Вакуумные имитаторы космоса – составляющие, принцип работы, сфера применения

Вакуумные имитаторы космоса предназначены для создания в своём объёме низкого давления, определённых условий освещённости и температуры, с которыми испытуемый объект может встретиться в открытом пространстве. Обеспечивается это работой мощных вакуумных насосов, нагревательных и осветительных приборов и прочих элементов, входящих в состав установки.

Содержание:

1. Устройство вакуумных имитаторов космоса
2. Разновидности вакуумных камер имитации космоса
3. Принцип работы вакуумного имитатора космоса
4. Сфера применения

Устройство вакуумных имитаторов космоса

К составляющим вакуумных имитаторов космоса относятся такие элементы:

1. Рабочий объём (вакуумная камера). Выполнена в виде объёмной ёмкости внутри которой создаются заданные условия, требующиеся для проведения испытаний. Размеры, формы и объёмы конструкции подбираются в зависимости от требований заказчика. Ёмкость укомплектована открывающейся или откидывающейся дверкой, колпаком через которую осуществляется загрузка исследуемого образца. На лицевой стенки или двери имеется смотровое окно из термостойкого стеклопакета, необходимое для осуществления визуального контроля за происходящим внутри процессом;
2. Откачная система, которую представляет вакуумный насос (криогенный, безмасляный винтовой, спиральный, насос Рутса или турбомолекулярный) с мощностью, позволяющей создать заданные условия космического пространства. Своей работой они обеспечивают рабочее давление внутри камеры, исключают вероятность попадания внутрь паров углеводородов, которые могут нарушить точность искомых результатов исследований;
3. Вакуумметр высокой надёжности, предназначенный для осуществления контроля и поддержания заданного значения вакуума внутри рабочей камеры имитатора космоса в период проведения исследований.
4. Термооборудование повышения или понижение температуры внутри рабочей камеры. Эта достигается за счёт работы захолаживающих экранов, термоплит и температурного датчика. В отдельных модификациях оборудование может отсутствовать, в зависимости от условий, для которых предназначается определённая камера имитации космоса;
5. Циркуляционный термостат, работающий в диапазонах температуры от -85ᴼ до +250ᴼС и имеющий охлаждающую мощность от 1,0 кВт до 20кВт;
6. Автоматический блок управления работой установки;
7. Система трубопровода с фланцами, запорными клапанами и прочей арматурой.

Устройство вакуумных имитаторов космоса

Разновидности вакуумных камер имитации космоса

Конфигурация рабочего объёма вакуумного имитатора космоса определяется в зависимости от условий его эксплуатации с оглядкой на максимальную эффективность использования и наиболее рациональное использование пространства лаборатории. В зависимости от заданных условий, рабочий объём может быть выполнен в одном из следующих вариантов:

1. В виде куба, квадрата, прямоугольника. Одно из наиболее рациональных решений для установки в помещениях, имеющих ограниченное свободное пространство. Достигается это за счёт строгой геометрической формы внешних стенок установки;
2. В виде цилиндра. Чаще всего используются при необходимости достижения наиболее оптимального соотношения рабочего объёма и габаритов объекта. Комплектуются одной или двумя открывающимся дверцами, расположенными на противоположных сторонах цилиндра;
3. В виде колпака. Применяется там, где крышка, откидывающаяся вверх крышка будет наиболее удобной. В зависимости от модификации может комплектоваться системой автоматического откидывания крышки;
4. В виде английской буквы D. Устанавливаются вдоль одной из стен лаборатории;
5. В виде вертикально расположенного цилиндра со съёмной крышкой. Используются для испытаний над крупногабаритными объектами, которые располагаются вертикально.

Кубическая камера имитации космоса

Принцип работы и средства управления вакуумным имитатором космоса

Принцип работы вакуумного имитатора космоса построен на работе вакуумного насоса, откачивающего из рабочего объёма воздух и иные газообразные соединения. Тем самым внутри создаётся имитация безвоздушного космического пространства. Соединение составляющий аппарата осуществлено системой трубопровода, контроль за работой системы осуществляется автоматическим блоком управления Siemens и ABB, направленных на выполнение следующих задач:

1. Контроль за архитектурой управления, построенный на основе ПЛК-контроллера;
2. Обработки полученных сведений, осуществляющейся программным интерфейсом и отображение на сенсорном экране, расположенным на блоке управления;
3. Контроль за общим статусом системы и подсистемы, результаты которого выводятся на многоуровневые экраны;
4. Передача сигналов оборудованию, предназначенному для выполнения мер контроля и мониторинга нестандартных ситуаций.

Принцип работы и средства управления вакуумным имитатором космос

Сфера применения

Применение вакуумных имитаторов космоса наиболее востребовано в аэрокосмической промышленности и лабораториях, занятых решением аналогичных вопросов. Благодаря условиям, которые создаются внутри рабочего объёма, представляется возможным исследовать следующие параметры:

• Воздействие низкой и высокой температуры, действующей на испытуемый объект в условиях открытого пространства;
• Рассчитать вероятность разгерметизации испытуемого объекта в условиях вакуума;
• Определить точность позиционирования объекта в открытом космосе;
• Выявить воздействие ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Определение вероятных ситуаций становится возможным за счёт того, что в рабочем объёме создаются следующие условия:

1. Сверхнизкое давление (вакуум);
2. Поглощение «черного космоса» (холодная сорбция);
3. Солнечная радиация;
4. Естественное излучение Земли или иного космического объекта.