CC BY
78
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки
Известно, что получение жидкого водорода требует большой энергии, керосин, используемый на сегодняшний день, является смешением композиций, которые добываются из нескольких скважин, а СПГ добывают из скважин и делают жидким. При чем эксплуатация СПГ не будет такой опасной как НДМГ.
Библиографические ссылки
1. Химмотология ракетных и реактивных топлив / А. А. Братков, Е. П. Серегин, А. Ф. Гуренков и др. / под ред. А. А. Браткова. М. : Химия, 1987. 304 с.
2. Современные отечественные ракеты-носители. Ракетно-космическая техника : учеб. пособие / М. Д. Ев-тифьев, Л. А. Ковригин, В. В. Кольга, Л. Н. Лебедева, В. В. Филатов; СибГАУ. Красноярск, 2005. 144 с.
3. Современные ракеты-носители зарубежных стран. Ракетно-космическая техника : учеб. пособие / М. Д. Евтифьев, Л. А. Ковригин, В. В. Кольга, Л. Н. Лебедева, В. В. Филатов; СибГАУ. Красноярск, 2010. 276 с.
© Соловьёв И. И., 2014
УДК 629.78
В. В. Тимофеев Научный руководитель - М. Д. Евтифьев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСА РАЗРАБОТКИ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРЩИКА НА БАЗЕ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РАЗГОННЫХ БЛОКОВ
По открытым материалам производится анализ загрязнения околоземного космического пространства мусором и возможностей разработки космического мусорщика на базе отечественных разгонных блоков.
Космическим мусором (КМ) являются искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям [1].
За последние 57 лет на разные орбиты вокруг земли было выведено огромное число разных космических объектов (КО), в результате этого образовалось большое количество КМ, который оказывает существенное влияние на безопасность вновь запускаемых КО и находящихся в эксплуатации космических аппаратов (КА), поэтому очистка космического пространства в настоящее время является актуальной темой.
В общем, на орбитах вокруг Земли вращаются: около 22 % объектов, которые прекратили свое функционирование (отработанные КА), 17 % - отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей (РН) и около 55 % - отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации. С каждым годом эта статистика меняется [1].
Отработавшие КА и РН, особенно на высоких орбитах, сильно увеличивают долгосрочный потенциал будущих столкновений, поэтому с ними надо бороться в первую очередь.
Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космического пространства в будущем. Существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц КМ. Самыми проблемными являются низкие околоземных орбиты (НОО) и геостационарные орбиты (ГСО). Ученые предполагают, что после 2055 г. процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьёзной проблемой [1].
Для решения проблемы мусора предлагаются проекты КА для сбора мусора на всех орбитах. В данном докладе рассматривается направление по разработке сборщика мусора на ГСО, где в основном работают КА связи, являющиеся востребованными и имеющими большие массогабаритные параметры. На этой орбите представляют наибольшую опасность большие объекты, к которым относятся отработавшие КА и разгонные блоки (РБ). Они являются основной причиной наиболее увеличивающей число КМ при их деградации.
В качестве наиболее простой и надежной основы для космического сборщика мусора (КСМ) на ГСО можно предложить эксплуатируемые отечественные РБ, которые имеют существенные положительные преимущества перед другими вариантами (например: разработка специального КА-мусорщика и т. д.): отработаны, обладают большой надежностью, не требуют значительных изменений в конструкциях, меньшие временные и финансовые затраты на разработку и введения в эксплуатацию.
Наиболее важными параметрами при выборе РБ являются: количество включений двигательной установки (ДУ), ресурс ДУ, суммарный импульс ДУ, время функционирования, запас топлива.
Из экономических, политических и стратегических соображений были выбраны российские РБ [2].
По диаграммам (см. рисунок) видно, что наибольшее число включений маршевой ДУ у РБ «Икара» на втором месте РБ «Фрегат».
Но для космического мусорщика по ряду технических параметров больше подходит РБ «Фрегат» так как потенциально может функционировать 48 ч, компактно скомпонован под головным обтекателем, что позволяет легко увеличить запас топлива (дополнительные топливные баки) и установить устройство сбора мусора.
Секция «Проектирование и производство летательных аппаратов»
Зависимость количества запусков ДУ от РБ
Также преимуществом фрегата является то, что для управления разгонным блоком по каналам курса и тангажа на активных участках полета маршевый двигатель установлен в механизм плоскопараллельного перемещения, который приводится в действие электрогидравлическими рулевыми машинами. Такая конструкция обеспечивает независимость управляющего момента от продольной центровки полезной нагрузки (в данном случае пойманного КМ) [2].
Для механизмов осуществляющих захват и закрепление КМ на РБ можно использовать современные разработки в робототехнике (руку-монипулятор, механические захваты в виде лепестков с дополнительными фиксаторами и т. д.). Разработанный КСМ будет собирать КМ до полного заполнения, после чего отправится на орбиту захоронения, где оставит соб-
ранный КМ и повторит предыдущие операции несколько раз (зависит от реального состояния) до израсходования топлива при нахождении на орбите захоронения.
Библиографические ссылки
1. Вениаминов С. С. Космический мусор - угроза человечеству. С. С. Вениаминов; М.: ФГБУ «Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН), 2013. 208 с.
2. Современные отечественные ракеты-носители. Ракетно-космическая техника : учеб. пособие / М. Д. Ев-тифьев, Л. А. Ковригин, В. В. Кольга, Л. Н. Лебедева, В. В. Филатов; СибГАУ. Красноярск, 2005. 144 с.
© Тимофеев В. В., 2014
УДК 669.056.9
В. В. Чочумаков, Х. Г. Эминов, Д. В. Михайлов Научный руководитель - И. А. Тарасов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ДЕТАЛИ МАШИН МЕТОДОМ ХОЛОДНОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО НАПЫЛЕНИЯ
Предложена усовершенствованная технология нанесения защитных покрытий на детали машин методом холодного газодинамического напыления.
Холодное газодинамическое нанесение (ХГДН) покрытий на детали машин широко используются в промышленности. Преимущество данного метода в отсутствии вредных и агрессивных газов, окисления металла частиц и подложки, излучений и других опасных факторов, а также технологическая простота нанесения покрытий. Для работы необходим только сжатый воздух и электроэнергия для подогрева воздуха.
Недостатками являются необходимость тщательной подготовки напыляемой поверхности и низкая адгезионная прочность покрытия.
Большую роль для увеличения адгезионной прочности играет качество подготовки поверхности под-
ложки и время между проведением подготовки и нанесением покрытия.
Подготовка поверхности заключается в удалении загрязнений и окислов, находящихся на поверхности. На контактных поверхностях в реальных условиях всегда присутствует хемосорбированные и адсорбированные слои (рис. 1). Толщина слоев зависит от физико-химических свойств материалов и от технологических параметров при нанесении покрытий (способа подготовки поверхности подложки, времени между операциями процессов подготовки поверхности и нанесения покрытия, температуры материалов, окружающей среды и др.). Хемосорбированные слои,
