Способ оценки стойкости материалов космической техники к воздействию факторов космического пространства


G01N1/02 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2642009:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) (RU)

Изобретение относится к области испытаний полимерных материалов, входящих в состав конструкций космических аппаратов (КА). В предлагаемом способе образцы материалов экспонируют в течение заданного срока на поверхности КА, затем помещают в контейнер, который, в свою очередь, укладывают в транспортный контейнер (герметизируемый в условиях космоса) и возвращают их на Землю. В вакуумной камере с контролируемой инертной средой вскрывают контейнеры и извлекают из них образцы, каждый из которых размещают в отдельном герметичном пенале. Затем в лабораторных условиях определяют изменения свойств материалов образцов. Давление инертной среды в вакуумной камере поддерживают выше давления окружающей среды. Технический результат изобретения направлен на повышение достоверности результатов испытаний путём практического исключения влияния на них атмосферы Земли. 1 ил.

 

Изобретение относится к области испытаний полимерных материалов после воздействия факторов космического пространства (ФКП), в частности глубокого вакуума, электромагнитного излучения, потоков протонов, электронов, холодной плазмы, атомарного кислорода, а именно оценки стойкости материалов, длительно экспонируемых на наружных поверхностях космических аппаратов (КА). Полимерные материалы входят в состав различных изделий космических аппаратов, например терморегулирующих покрытий, экранно-вакуумной теплоизоляции, механических конструкций и узлов солнечных батарей.

Известен способ оценки стойкости материалов космической техники к воздействию факторов космического пространства, заключающийся в том, что образцы испытуемых материалов размещают на поверхности космического аппарата, экспонируют в течение заданного срока, помещают в контейнер, который не герметизируют, а затем возвращают на Землю, где в лабораторных условиях определяют изменение свойств испытуемых материалов, по которым судят об их стойкости [1].

Недостатком данного способа является неточное воспроизведение воздействия космической среды на испытуемые материалы, так как при транспортировании на Землю они содержат химически активные частицы, образующиеся в полимерах под воздействием факторов космического пространства, которые при контакте с атмосферным воздухом могут вступать в химические реакции с молекулярным кислородом, что может привести к температурно-окислительной деструкции.

Известен способ оценки стойкости материалов космической техники к воздействию факторов космического пространства (см. патент RU №2238228, С1, 25.03.2003, МПК7 B64G 1/66, G01N 33/00), заключающийся в том, что образцы испытуемых материалов размещают на поверхности космического аппарата, экспонируют их в течение заданного срока, помещают в контейнер, который укладывают в герметизируемый в условиях открытого космоса транспортный контейнер и возвращают их на Землю, где в лабораторных условиях помещают транспортный контейнер в вакуумную камеру с контролируемой инертной средой, после чего производят раскрытие транспортного контейнера и контейнера с образцами, далее извлекают образцы и помещают их в отдельные герметичные пеналы, с последующим проведением испытаний над образцами также в вакуумной камере, по которым определяют изменение свойств испытуемых материалов и по ним судят об их стойкости.

Недостатком данного способа (прототипа) является неточное воспроизведение воздействия космической среды на испытуемые материалы, вызванное возможностью проникновения воздуха во внутреннюю полость пеналов с образцами при их хранении до проведения испытаний, что может повлиять на изменение свойств экспонированных в открытом космосе образцов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является практическое исключение влияние атмосферы Земли на прошедшие испытания в космосе образцы, хранящиеся в герметичных пеналах.

Поставленная задача решается тем, что в способе оценки стойкости материалов космической техники к воздействию факторов космического пространства образцы испытуемых материалов размещают на поверхности космического аппарата, экспонируют их в течение заданного срока, помещают в контейнер, который, в свою очередь, укладывают в герметизируемый в условиях космоса транспортный контейнер и возвращают их на Землю, где контейнеры помещают в вакуумную камеру с контролируемой инертной средой и производят их раскрытие с извлечением образцов, затем каждый из образцов размещают в отдельном герметичном пенале, с последующим проведением в лабораторных условиях испытаний образцов по определению изменений их свойств, по которым судят о стойкости материалов, перед размещением образцов в отдельных герметичных пеналах проводят измерение параметров окружающей среды и создают давление инертной среды в вакуумной камере, удовлетворяющее условию:

рисос,

где рис - давление инертной среды;

рос - давление окружающей среды.

Сущность изобретения заключается в обеспечении в пенале с образцами давления инертного газа заведомо выше, чем давление окружающего воздуха, что исключает возможность проникновения молекулярного кислорода воздуха во внутреннюю полость пенала.

