откачивающих насосных систем (масляная, безмасляная, парортутная и т.д.); скорости откачки камеры; неравномерности распределения давлений, потоков частиц и температур по объему и внутренней поверхности камеры; диапазону рабочих температур; времени выхода на рабочий режим; производительности и сроку службы.

Многие молекулы газа, покидая поверхность исследуемого объекта, отражаются от стенок испытательной установки и возвращаются на объект. Это происходит многократно до тех пор, пока молекулы не будут захвачены стенками. Отношение числа молекул, возвращающихся на объект в единицу времени, к числу молекул, покидающих его, называют коэффициентом возврата молекул (Z0).

В вакуумных испытательных установках в зависимости от наибольшего давления запуска (максимального давления во входном сечении насоса, при котором он может начать работу) и предельного остаточного давления в вакуумной камере используют насосы предварительной, основной и вспомогательной откачки. Одновременно используют несколько типов насосов из-за избирательной откачной способности насоса каждого типа к удалению различных паров и газов. Наиболее часто применяют комбинацию турбомолекулярного и ротационного (для предварительной откачки) насосов; цеолитового и диффузионного с ловушками на жидком азоте для защиты от миграции паров масел; титанового сублимационного, криогенного, гетероионного или магнитного электроразрядного (для основной и вспомогательной откачки.

Таблица 1 ориентировочные значения давлений, необходимые для воспроизведения основных физических явлений в космосе, при испытании ЭС в лабораторных условиях

Вид испытания Давление, Па Проверка механической прочности и герметичности корпусов ЭС при воздействии перепада давлений

~103

Проверка на отсутствие воздушного демпфирования конструкции ЭС при вибрации

≤10-1

Проверка теплового режима ЭС при теплопередаче излучением

≤10-2

Влияние электрических зарядов, утечек, ионизации на работоспособность ЭС

≤10-3

Исследование физических свойств конструкционных материалов (прочности, ползучести, внутреннего демпфирования)

≤10-4 (в зависимости от давления насыщенных паров исследуемых материалов)

«Холодная» сварка

<10-5

Излучение процессов испарения и сублимации материалов и их переконденсации Длина свободного пробега молекул должна быть больше характерного размера установки Исследование адсорбции и химического взаимодействия остаточных газов с поверхностью материалов

<10-5...10-12

Проверка узлов трения

<10-5...10-12

По принципу действия вакуумные насосы делятся на проточные и сорбционные. ............