Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Фазопереход
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 7. Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Разработка и исследование параметров маломассогабаритных тепловых труб для систем охлаждения и термостабилизации приборов, аппаратуры и конструкции космических аппаратов
Цель эксперимента:

• Экспериментальная отработка новых типов ТТ в космических условиях применительно к их использованию на КА герметичного и негерметичного исполнения, включая ресурсные испытания;

• Исследование влияния микрогравитации на теплофизические и эксплуатационные характеристики ТТ, включая исследование тепломассопереноса внутри ТТ;

• Подготовка предложений по организационно-техническим мероприятиям и создание на РС МКС рабочего места для последующей сертификации ТТ для КА.

Описание эксперимента:

КЭ «Фазопереход» предназначен для исследования влияния факторов космического пространства, микрогравитации и радиолиза теплоносителя на работу тепловых труб (ТТ) как элементов системы обеспечения тепловых режимов КА. Тепловые трубы применяются для радиаторов-теплообменников (РТО) орбитальных пилотируемых станций, включая МКС, и в тепловых сотопанелях и РТО автоматических КА негерметичного исполнения. КЭ находится на этапе наземной подготовки:

- разработаны ТЗ на НА, эскизный проект, конструкторская документация (КД) на комплект наземного оборудования (КНО), КД на контрольно испытательную аппаратуру (КИА);

- проведены этапы лабораторно-отработочных испытаний (ЛОИ) блока электронной научной аппаратуры (БЭНА), предварительных конструкторско-доводочных испытаний (КДИ);

- подготовлено производство летной установки ЛЭУ-ТТ1;

- выпущены Программа и Методика КЭ;

Нет летного образца (ЛО), не проводились комплексные испытания бортовой научной аппаратуры (БНА) в связи с необходимостью еедоработкидля сертифицирования.

В настоящее время Центр им. Келдыша доработал научную аппаратуру и готовит ее к сертификации, проведение которой затребовал Заказчик ОАО РКК «Энергия». Затем предстоят этапы изготовления бортовой НА для испытаний, корректировки рабочей документации, изготовления БНА, проведения приемо-сдаточных испытаний и поставки БНА на МКС.

В связи с необходимостью проведения сертификации сроки роеализации КЭ перенесены на 2013-2014 гг. (факс ГНЦФГУП «Центр Келдыша» №4566434 от 11.11.2011г.). На данном этапе из сведений, полученных от разработчиков бортовой научной аппаратуры,следует, что для проведения сертификации экспериментальной комплектационной базы (ЭКБ) запас по дозе излучения для агрегатов должен быть трехкратным, в то время по результатам расчетной оценки радиационной стойкости аппаратуры он получается двухкратным. Разработчики ЭКБ считают, что такой коэффициент запаса достаточен для проведения КЭ и приводят обоснованные аргументы.

На данном этапе Уполномоченные Центрами сертификации Роскосмоса сертификат на экспериментальную электронику не выдали.

Новизна эксперимента:

Несмотря на то, что ТТ уже несколько десятков лет успешно применяются в космических аппаратах с целью охлаждения и термостабилизации космического приборно-агрегатного оборудования, целенаправленные исследования влияния микрогравитации и радиолиза теплоносителя на их параметры и характеристики не проводились. В настоящее время отсутствуют экспериментальные данные по оценке влияния этих факторов на характеристики ТТ, не проводились также исследования влияния факторов космического пространства на ресурс работы ТТ при их длительной эксплуатации в системах терморегулирования приборно-агрегатного оборудования КА. Поэтому проведение КЭ «Фазопереход» в условиях орбитального полета безусловно представляет большой интерес для разработчиков космонавтики.

В результате проведения КЭ планируется:

- создать более эффективные технологии изготовления ТТ;

- обосновать методику отработки ТТ в наземных лабораторных условиях ипрогнозировать теплопередающие характеристики ТТ на условия полёта;

- оценить влияние радиолиза теплоносителя ТТ в условиях возможного ухудшения их характеристик при длительном сроке службы;

- исследовать процессы испарения и конденсации жидкости в замкнутом объеме при микрогравитации.