Контакт с воздухом влияет на изменение свойств экспонированных в открытом космосе образцов. Особенно это относится к полимерам [2]. Свойства полимерного материала после воздействия ФКП в значительной степени зависят от молекулярного кислорода, в присутствии которого протекают цепные радиационные и фотохимические процессы окисления. В этих условиях время контакта с атмосферой Земли экспонированных образцов при наземных исследованиях не должно превышать время установления равновесной концентрации кислорода в материале. Предельное время контакта с кислородом воздуха характерно для каждого полимера. Экспериментально было установлено, что молекулярный кислород космоса не оказывает особого влияния на образцы в течение 3-х месяцев. Следовательно, транспортный контейнер необходимо возвращать на Землю не позднее, чем через 3 месяца.

Согласно [3] "емкость", будучи под вакуумом (ее герметизация производилась вручную с использованием крепежа) и находящаяся, в свою очередь, в атмосфере Земли, обладает свойством натекания, т.е. воздух начинает проникать во внутреннюю полость контейнеров.

Также необходимо учитывать и такой факт, что чем больше разность давлений внутри полости контейнеров и атмосферы Земли, тем интенсивнее происходит процесс натекания.

Не следует забывать и о том, что атмосфера Земли - это среда, которая постоянно находится в динамике. Анализ статистических данных по давлению атмосферы Земли показал следующее: самое низкое давление составляет ~ 715 мм рт.ст., а самое высокое давление составляет ~ 770 мм рт.ст. (московский регион).

Учитывая вышеизложенное приходим к выводу, что для того чтобы практически исключить проникновение воздуха во внутреннюю полость пенала и сохранить образец, необходимо загерметизировать пенал при давлении инертной среды ~ 775 мм рт.ст.

Схема вакуумной камеры для разгерметизации транспортных контейнеров показана на фиг.1. К вакуумной камере 1 подведены коммуникационные системы: вакуумная 9, очистки и циркуляции газа системы 10. Вакуумная камера оснащена:

- стеклом смотровым 2;

- стеклом подсветки 3;

- источником света 4;

- обечайкой 5;

- перчатками 6;

- крышкой люка 7;

- заслонкой 8.

Разгерметизация транспортного контейнера и контейнера с образцами включает следующие операции:

1) загрузка транспортного контейнера в вакуумную камеру;

2) фиксация перчаток (закрытие заслонки) оператора в закрытом положении, защищающем их от повреждения перепадом давления при начальном откачивании вакуумной камеры;

3) высоковакуумная откачка камеры до давления 10-5…10-4 мм рт.ст. в течение нескольких часов;

4) отсечка вакуумной камеры от вакуумной системы;

5) напуск в вакуумную камеру инертного газа (аргона) из баллона высокого давления до давления атмосферы;

6) циркуляционная прокачка газа из вакуумной каиеры через систему очистки в течение нескольких часов для очистки всего объема газа и приведения всей системы в стационарное состояние;

7) приведение перчаток оператора в рабочее положение;

8) проведение операций по извлечению образцов из контейнеров и раскладки их по пеналам при помощи ручного инструмента оператором в перчатках;

9) повышение давления в вакуумной камере до ~ 775 мм рт.ст.;

10) герметизация пеналов;

11) выключение и герметизация системы циркуляции и очистки газа;

12) открытие фланца бокса и извлечение герметичных пеналов;

13) закрытие фланца бокса.

Для форвакуумной и вакуумной откачки в вакуумной камере можно использовать насосы АВЗ-20 и агрегат АВП-250 с быстротой действия 1000 л/с. Контроль течей проводится течеискателем ПТИ-14. В качестве инертного газа используется аргон. Система очистки и циркуляции газа в вакуумной камере аналогичная устройствам, используемым в прототипе (см. патент RU №2238228, С1, 25.03.2003, МПК7 B64G 1/66, G01N 33/00).

Источники информации

1. S.L.B. Woll, H.G. Pippin, М.А. Stropki. S. Clifton. Materials on International Space Station Experiment (MISSE) // Proc. 8-th International Symposium on "Materials in a Space Invironment", 5-th Intemation Conference on "Protection of Materials and Structures from the LEO Space Environment". Arcachon-France. 2000.

2. K.K. De Gron, J.D. Gummow Effect of Air and Vacuum Storage on the Tensile Properties of X-Ray Exposed Aluminazed - FEP // Proc. 8-th International Symposium on "Materials in a Space Invironment", 5-th Intemation Conference on "Protection of Materials and Structures from the LEO Space Environment". Arcachon-France. 2000.

