Вакуумный турбомолекулярный насос STPA4503C
В 2010 г. Московским авиационным институтом были приобретены три турбомолекулярных насоса STPA4503C общей стоимостью 7,91498 млн. рублей, предназначенные для модернизации экспериментального стенда ПП-2 («Установка для исследования стойкости перспективных композиционных материалов и покрытий к многофакторному воздействию гетерогенных разреженных сред»). Модернизация проводилась с целью повышения эксплуатационных характеристик и расширения возможностей стенда. По сравнению насосами ТМН-2000, использовавшимися ранее, новые насосы имеют более высокую (в 1,5 раза) производительность и магнитную подвеску ротора, полностью исключающую попадание паров масла в объем вакуумной камеры. В ходе модернизации насосы были состыкованы с вакуумной камерой, смонтированы вакуумные магистрали, система охлаждения, пневмосистема управления клапанами, система электроснабжения.
Модернизированный экспериментальный стенд обеспечивает условия испытаний материалов внешних поверхностей и бортовой аппаратуры космических аппаратов по давлению и чистоте среды приближенные к натурным (космическим) условиям. Такие условия позволяют с высокой точностью прогнозировать рабочие характеристики испытуемых материалов и оборудования при их эксплуатации в натурных условиях. Достигнутые параметры стенда соответствуют мировому уровню.
Экспериментальные работы
- Определение характеристик распыления и осаждения конструкционных материалов (коэффициент распыления: энергетическая, угловая и дозовая зависимость, индикатриса распыления, коэффициент прилипания).
- Испытания материалов на эрозионную стойкость к воздействию низкотемпературной плазмы.
- Определение элементного состава и оптических характеристик пленок, образуемых продуктами распыления.
- Испытания элементов солнечных батарей на стойкость к воздействию низкотемпературной плазмы (эрозия защитных стекол, распыление антиотражающих и проводящих покрытий, электрические пробои и т. д.).
- Испытания радиоэлектронной аппаратуры на воздействие знакопеременных температур, низкотемпературной плазмы, ультрафиолетового излучения, потока высокоэнергетических электронов и вакуума.
- Испытания датчиковой аппаратуры, предназначенной для работы в условиях вакуума.
Расчетные работы
- Расчет эффектов взаимодействия плазменных струй с поверхностью материалов, покрытий и с элементами конструкции (эрозия, осаждение, тепловые потоки, силовое (механическое) воздействие).
- Расчет параметров собственной внешней атмосферы (СВА) тел сложной геометрической формы с нестационарными источниками массы (концентрация, давление, плотность молекулярного столба).
- Расчет параметров внутренней атмосферы негерметичных корпусов приборов и приборных отсеков (динамика изменения давления).
- Расчет уровней загрязнения поверхностей космических аппаратов и других тел сложной геометрической формы компонентами СВА и продуктами распыления.
- Определение концентрации плазмы в приборных отсеках КА негерметичного исполнения.
- Расчет изменения свойств оптических покрытий в результате их загрязнения.
- Прогнозирование влияния микрометеоритов и космического мусора на работу солнечных батарей, функционирующих в космосе.
Прочие услуги
- Разработка и поставка датчиковой аппаратуры для контроля параметров СВА, плазменных струй и их воздействия на конструкционные материалы и оптические покрытия (кварцевые микровесы, зонды ленгмюра, датчики изменения массы, датчики изменения прозрачности, датчик вторичной эмиссии).
- Проведение расчетно-теоретических работ.
- Разработка прикладного программно-математического обеспечения по тематике УСУ.
| Подвеска ротора | магнитная |
| Предельный вакуум, мм.рт.ст | 10-9 |
| Быстрота действия по азоту, л/с | 3500 |
| Быстрота действия по водороду, л/с | 2200 |
| Диаметр входного фланца, мм | 360 |
| Рабочая ориентация | любая |
| Входной фланец стандарта | ISO |
| Вес, кг | 70 |
Электронная почта: tehnopark@mai.ru
Адрес: г.Москва, Волоколамское шоссе, д.4
Экспериментальное определение параметров процессов радиолиза и конденсации компонент продуктов радиолиза
Заказчик ОАО «ИСС имени академика М.Ф. Решетнева» Договор №39120–02080 от 01.01.2010 г.
