2 / 16
Некоторые аспекты термовакуумной отработки малоразмерных космических аппаратов
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
29
ствия. Для космических аппаратов проводятся термовакуумные испытания (ТВИ).
Такие испытания дороги и технически сложны. Проведение ТВИ является обяза-
тельным для успешной эксплуатации КА. При этом необходимы значительные
временные затраты
на теоретическую проработку теплового воздействия (мате-
матическое моделирование при создании тепловой модели (ТМ)), на разработку
программ и методик различных ТВИ, а также на испытания в термовакуумной
камере (ТВК);
финансовые затраты
на проведение испытаний, подготовку
оснастки, обеспечение работы ТВК, контрольно-проверочной аппаратуры (КПА),
измерительных устройств; необходимо наличие
квалифицированного персонала
,
способного провести и оценить правильность проведения испытаний, сделать
анализ полученных данных, а в случае нештатных ситуаций с объектом принять
меры для сохранения объекта испытания (ОИ).
В настоящей статье рассмотрен новый подход к термовакуумной отработке
(ТВО) МКА. Термовакуумная отработка представляет собой комплекс расчет-
но-методических, экспериментальных и конструкторских работ по обеспечению
и уточнению заданных технических характеристик системы обеспечения тепло-
вого режима (СОТР), подтверждение проектных значений параметров тепло-
обмена и уточнение возможных условий функционирования КА [1]. Предлага-
емый подход — это результат анализа как отечественных, так и зарубежных
стандартов (например, нового МКА «CubETH» стандарта CubeSat политехниче-
ского университета Лозанны (EPFL, Switzerland)). В подходе учтены опыт про-
ведения ТВО КА в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН), ре-
зультаты работ по созданию МКА «Бауманец-2» (МГТУ им. Н.Э. Баумана сов-
местно с ВПК «НПО машиностроения») и анализу данных с МКА «SwissCube».
Цель разработки нового подхода — уменьшение времени и стоимости проведе-
ния ТВО МКА. Новый подход опирается на методические принципы и техниче-
ские возможности, позволяющие провести ускоренные комплексные ТВИ МКА.
Предпосылки для создания нового подхода к ТВО МКА.
Наземная отра-
ботка является важным и продолжительным этапом создания МКА, при кото-
ром проверяется функционирование КА в условиях, максимально приближен-
ных к условиям эксплуатации с учетом запасов прочности, надежности, време-
ни безотказной работы. Она также подтверждает работоспособность после хра-
нения и транспортировки. Высокие требования к надежности КА обусловлены
невозможностью его обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации.
Первые спутники испытывали на нагрузки [2], значительно превышавшие ре-
альные воздействия. Было затрачено большое количество ресурсов, но спустя пол-
века изучения космического пространства стали известны реальные факторы, воз-
действующие на КА. В настоящее время наблюдаются два процесса: рост объема
информации об условиях эксплуатации и поиск новых технических решений по
адаптации КА к этим условиям. Второй процесс существенно влияет на ТВО.
Малоразмерные КА в настоящее время способны решать большой круг за-
дач. Такие КА востребованы как для образования [3], науки [4, 5], так и для
коммерческого применения [6].