Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата

Изобретение относится к технологии изготовления и испытаний элементов систем терморегулирования (СТР) космических аппаратов, преимущественно телекоммуникационных спутников. Жидкостный контур СТР содержит гидроаккумулятор, герметизированная газовая полость которого заправлена двухфазным рабочим телом и отделена от его жидкостной полости сильфоном. Способ включает контроль суммарной герметичности жидкостного контура перед заправкой его теплоносителем и подачу в него контрольного газа, например гелия. Причем контрольный газ подают при максимально допустимом (при эксплуатации) давлении в контуре до присоединения к этому контуру жидкостной полости гидроаккумулятора. Затем монтажной сваркой присоединяют указанную полость гидроаккумулятора к жидкостному контуру, после чего контролируют методом щупа герметичность сварного стыка. Подают полностью собранный жидкостный контур на проверку суммарной герметичности перед заправкой его теплоносителем. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности определения суммарной величины фактической утечки гелия через все микротечи жидкостного контура и тем самым качественное изготовление СТР в отношении ее герметичности. 4 ил.

 

Изобретение относится к космической технике, в частности к технологии изготовления жидкостных контуров систем терморегулирования (СТР) телекоммуникационных спутников.

Известны способы изготовления жидкостных контуров СТР космических аппаратов (КА) на основе патентов Российской Федерации RU 2151722 C1 [1], RU 2196084 C1 [2], RU 2238886 C2 [3], по которым перед заправкой жидкостного контура, включающего в себя, в частности, компенсатор объема, газовая полость которого соединена с полостью гермоконтейнера (или с емкостью с газом), теплоносителем, проверяют его суммарную герметичность (термины по герметичности согласно ОСТ 134-1019-98, листы 4 и 5), для чего (см. фиг.1, где: 1 - жидкостный контур СТР (спутник); 2 - компенсатор объема; 2.1 и 2.2 - газовая и жидкостная полости компенсатора объема; 3 - гидронасос; 4 - вентиль; 5 - гермоконтейнер; 6 - клапан заправочный; 7 - вентиль; 8, 9 - сотовые панели; 10 - соединительные трубопроводы; 11 - вакуумная камера; 12 - подача гелия; 13 - подача воздуха): жидкостный контур СТР 1 (спутник) помещают в вакуумную камеру 11;

- создают в ней вакуум;

- подают в жидкостный контур 1 контрольный газ 12, например гелий, максимально допустимым при изготовлении жидкостного контура СТР 1 давлением, равным ≈295 кПа (в 1,5 раза превышающем максимально допустимого рабочего давления в жидкостном контуре 1 в условиях эксплуатации);

- измеряют суммарную утечку гелия из жидкостного контура 1 с помощью гелиевого течеискателя, которая при качественном изготовлении должна быть ниже допустимой нормы суммарной герметичности.

В настоящее время в составе жидкостных контуров СТР спутников с длительным сроком эксплуатации на орбите (не менее 15 лет) согласно патенту РФ №2209750 [4] применяют гидроаккумулятор (компенсатор объема), герметичная газовая полость которого заправлена двухфазным рабочим телом (например, фреоном 141в) и разделена от жидкостной полости сильфоном - с целью реализации гидроаккумулятора с минимально возможной массой параметры сильфона и газовой полости выбраны такими, что при проверке герметичности жидкостного контура с таким гидроаккумулятором в нем можно создать давление гелия не более максимально допустимого рабочего давления в жидкостном контуре в условиях эксплуатации, равного 196 кПа, что означает ухудшение достоверности проверки герметичности жидкостного контура СТР, имеющей в своем составе гидроаккумулятор в случае применения известного способа.

Таким образом, существенным недостатком известного технического решения [3] (наиболее близкого прототипа предлагаемому авторами техническому решению) применительно к СТР с гидроаккумулятором является снижение достоверности проверки герметичности жидкостного контура СТР КА, обусловленное снижением величины давления контрольного газа при проверке герметичности.

Целью предлагаемого авторами нового технического решения является устранение вышеуказанного существенного недостатка.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата, имеющего в своем составе гидроаккумулятор, герметизированная газовая полость которого заправлена двухфазным рабочим телом и разделена от его жидкостной полости сильфоном, включающем перед заправкой теплоносителем контроль суммарной герметичности жидкостного контура подачей в него контрольного газа, например гелия, давлением, равным максимально допустимой величине рабочего давления в условиях эксплуатации, после сборки жидкостного контура до присоединения к нему жидкостной полости гидроаккумулятора осуществляют предварительную проверку герметичности его при максимально допустимом при изготовлении жидкостного контура без гидроаккумулятора повышенном давлении контрольного газа, затем монтажной сваркой присоединяют жидкостную полость гидроаккумулятора к остальному жидкостному контуру, после чего контролируют методом щупа герметичность монтажного сварного стыка и подают полностью собранный жидкостный контур на проверку суммарной герметичности перед заправкой теплоносителем, что и является по мнению авторов существенными отличительными признаками предлагаемого авторами технического решения.