3. Б.И. Королев и др. "Основы вакуумной техники». М., Л.: Энергия, 1957. - 251 с.

Способ оценки стойкости материалов космической техники к воздействию факторов космического пространства, заключающийся в том, что образцы испытуемых материалов размещают на поверхности космического аппарата, экспонируют их в течение заданного срока, помещают в контейнер, который, в свою очередь, укладывают в герметизируемый в условиях космоса транспортный контейнер и возвращают их на Землю, где указанные контейнеры помещают в вакуумную камеру с контролируемой инертной средой и производят их раскрытие с извлечением образцов, затем каждый из образцов размещают в отдельном герметичном пенале, с последующим проведением в лабораторных условиях испытаний образцов по определению изменений их свойств, по которым судят о стойкости материалов, отличающийся тем, что перед размещением образцов в отдельных герметичных пеналах проводят измерение параметров окружающей среды и создают в вакуумной камере давление инертной среды, удовлетворяющее условию:

pис > pос,

где рис - давление инертной среды,

рос - давление окружающей среды.



 

Похожие патенты:

Предложенная группа изобретений относится к области медицины, в частности к онкологии. Предложены способ диагностики рака предстательной железы и способ мониторинга реакции на терапию рака предстательной железы, включающие контактирование раковых клеток эпителиального происхождения с анти-STEAP-l антителом, которое специфически связывается с простата-специфическим маркером STEAP-1 с KD≤1000 нМ, где анти-STEAP-1 антитело представляет собой антитело 15А5, продуцированное клеткой гибридомы, имеющей номер депонирования микроорганизмов РТА-12259.

Изобретение относится к области медицины, в частности к педиатрии. Предложен способ определения показаний к проведению противогерпетической терапии при инфекции ВГЧ-6 у детей с острыми респираторными заболеваниями.

Изобретение относится к обнаружению текучей среды в теле человека, в частности к обнаружению гидравлической текучей среды и жидкого топлива внутри тела человека. Способ обнаружения проникновения текучей среды в пациента включает этапы обеспечения емкости для хранения текучей среды, обеспечения текучей среды для использования в машинном оборудовании и ее добавления в указанную емкость; и обеспечения флуоресцентного красителя и его добавления в текучую среду с обеспечением флуоресценции текучей среды в присутствии голубого или ультрафиолетового света.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения параметров стационарного и нестационарного теплообмена в системе «человек-одежда-окружающая среда».

В заявке описаны способы, системы и устройства контроля качества (КК) с использованием датчиков, предназначенные для применения с устройствами для проведения биологических/экологических диагностических экспресс-тестов (ДЭТ).

Изобретение относится к медицине, а именно к гинекологии и патологической анатомии, предназначено для ранней диагностики серозных карцином яичника высокой степени злокачественности.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для идентификации Mycobacterium leprae. ДНК выделяют из соскоба со слизистой оболочки полости носа в 5% растворе сывороточного бычьего альбумина.
Изобретение относится к области ветеринарной медицины. Способ определения содержания триглицеридов в сыворотке крови коров характеризуется тем, что у пробы сыворотки крови объемом 1-3 мл измеряют динамическое поверхностное натяжение на тензиометре, работающем по принципу максимального давления в пузырьке, по полученным значениям динамического поверхностного натяжения определяют содержание триглицеридов ([Триглицериды], ммоль/л) в сыворотке крови с использованием формул регрессионно-корреляционного анализа: [Триглицериды]=-0,11σ1+0,14σ2-0,1σ3-0,09λ1+5,79, где σ1 [мН/м] - поверхностное натяжение при времени t=0,02 секунд, σ2 [мН/м] - поверхностное натяжение при времени t=1 секунда, σ3 [мН/м] - поверхностное натяжение при времени t=10 секунд, λ1 [мН/м с-1/2] - угол наклона конечного участка кривой в координатах σ/(t-1/2).

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для оптимизации прогнозирования эндометрита в послеродовом периоде. Способ прогнозирования развития послеродового эндометрита с помощью показателя детоксикационной активности альбумина (DTE) заключается в том, что определяют DTE в сыворотке крови родильниц и при значении DTE<40% делают заключение о высоком риске развития послеродового эндометрита, при значении DTE>40% делают заключение об отсутствии послеродового эндометрита.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано при лечении рака пищевода для прогнозирования развития его прогрессирования. Способ прогнозирования прогрессирования рака пищевода отличается тем, что в гомогенатах образцов ткани опухоли и визуально неизмененной ткани (перитуморальной зоне и линии резекции), взятых при операции по поводу первично выявленного рака пищевода, методом проточной цитофлюориметрии определяют процентное содержание лимфоцитов субпопуляций CD3+CD8+, T regs (CD4+CD25+CD127dim), рассчитывают коэффициенты К1=ПЗ/ОП, К2=ПЗ/ЛР и К3=ЛР/ОП, где ПЗ - перитуморальная зона, ОП - опухолевая ткань, ЛР - линия резекции, и при значениях К1 для Т regs выше 0,343, К2 для Т regs выше 2,37 и К3 для CD3+CD8+ клеток ниже 1,198 прогнозируют прогрессирование рака пищевода.