В зарубежных публикациях изучается лишь последняя задача.

КЭ "Фазопереход" отличается относительной простотой постановки, когда осуществляется электрический подогрев с одного конца ТТ, а охлаждение в зоне конденсации происходит за счёт собственного излучения конструкции в космос ("тепловая" консоль).

В процессе подготовки КЭ:

- разработана принципиально новая техника (научная аппаратура) на основе существующих технологий;

- разработана новая технология, могущая найти применение и в других исследованиях и экспериментах.

Научная аппаратура:

В состав НА КЭ «Фазопереход»входят:

- комплект бортового оборудования (КБО);

- комплект наземного оборудования (КНО);

- контрольно-испытательная аппаратура (КИА);

- вспомогательное оборудование.

В состав комплекта бортового оборудования (КБО) входят:

- шесть теплопередающих элемента (ТЭ), размещенных на трех посадочных местах вне гермоотсека ТГК «Прогресс»;

- блок электроники научной аппаратуры (БЭНА), который размещается в грузовом отсеке (ГрО) ТГК «Прогресс»;

- элементы крепления ТЭ и БЭНА на посадочные места ТГК «Прогресс»;

- комплект электрических кабелей. В состав каждого из теплопередающих элементов (ТЭ) входят:

- устройство подвода тепла к ТТ (за счет электрической мощности от бортовой сети);

- устройство отвода тепла от ТТ за счет излучения в космос с радиатора-излучателя;

- датчики температуры, установленные на испарительной, транспортной и конденсационных зонах ТТ.

В состав БЭНА входят вторичный источник питания (ВИП), модуль измерения, модуль управления, модуль процессора, съемный носитель информации (флэш-карта 2 шт.).

Состав комплекта наземного оборудования (КНО) идентичен составу КБО.

В состав контрольно-испытательной аппаратуры (КИА) входят:

- имитатор бортового источника питания;

- устройство сбора, обработки и отображения информации с набором периферийных устройств;

- комплект кабелей.

В состав вспомогательного оборудования входит набор приспособлений для крепления ТЭ при наземных испытаниях и проверках, включая входной контроль.

Расходуемыми материалами являются флэш-карты для записи режимов и результатов испытаний.

Флэш-карта используется для оперативной передачи результатов КЭ и доставляется на Землю для выпуска итоговых материалов.

В сеансе КЭ используется имеющийся на борту LaptopRSE-1.

Ожидаемые результаты:

Результаты исследований, полученные при экспериментальной отработке новых типов тепловых труб (ТТ) в космических условиях и влияния микрогравитации на теплофизические и эксплуатационные их характеристики, включая исследование тепломассопереноса внутри ТТ, а также включая ресурсные испытания, могут быть использованы на КА герметичного и негерметичного исполнения, а также в космических проектах полетов на Луну и Марс.

Результаты КЭ позволят уменьшить шум, электромагнитное поле, радиацию и др., улучшить комфорт на существующих и перспективных КС, в других областях возможного применения.

Эффектом результатов КЭ может стать снижение издержек - экономии затрат на космическую деятельность, а также в других областях.

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2013-2014 г.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ФГУП ЦНИИмаш)
Организации участники: Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П.Королева (ОАО РКК«Энергия»), г Королев, Московской области - головное предприятие - разработчик ПКК; Исследовательский Центр им. М.В.Келдыша (ГНЦ ФГУП Центр Келдыша), г. Москва - разработчик бортовой научной аппаратуры Научно-исследовательский институт Центра подготовки космонавтов им Ю.А. Гагарина (ФГУБУ НИИЦПК им. Ю.А. Гагарина), г. Звездный Московской обл. - участник КЭ.
Научный руководитель: Копяткевич Р.М., ЦНИИмаш
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 09.10.2018

Информационная справка

Программы

Изображения