В результате анализа, проведенного авторами известной патентной и научно-технической литературы, предложенное сочетание существенных отличительных признаков заявляемого технического решения в известных источниках информации не обнаружено и, следовательно, известные технические решения не проявляют тех же свойств, что в заявляемом способе изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата.

На фиг.2, 3 и 4 изображены принципиальные схемы реализации способа изготовления жидкостного контура СТР КА согласно предложенному авторами техническому решению, где: 1 - жидкостный контур СТР (спутник); 2 - гидроаккумулятор; 2.1 и 2.2 - газовая и жидкостная полости гидроаккумулятора; 3 - гидронасос; 7 - вентиль; 8, 9 - сотовые панели; 10 - соединительные трубопроводы; 11 - вакуумная камера; 12 - подача гелия.

Предложенный способ изготовления жидкостного контура (см. фиг.2, 3, 4) включает в себя следующие операции:

См. фиг.2.

1. После полной сборки жидкостного контура 1 без гидроаккумулятора 2 заглушают герметично стык 14 жидкостного контура, предназначенный для присоединения гидроаккумулятора 2.

2. Помещают сборку по п.1 в вакуумную камеру 11.

3. Подают в сборку по п.1 гелий повышенным давлением 295 кПа, превышающем рабочего давления в жидкостном контуре 1 в условиях эксплуатации (196 кПа) в 1,5 раза.

4. Измеряют суммарную утечку гелия из сборки по п.1, которая должна быть не более допустимой нормы суммарной герметичности минус измеренная при автономном изготовлении до заправки газовой полости 2.1 гидроаккумулятора 2 фреоном 141в утечка гелия из жидкостной полости 2.2 при давлении гелия в ней 295 кПа (при данной проверке такое давление одновременно подают и в газовую полость 2.1).

5. После положительных результатов операции п.4 заправляют газовую полость 2.1 фреоном 141в, герметизируют ее и присоединяют жидкостную полость 2.2 гидроаккумулятора 2 по стыку 14 с остальным жидкостным контуром 1 монтажной сваркой.

См. фиг.3.

6. Подают в жидкостный контур 1 (в сборе с гидроаккумулятором 2) гелий давлением 196 кПа и методом щупа контролируют отсутствие течей по стыку 14.

См. фиг.4.

7. Помещают полностью собранный жидкостный контур 1 в вакуумную камеру 11 (вакуумируют ее; вакуумируют жидкостный контур 1) и подают гелий в жидкостный контур 1 давлением 196 кПа.

8. Измеряют-контролируют суммарные утечки гелия из жидкостного контура 1, которая должна быть не выше заданной для давления гелия 196 кПа нормы суммарной герметичности.

После получения положительных результатов контроля суммарной герметичности жидкостный контур 1 заправляют теплоносителем и приступают к электрическим испытаниям спутника.

Как видно из вышеизложенного, в результате предварительной проверки суммарной герметичности при повышенном давлении гелия, чем максимальное рабочее давление при эксплуатации, обеспечивается повышение достоверности определения суммарной величины фактической утечки гелия через все микротечи и, следовательно, обеспечивается качественное изготовление жидкостного контура, имеющего в своем составе гидроаккумулятор, газовая полость которого заправлена двухфазным рабочим телом, по параметру «Степень герметичности СТР», тем самым достигается цель изобретения.

Способ изготовления жидкостного контура системы терморегулирования космического аппарата, имеющего в своем составе гидроаккумулятор, герметизированная газовая полость которого заправлена двухфазным рабочим телом и отделена от его жидкостной полости сильфоном, включающий перед заправкой теплоносителем контроль суммарной герметичности жидкостного контура подачей в него контрольного газа, например гелия, под давлением, равным максимально допустимой величине рабочего давления в условиях эксплуатации, отличающийся тем, что после сборки жидкостного контура до присоединения к нему жидкостной полости гидроаккумулятора осуществляют предварительную проверку его герметичности при максимально допустимом при изготовлении жидкостного контура без гидроаккумулятора повышенном давлении контрольного газа, затем монтажной сваркой присоединяют жидкостную полость гидроаккумулятора к остальному жидкостному контуру, после чего контролируют методом щупа герметичность монтажного сварного стыка и подают полностью собранный жидкостный контур на проверку суммарной герметичности перед заправкой теплоносителем.