Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Пробой
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 7. Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Проверка работоспособности опытного образца бортовой системы оперативного определения координат пробоя корпуса гермоотсека РС МКС метеороидами или частицами космического мусора
Цель эксперимента:

Получение исходных данных для создания штатной бортовой системы оперативного определения координат пробоя в натурных условиях полета МКС.

Описание эксперимента:

КЭ проводится с целью создания системы оперативного определения факта соударения и координат пробоя стенки гермоотсеков Российского сегмента МКС метеоритами и осколками космического «мусора» (КМ) массой 1-30 г. в диапазоне скоростей соударения 3-14 км/сек. Регистрация факта соударения и пробоя определяется путём измерения параметров ударно-волновых и электромагнитных процессов, сопровождающих высокоскоростное соударение, а также акустических сигналов, сопровождающих процесс истечения атмосферы станции в вакуум. Информационный блок отрабатываемой системы метеоритного контроля наряду с координатами места удара, даёт информацию о размерах отверстия по скорости истечения и о располагаемом времени для предотвращения нештатной ситуации, связанной с разгерметизацией.

Пробой гермооболочки в результате высокоскоростного удара сопровождается быстрым энерговыделением в окрестности пробоя и, как следствие, образованием внутри гермоотсека ударной волны. Вблизи отверстия скачок давления на её фронте может достигать нескольких атмосфер. По мере распространения в гермоотсеке она постепенно вырождается в звуковую волну, положение фронта которой будет совпадать с передней границей волны разрежения, вызванной истечением воздуха из гермоотсека. Это обстоятельство позволяет зафиксировать начало волнового процесса в произвольной точке гермоотсека при его разгерметизации с использованием, например, пьезоэлектрических дат¬чиков давления или микрофонов.

Таким образом проведение КЭ «Пробой» позволит отработать методологию поиска мест пробоя модулей РС МКС метеоритами и осколками космического «мусора» для дальнейшей разработки и изготовления рабочего служебного оборудования.

КЭ «Пробой» находится в состоянии наземной отработки.

Проблемные вопросы решаются в рабочем порядке.

Новизна эксперимента:

Ранее по результатам исследований в ФГУП ЦНИИмаш в ОКР «МКС-Пробой-3» разработан опытный образец системы. В связи с невозможностью воспроизведения на Земле всех факторов, присутствующих в летных условиях и оказывающих влияние на функционирование элементов системы, возникает острая необходимость испытания элементов опытного образца этой системы непосредственно в Российском сегменте МКС.

В результате отработки метода оперативного определения координат точки пробоя гермооболочки модуля МКС высокоскоростной или техногенной частицей с регистрацией акустических волн в воздушной среде модуля будет разработано рабочее оборудование которое позволит повысить безопасность экипажа при возникновения нештатных ситуаций.

Научная аппаратура:

Научная аппаратура (НА), используемая в системе оперативного определения координат пробоя, состоит из:

Набора из 6 - 12 малогабаритных микрофонов с предусилителями, размещаемых в заданных точках внутри модуля РС МКС, служащих для преобразования акустической волны в электрический сигнал;

Блока регистрации и обработки акустических сигналов (БРОАС) от микрофонов, включающего усилители, аналого-цифровой преобразователь, вторичный источник питания (ВИП), систему регистрации акустических сигналов и определения координат источника импульсной акустической волны с выводом информации на экран дисплея, встроенного в корпус БРОАС, и внешние сменные носители;

Переносного источника акустического импульса, служащего для имитации «пробоя» стенки модуля;

Переносного термоанемометра для контроля параметров среды внутри гермоотсека (температура, скорость потока) в местах установки микрофонов и переносного источника акустического импульса (термоанемо-метр может заимствоваться из НА КЭ «БАР»).

Средств передачи сигналов от микрофонов к БРОАС.

Часть научной аппаратуры изготавливается в РКК «Энергия», часть – закупается.

В других КЭ аппаратура не используется.

Ожидаемые результаты:

• Будет получен опыт монтажа, наладки и эксплуатации системы контроля метеоритного пробоя в натурных условиях.

• Проверена работоспособность приборной и программной составляющих системы метеоритного контроля пробоя в условиях реальных шумовых и электромагнитных помех.

• Получены исходные данные для создания штатной бортовой системы оперативного определения координат пробоя в натурных условиях полета МКС.

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2013 г.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: ФГУП ЦНИИмаш
Организации участники: РКК «Энергия» им. С.П. Королева, ФГБУ ЦПК им. Ю.А. Гагарина
Научный руководитель: Паничкин Н. Г., ФГУП ЦНИИмаш, с. н. с., к.ф.-м.н.
Публикации по эксперименту:

1. Технический отчет о составной части ОКР «Экспериментальное определение и анализ полей импульсных давлений внутри КС СМ загроможденного научным и технологическим оборудованием с использованием выбранных имитаторов соударения, максимально приближенных к натурным условиям соударения», ОКР «МКС-Пробой-3»,2008г.

2. Программа ФАП №851.7553682.4116-01.12 «Компьютерная программа с организацией потокового ввода данных с АЦП с одновременным расчетом координат вероятного места пробоя корпуса гермоотсека и записью получаемых данных на диск компьютера в реальном масштабе времени. –Соогd3», 2007г.

3. Tikhomirov N.A., Lapygin V.I., Makarevitch G.A., "Gasdynamic processesanalysis attendant on space debris impact on orbital station shell", AIAA 2002-1046

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения