Способ тепловакуумных испытаний космических аппаратов заключается в его размещении в вакуумной камере и облучении его наружных поверхностей тепловым потоком, имитирующим солнечную радиацию, и изменении ориентации аппарата относительно этого потока. В процессе испытаний задают плотности теплового потока и измеряют углы поворота аппарата относительно нормали к базовым плоскостям установленных на нем датчиков угловых перемещений, а воспроизведение внешнего теплового потока обеспечивают одновременным изменением угла поворота аппарата относительно указанной нормали и плотности теплового потока.

Причем синхронизацию поворота и изменение плотности потока осуществляют в соответствии с определенными соотношениями. Установка для проведения тепловакуумных испытаний содержит вакуумную камеру с размещенным внутри нее поворотным устройством для установки на нем космического аппарата и имитатор солнечного излучения, включающий осветительную часть в виде щита со светильниками, проекционную часть, состоящую из зеркально-линзовой оптической системы и входного блока, включающего рассеиватель и плосковыпуклую линзу, и расположенную между осветительной частью и входным блоком заслонку управления интенсивностью излучения с приводом.

Испытательный комплекс ИС-618 предназначен для проведения тепловакуумных испытаний (ТВИ) орбитальных средств, как штатных изделий, так и их тепловых макетов, систем, агрегатов и узлов КА в условиях, воспроизводящих основные воздействующие факторы космического пространства. Вакуумная камера ВК 600/300 ИС-618 входит в состав ИС-618 и предназначена для тепловакуумных испытаний натурных космических аппаратов (КА) или отдельных их элементов в условиях, имитирующих воздействия космического пространства.

Габариты испытываемого объекта:

• диаметр – 4,5 м;
• высота – 8,0 м.
• масса испытываемого объекта – до 16000 кг.

Вакуумная камера:

• объём полный – 1080 м³;
• объём полезный – 300 м³;
• диаметр – 7,9 м;
• высота (длина) – 15,2 м;
• диаметр загрузочного люка – 4,995 м;
• наличие криогенных экранов – имеются;
• внутренний диаметр поверхностей экранов – 5,95 м;
• время выхода камеры на рабочий режим – 15 ч. 24 мин.;
• время штатного останова камеры – 12 ч. 16 мин.;
• время штатной разгерметизации камеры до давления 760 мм рт. ст. – 30 ч. 40 мин.;
• давление в вакуумной камере (предельное давление разрежения) – 1,3×10^-4 Па.
• расположение оси камеры – вертикальное.

Состав средств имитации условий штатной эксплуатации объекта испытаний: вакуумная камера, имитатор реликтового фонового излучения, имитатор солнечного излучения, имитатор инфракрасного излучения, имитатор пространственного положения объекта испытаний.

ИС-618 – дорога в 21 век (страницы истории)

 Запуск первого искусственного спутника Земли 4.10.57 г. и первый полёт человека в космос 12.04.61 выдвинули на первый план задачу создания в СССР имитатора космического пространства для наземной отработки космических аппаратов (КА) перед их запуском на орбиту.

По рекомендации Генерального конструктора академика С.П. Королёва Совет Министров СССР своим распоряжением № 2248 от 10.10.62г. возложил обязанности головной организации по тепловакуумным испытаниям космических аппаратов (ТВИ КА) на НИИ-229 (прежнее название НИИХИММАШ, ныне ФКП «НИЦ РКП»).

Директор института Г.М. Табаков приказом № 400 от 8.03.63 г. (об организации нового подразделения – отдела 18) положил начало работам по строительству комплекса для наземной отработки космических аппаратов в условиях, близких к космическим.

Приказом № 98-К от 13.03.63 г. начальником отдела 18 был назначен Н.А. Сармин.

Для выполнения проектных и строительно-монтажных работ привлекаются более 20 проектных организаций и заводов для изготовления уникального оборудования, до 10 монтажных и наладочных организаций.

Небольшой коллектив отдела, состоящий из 8 человек, в течение двух лет вёл курирование строительных работ корпуса КИ-1, согласование с организациями – разработчиками технической документации на проектирование камеры ВК 600/300 и её систем, разработку и размещение заказов на изготовление вновь создаваемого уникального оборудования.

В 1964 г. завод им. Орджоникидзе (г. Подольск) приступил к изготовлению элементов камеры ВК 600/300, а в 1965 г. начался монтаж камеры в корпусе КИ-1, построенном за 2 года.

В 1967 г. впервые в камере ВК 600/300 получен вакуум 1×10-2 мм рт. ст., при этом элементы камеры проверены на герметичность.

 29.08.68 г. в камере был получен вакуум 6×10-6 мм рт. ст. и подтверждена готовность камеры (без имитатора Солнца) к испытаниям космических аппаратов.

Таким образом, была создана установка для проведения тепловакуумных испытаний крупногабаритных КА, их фрагментов или полноразмерных тепловых макетов, позволяющая проводить комплексные испытания с целью:

• уточнения тепловых режимов систем и агрегатов КА в условиях, приближённых к натурным;
• подтверждения работоспособности системы обеспечения теплового режима (СОТР) объекта испытания (ОИ) в экстремальных условиях внешнего и внутреннего теплообмена;
• проверки эффективности рекомендаций по управлению СОТР;
• уточнения математической модели теплового состояния ОИ;
• проверки герметичности ОИ.

В сентябре-октябре 1968 г. проведено первое испытание теплового аналога изделия «Луноход-1» автоматической межпланетной станции (АМС) «Луна-17» автоматического самоходного аппарата НПО им. С.А. Лавочкина. В 1969г. – испытания АМС «Луна-16» с грунтозаборным устройством (ГЗУ) и возвращаемым аппаратом. Впервые автоматическая межпланетная станция доставила на Землю образцы лунного грунта. В феврале-марте 1970 г. в камере ВК 600/300 совместно с представителями ЛОМО (г. Ленинград) впервые в СССР осуществляется уникальный процесс – алюминирование поверхностей блока зеркал двойной системы Кассегрена имитатора Солнца ИС-500-1 (ИСИ). Размер самого большого зеркала 3×8 м2.

Постоянно ведутся работы по совершенствованию технологических систем камеры. В 1970÷1973 гг. проектируется и изготавливается новый бак – сепаратор в системе азотоснабжения, спроектированы, изготовлены и смонтированы азотные экраны-шторки с приводным механизмом, заслонка с приводом и водяным охлаждением, позволившие проводить теневые участки циклограмм ТВИ, не отключая ИСИ. Разработаны и изготовлены пневмосистемы уплотнения верхней крышки камеры, внутренней двери шлюзового отсека, блока зеркал, которые значительно увеличили надёжность уплотнения и позволили избавиться от тяжелого ручного труда.

В 1973-1975 гг. внесены изменения в конструкцию верхней крышки камеры, что обеспечило возможность испытаний КА высотой до 10 м.

В 1972г. начальником отдела назначается Е.Н. Бакланов.

С 1972 г. постоянно ведутся работы по совершенствованию систем ИСИ. Проведена модернизация систем охлаждения светового щита и самих светильников СКЛ-6, модернизация источников питания ВУКЛ-6000 для увеличения выходной мощности с 6 кВт до 10 кВт.

 В 1971-1976 гг. разработано, изготовлено и смонтировано фасетное зеркало верхнего облучения ИС-500-IА1, приспособление ВК 33/2Б-00-000 для подвески его в камере.

В 1975-1978 гг. для отработки изделий дальней космической связи и ретрансляторов типа «Молния», «Горизонт» усовершенствована система управления «Бортовая аппаратура» с целью обеспечения регулирования мощностей, подаваемых на имитаторы приборов и эл. нагреватели борта, и регистрации потребляемой мощности.

В 1975–1979 гг. по техдокументации ИПРОМАШПРОМа сотрудниками отдела была построена пультовая ИСИ, позволившая в дальнейшем установить в ней информационные вычислительные машины для централизованного управления составляющими системами ИС-500, а также намного улучшить условия труда обслуживающего персонала.

В 1975г. закончено изготовление дополнительного оптического отсека, что дало возможность увеличения размеров испытуемых КА до 12 м.

С 1978 по 1981 г. в связи с постановкой всё новых задач со стороны заказчиков был спроектирован более современный имитатор инфракрасного излучения, позволяющий регулировать тепловые потоки от 0 до 2000 Вт/м2, обладающий более низкой инерционностью при настройке, как при увеличении потока, так и при его снижении, возможностью производить юстировку облучателей на конкретные элементы изделия. При этом была спроектирована и внедрена система питания и управления облучателей ИКИ.

С 1981 по 1988 г. закончена реконструкция систем ВК 600/300 под ТВИ БСЭП изделия “Буран”, проведён большой объём монтажных и наладочных работ для подачи рабочих газообразных компонентов – кислорода и водорода.

В 1996 г. начальником отдела назначается В.Ф. Митрофанов.

Для повышения технического уровня камеры при наземной отработке КА и выполнения одного из основных требований заказчика – создание «чистого безмасляного» вакуума в объёме камеры, в 1996 г. внедрена система безмасляной откачки (СБМО) на базе криосорбционных рефрижераторных насосов.

Внедрение СБМО позволило проводить ТВИ КА в штатном исполнении. За период с момента ввода системы по настоящее время в камере ВК 600/300 успешно прошли испытания:

• 14 штатных космических аппаратов: КА-1 и КА-2 изделия «Ямал-100», КА-1, КА-2 изделия «Ямал-200», «КazSat-1», «КazSat-2», «Экспресс МД-1», «Электро-Л», «Спектр-Р» и др.;

• тепловых аналогов КА: «Купон-1», «Спектр-РГ», «Монитор-Э», «КazSat-1», «КazSat-2», «Спектр-РГ», «Персона», «С-1», «Стерх», «Фобос-Грунт», «КРТ», разгонных блоков – «Бриз-М», «Фрегат», «Рокот» и др.

Постоянно ведутся работы по совершенствованию системы измерения параметров технологических стендовых систем с целью увеличения объёма измеряемых и регистрируемых параметров.

Система измерения параметров изделия также постоянно модернизируется. Широко применяются измерительно-вычислительные комплексы MIC разработки НПП «Мера», которые имеют более высокую точность измерения и позволяют применять большой спектр типов датчиков с различными диапазонами измерения.

Существующее программное обеспечение даёт возможность в реальном времени отображать на мониторах все заданные параметры изделия и стенда, расчётные (вычисляемые) параметры и оперативные графики.

Постоянно ведётся доработка программного обеспечения с целью расширения номенклатуры принимаемых датчиков и наглядности представления информации на экранах (мнемосхемах).

Большой объём работ выполнен по системе управления бортом КА и стендовым оборудованием. В систему управления имитаторами бортовой аппаратуры БА) внедрён программируемый логический контроллер СИКОН 167.30, позволивший расширить возможности системы в части усложнения программ управления, применить автоматическое поддержание температуры в заданных точках изделия и упростить программирование для крупногабаритных и сложных изделий.

Применение в системе управления имитаторами БА импортных блоков питания дало возможность (после разработки соответствующего ПМО) дистанционно управлять параметрами питания имитаторов.

Система управления имитаторами инфракрасного излучения (ИКИ) усовершенствована. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение измерения параметров (тока и напряжения) каналов ИКИ и управления силовой аппаратурой ИКИ.

Ведутся проработки структуры интегрированной системы измерения и управления для реконструируемых стендовых систем (обеспечения вакуума, азотоснабжения и др.).

В 2005 году в состав ИС-618 вливается коллектив криогенной лаборатории НИЛ-640, который, имея большой опыт, выполняет общие задачи отдела. Кроме того, сохраняется база по экспериментальной отработке новых материалов в среде жидкого водорода в 2011÷2015 гг.

Тесное творческое техническое сотрудничество ИС-618 с коллективами ОАО «РКК Энергия», ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», ФГУП ГНП РКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ФГУП ГК НПЦ им. М.В. Хруничева, ОАО «Информационные спутниковые системы» им. М.Ф. Решетнёва, ФГУП «ПО «Полёт», КБ «Южное» и др. позволило постоянно расширять возможности и качество наземной отработки КА в ВК 600/300. В настоящее время комплекс тепловакуумных испытаний, включающий собственно испытательные подразделения и производство криогенных газов для испытаний возглавляет Гавриков Б.В.

Испытательный комплекс КИ-1 с вакуумной камерой ВК 600/300, оснащённой имитаторами, воспроизводящими основные факторы космического пространства, позволил провести наземную отработку более 140 КА, как военного, так и гражданского назначения, а именно:

• орбитальные космические корабли, орбитальные станции, основные системы многоразового космического корабля «Буран»;
• автоматические межпланетные станции для исследования Луны, Марса, Венеры;
• спутники радиосвязи, радиовещания и телевидения;
• метеорологические, астрофизические, геодезические спутники, спутники для картографии и фотографирования поверхности Земли, фотоэлектронного наблюдения;
• скафандры, энергетические установки, разгонные блоки и многое другое.

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!