Особенности имитации условий космического пространства при наземных испытаниях, страница 3

Так, например, данные о стабильности (или величине изменения) коэффициентов лучеиспускания различных веществ можно получить как из летных экспериментов с помощью ИСЗ, так и на Земле в специальных установках, оснащенных имитаторами космических излучений. Эксперименты на Земле являются более дешевыми и позволяют получить многочисленные количественные взаимосвязи параметров явления, что трудно достижимо в настоящее время при использовании автоматических космических лабораторий. Однако создание установки, в которой одновременно воспроизводились бы все без исключения параметры космического пространства, прямо или косвенно влияющие на режим функционирования КА, является пока еще нерешенной проблемой. Поэтому приходится проводить серию экспериментов, моделируя в них порознь некоторые определяющие параметры, а затем математически или с помощью специального эксперимента синтезировать результаты и обобщать их применительно к натурным условиям. Таким путем можно достаточно близко подойти к точному моделированию режима работы КА.

Установки, в которых исследуют воздействие корпускулярного излучения и микрометеоритных частиц, пока еще слишком сложны и относительно невелики по размерам. В них нельзя облучать целиком весь аппарат. Установки такого типа используют главным образом для облучения небольших образцов материалов, подвергающихся в полете воздействию космической среды.

На первых стадиях отработки КА или его систем и узлов проверяется герметичность отсеков при наличии градиентов температур и в условиях нестационарного нагрева; исследуется работоспособность бортовых систем терморегулирования; проводятся ресурсные испытания, и проверяется работоспособность подвижных узлов в сверхвысоком вакууме в реальных температурных условиях (к подвижным узлам можно отнести узлы с трущимися и обкатывающимися поверхностями подшипников, трущиеся части герметичных уплотнений скафандров, многократно изгибающиеся рукава, сильфоны, мембраны, пленки, эластичные экраны, мягкие детали скафандров). На этих же стадиях исследуются: эффективные коэффициенты облученности сложных конструкций; стабильность терморегулирующих покрытий и оптических элементов под комплексным воздействием вакуума, ультрафиолетовой и рентгеновской радиации, корпускул; влияние вибрации на прочность силовых конструкций и стойкость электронной аппаратуры; газораспределение в вентиляционных устройствах системы жизнеобеспечения; температурные поля КА на масштабных моделях или тепловых макетах в натурную величину и другие задачи.

На заключительном этапе проводится всестороннее исследование режима полноразмерных КА с натурной функционирующей аппаратурой при низком окружающем давлении в условиях внешнего лучистого обмена, близкого к тому, который имеет место на околопланетной или межпланетной траектории полета КА, либо на поверхности планеты (например, Луны). При этом обычно проводят три вида экспериментов:

1) испытания в экстремальных (наиболее жестких) ожидаемых условиях;

2) испытания по номинальной программе полета;

3) испытания в условиях аварийных ситуаций.

В первом виде испытаний очень важно правильно выбрать меру ужесточения тепловых условий, будь то переохлаждение или перегрев и т.п. Слишком жесткие, неразумно выбранные предельно тяжелые температурные условия могут привести, в конечном счете, как к переутяжелению конструкции системы, так и к переутяжелению силовой конструкции КА в целом.

Испытания по номинальной программе позволяют получить много информации о параметрах испытываемого объекта. Эти данные используются для теоретического предсказания изменения, например, температуры аппарата в условиях, отличных (но близких) от условий проведения эксперимента.

Испытания в условиях, имитирующих аварийные ситуации, предусматривают такие сочетания отказов, вероятность появления которых в действительности составляет проценты или доли процента.

3.1.2. Сущность проблемы моделирования условий космического вакуума в ходе испытаний.