Предложенная группа изобретений относится к области медицины, в частности к онкологии. Предложены способ диагностики рака предстательной железы и способ мониторинга реакции на терапию рака предстательной железы, включающие контактирование раковых клеток эпителиального происхождения с анти-STEAP-l антителом, которое специфически связывается с простата-специфическим маркером STEAP-1 с KD≤1000 нМ, где анти-STEAP-1 антитело представляет собой антитело 15А5, продуцированное клеткой гибридомы, имеющей номер депонирования микроорганизмов РТА-12259.

Изобретение относится к области медицины и представляет собой способ диагностики хронической болезни почек (ХБП) у больных сахарным диабетом 2 типа, включающий общеклиническое обследование, определение уровня микро- и макроальбуминурии, содержания цистатина С в сыворотке крови и расчет скорости клубочковой фильтрации по креатинину и цистатину С (CysC), отличающийся тем, что в плазме крови определяют васкулоэндотелиальный фактор роста (VEGF-A), эндотелин-1 (ЭТ-1), в моче определяют содержание нефрина и при значениях васкулоэндотелиального фактора роста (VEGF-A) 1000-1549 пг/мл, эндотелина-1 (ЭТ-1) 1,48-2,0 фмоль/мл, нефрина 20-50 нг/мл и цистатина С (CysC) 1,02-1,05 мг/мл диагностируют доклиническую стадию ХБП у больных сахарным диабетом 2 типа.

Изобретение относится к системе судового энергетического оборудования, в частности к способам анализа отработавших газов. Технический результат заключается в возможности определения оптимального режима нагрузки дизеля и контроля процесса горения топлива на основе полученных параметров, а именно размеров твердых частиц отработавших газов дизеля.
Изобретение относится к области медицины и предназначено для определения генетической предрасположенности к атеросклерозу, ишемической болезни сердца и инфаркту миокарда.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для идентификации Mycobacterium leprae. ДНК выделяют из соскоба со слизистой оболочки полости носа в 5% растворе сывороточного бычьего альбумина.

Изобретение относится к экологии, а именно к способу количественного определения угольной пыли в производственной и окружающей среде в присутствии других видов пыли методом гравиметрии.

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинской генетике и сердечно-сосудистой хирургии. Предложен способ прогнозирования риска развития синдрома полиорганной недостаточности у пациентов после коронарного шунтирования.

Изобретение относится к области медицины, в частности к акушерству и гинекологии. Предложен способ морфологической диагностики тяжести преэклампсии.

Предложенная группа изобретений относится к области медицины. Предложены cпособ выявления ингибиторов супрессии супрессора опухолевого роста Pdcd4 в опухолевых клетках и генетическая конструкция pLucPdcd4, представляющая собой плазмиду, кодирующую репортерный белок, представляющий собой химеру люциферазы светлячка с белком Pdcd4 человека.

Изобретение относится к геометрическим формам образцов для испытания материалов. Сборная конструкция образца (10) для испытаний содержит множество слоев, выполненных из армированного волокном полимерного материала, совместно образующих слоистый материал постоянной толщины.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для исключения падения на Землю трудно сгораемых фрагментов космических аппаратов, отработавших свой ресурс, а именно деталей, изготовленных из тугоплавкого конструкционного материала.

Изобретение относится к области испытаний полимерных материалов, входящих в состав конструкций космических аппаратов. В предлагаемом способе образцы материалов экспонируют в течение заданного срока на поверхности КА, затем помещают в контейнер, который, в свою очередь, укладывают в транспортный контейнер и возвращают их на Землю. В вакуумной камере с контролируемой инертной средой вскрывают контейнеры и извлекают из них образцы, каждый из которых размещают в отдельном герметичном пенале. Затем в лабораторных условиях определяют изменения свойств материалов образцов. Давление инертной среды в вакуумной камере поддерживают выше давления окружающей среды. Технический результат изобретения направлен на повышение достоверности результатов испытаний путём практического исключения влияния на них атмосферы Земли. 1 ил.

Наверх