Ни для кого не секрет, что в настоящее время в России, да и в других мировых державах активно развиваются направления, связанные с космосом. Немалое количество новых разработок космической техники выходит из конструкторских бюро и заводов. При внедрении новых технологий чрезвычайно важна проверка на надежность вновь выпускаемого оборудования. Для аппаратуры космической техники (см. рис. 1) особую роль играет проверка в условиях высокого вакуума и изменения температуры.
Цель данной статьи — познакомить читателя с современным оборудованием для проведения испытаний на одновременное воздействие пониженного давления (вакуума) и температуры.
Как в России, так и во всем мире существует несколько стандартов и ГОСТов по требованиям стойкости к внешним воздействующим факторам. В российском метрологическом законодательстве для бортовой аппаратуры космической техники существуют только стандарты, которые применимы для оборудования военного назначения. Данный класс аппаратуры классифицируют по группам в зависимости от назначения и условий эксплуатации:
- аппаратура, предназначенная для установки в бытовых отсеках и отсеках с повышенной защитой космических аппаратов;
- аппаратура, предназначенная для установки в герметизированных приборных отсеках и контейнерах космических аппаратов;
- аппаратура, предназначенная для установки в негерметизированных отсеках, а также на внешней поверхности космических аппаратов с применением мер защиты;
- аппаратура, предназначенная для установки на внешней поверхности космических аппаратов без применения мер защиты.
Рис. 1. Космический аппарат
Применение новых разработок бортовой аппаратуры космической техники может изменять условия эксплуатации и установки приборов, а задача инженера-испытателя и разработчика технических условий заключается в корректном выборе группы, которой соответствует испытуемое оборудование.
Рис. 2. Имитатор космоса УП-125 ТВ
Различным группам условий эксплуатации соответствуют различные значения воздействующего фактора:
- для группы «а» необходимо проводить испытания при 350 мм рт. ст. и температуре в диапазоне —50...50°С;
- для группы «б» значение воздействующего фактора: давление 300 мм рт. ст. и диапазон температур —50...50°С;
- для группы «в» значение воздействующего фактора: давление 10-9 мм рт. ст. и диапазон температур —50...60°С;
- группе «г» соответствуют значения 10-13 мм рт. ст. по давлению и температуре в диапазоне — 150...125°С;
Для создания условий, имитирующих космическое пространство, применяются специальные термовакуумные камеры, которые часто называют «имитаторами космоса». В России большинство таких камер на предприятиях космической отрасли создано силами и средствами самих заводов. Такие «самодельные камеры» зачастую не удовлетворяют технологичности процесса испытаний и не обладают современными средствами измерений. Также в России используются импортные термовакуумные камеры, но те, в свою очередь, или уже не выпускаются, или необоснованно дороги.
Создавать такие камеры-имитаторы условий космического пространства (см. рис. 2) — далеко не тривиальная задача, но усилиями высококвалифицированных конструкторов, инженеров и разработчиков несколько лет назад было создано единственное в России серийное производство таких камер на производственной площадке компании ООО «УниверсалПрибор» в С.-Петербурге. Немаловажным является то, что на данном серийном производстве при заказе учитываются пожелания заказчиков по техническим характеристикам вакуумных камер. На сегодняшний день производятся камеры с объемом 125—3000 л с диапазоном температур от — 180, —100, —70, —40, —20 до 150, 200°С и остаточным давлением 10-2, 10-6, 10-9 мм рт. ст.
Корпус камер имеет кубическую форму, что позволяет значительно экономить пространство по сравнению с цилиндрической формой камер. В полезном объеме камеры устанавливается термическая плита (см. рис. 3) для имитации поверхности космического аппарата. Окно для просмотра обеспечивает возможность наблюдения за образцом в процессе испытаний.
Рис. 3. Термическая плита
Особенностью также является установка именно тех герметичных разъемов (см. рис. 4) в корпус камер, которые требуются пользователю для подключения испытуемого изделия и вывода информации на обрабатывающее устройство.
Рис. 4. Герметические разъемы
Как уже было сказано, параметры можно изменять по требованию заказчика с согласованием технического задания.
Короткие сроки изготовления, высокое качество и приемлемая цена говорят о том, что и в России возможно серийное производство оборудования для имитации космического пространства, удовлетворяющее современным требованиям к испытаниям аппаратуры космической техники.