Представлено описание автоматизированной измерительной системы (АИС), предназначенной для исследования давления остаточного газа внутри моделей негерметичных отсеков космических аппаратов в вакуумной аэродинамической установке. Использование АИС позволило повысить точность измерений, существенно увеличить объемы получаемых экспериментальных данных, реализовать их математическую обработку и визуализацию в реальном масштабе времени, оперативно влиять на ход эксперимента и характер проводимых исследований.

Приведен краткий обзор основных результатов исследований в области динамики разреженного газа, выполненных на свободномолекулярной аэродинамической установке ВАУ-2М Института технической механики НАН Украины и НКА Украины. Полученные результаты сравниваются с результатами других исследований. Показаны области их применения при разработке и эксплуатации космических аппаратов, постановке и реализации различных натурных экспериментов.

Рассмотрены конструктивные особенности малогабаритного времяпролетного анализатора для контроля параметров распределенных в объеме вакуумной камеры потоков разреженных газов. Приведена схема испытаний прибора и показан характерный времяпролетный спектр, полученный в потоке метастабильных частиц, генерируемых безэлектродным ускорителем вакуумной аэродинамической установки.

Ключ. слова: экперимент, вакуумная установка, плазменный ускоритель с магнитным соплом, поток импульса нейтралов, времяпролетный анализ, поток метастабильных частиц, орбитальная скорость
Індекс рубрикатора НБУВ: В333.1 + В333.3

Рубрики:

Експериментальні методи і апаратура фізики плазми

Газорозрядна плазма

Шифр НБУВ: Ж16745 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Останнім часом для здешевлення космічних проектів у разі складання малогабаритних космічних апаратів (МКА) нерідко використовують компоненти і матеріали індустріального і комерційного рівня якості. Це може позначитися на надійності та якості роботи МКА і встановленого на ньому устаткування. Високим чинником ризику, зокрема, є непередбачуваність експлуатаційних характеристик таких компонентів матеріалів, яка викликана потоками газовиділення ненормованої густини. Ця обставина посилюється труднощами числового моделювання складної внутрішньої геометрії реальних негерметичних МКА. Найбільш ефективний спосіб вирішення проблеми - дослідження за допомогою лабораторних випробувань. Мета роботи - розробка експериментальної системи, що надає змогу досліджувати залежність процесів дегазації внутрішніх поверхонь МКА від геометрії заповнення негерметичного відсіку платами радіоелектронної апаратури та різноманітними конструкційними матеріалами. Теоретичною базою для проведення експериментів є диференційна реалізація методу нагромадження, що надає змогу розмежувати густину потоків газовиділення певним чином скомпонованих зразків та елементів внутрішніх поверхонь модуля. Для відтворення характерних конструктивних особливостей малогабаритних нано- і пікосупутників доопрацьовано моделі негерметичних відсіків (НГВ), на основі яких створено спеціальний лабораторний модуль (ЛМ). Для цього модернізовано вузол синхронного управління відкачуванням відсіків, розроблено пристрій позиціонування пластинчатих заповнювачів НГВ, організовано реєстрацію газодинамічних параметрів внутрішньої власної атмосфери НГВ, підготовлено автоматизовану систему управління експериментом. ЛМ інтегровано в автоматизовану вимірювальну систему лабораторного стенду вакуумної аеродинамічної установки ВАУ-2М Інституту технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України. Випробування створеної експериментальної системи показали задовільну працездатність як окремих компонентів, так і конструкції в цілому. Одержана система надає змогу досліджувати процес газовиділення з поверхонь різних компонентів і матеріалів; оцінювати густину потоків продуктів газовиділення за різних компоновок апаратури і її елементів; досліджувати динаміку витікання продуктів внутрішньої власної атмосфери через калібровані діафрагми, які імітують витікання власної внутрішньої атмосфери через ненормовані зазори НГВ.