Получен результат: Экспериментально определены параметры, характеризующие процессы радиолиза и конденсации продуктов радиолиза, определена интенсивность массовыделения продуктов радиолиза при различных величинах плотности потока и дозах воздействия протонов, определены оптические свойства пленок загрязнения, образованных продуктами радиолиза, разработана модель деградации коэффициента пропускания защитных стекол ФП панелей БС в результате загрязнения продуктами радиолиза, проведены расчеты уровней загрязнения, определены потоки массы продуктов радиолизана поверхностях КА, получены оценки стойкости панелей БС к загрязняющему воздействию продуктов радиолиза с использованием критерия оптической деградации.
Экспериментальное определение параметров распыления конструкционных материалов космического аппарата струями стационарных плазменных двигателей
Заказчик ОАО «ИСС имени академика М.Ф. Решетнева». Договор №32760-02080 от 01.02.2011 г.
Получен результат: Разработаны программы и методики экспериментального определения коэффициентов распыления, коэффициентов прилипания и индикатрисы распыления тонкопленочных материалов и покрытий КА, измерен коэффициент распыления защитного слоя углепластика, определена угловая зависимость коэффициента распыления защитного слоя углепластика, определена величина коэффициента осаждения продуктов распыления, измерена индикатриса распыления защитного слоя углепластика, определено значение показателя формы индикатрисы при энергии ионов 200 эВ, измерены оптические свойства пленок загрязнения, образуемых продуктами распыления защитного слоя углепластика.
Разработка программно-математического обеспечения для расчета плотности потока и энергетических спектров заряженных частиц на внутренних элементах БА КА
Заказчик ОАО «ИСС имени академика М.Ф. Решетнева». Договор: № 34110-02080 от 01.04.2007 г.
Получен результат: Разработана расчетная модель и программное обеспечение для оценки плотности потока и энергетических спектров электронов на внутренних элементах БА КА. Проведены тестовые расчеты параметров проникающих потоков электронов на внутренних элементах БА платформы «Экспресс-4000». Экспериментально определены критерии и параметры воздействия внутренней зарядки для элементов БА КА. Разработана методика оценки стойкости БА КА к эффектам внутренней зарядки.
В 2012 году на модернизированном стенде ПП-2 были выполнены 5 ОКР (заказчик – ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева») с общим объемом финансирования 19,7 млн. руб. При выполнении данных ОКР были созданы методы и средства испытаний бортовой аппаратуры и функциональных поверхностей космического аппарата на стойкость к воздействию техногенных факторов, в частности, плазмы электроракетных двигателей и собственной внешней атмосферы аппарата, обеспечивающие точность прогнозирования изменения характеристик указанных объектов, соответствующую лучшему достигнутому мировому уровню.
Проведение расчетов и испытаний для оценки совместного влияния ФКП, работы ЭРД и электрического потенциала поверхностей КА на образование и осаждение продуктов СВА. Анализ и обобщение теоретических данных и результатов испытаний.
Заказчик ОАО «Композит». Договор: № 32730-02080 от 01.01.2011 г.
Получен результат: Проведены теоретические и экспериментальные исследования вопросов совместного влияния ФКП, работы ЭРД и электрического потенциала поверхностей КА на образование и осаждение продуктов СВА. Экспериментально установлено, что коэффициент ослабления света в пленке, образованной продуктами газовыделения компаунда и при облучении поверхности потоками электронов и ультрафиолетом составляет от 1,4×102 до 6,2×103 см-1. Полученные значения находятся в хорошем соответствии с значениями, измеренным в натурных условиях.
Исследования и разработки по приоритетным направлениям
В 2011 г. по итогам конкурса в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (Мероприятие 1.8 – I очередь) лот № 3, шифр лота 2011-1.8-518-003 наименование лота «Проведение исследований с использованием уникальных стендов и установок в области наносистем и материалов» был заключен государственный контракт № 16.518.11.7033 по теме «Исследование стойкости композиционных материалов и покрытий к многофакторному воздействию гетерогенных сред на уникальном стенде ПП-2» сроком выполнения 12.05.2011-16.11.2012, объемом финансирования 7,1 млн. руб.
Математическая модель подсистемы
Тема: №33470-02080.
Получен результат: Разработана математическая модель подсистемы контроля запасов рабочего тела ДУ КА «Экспресс-МД1», «КазСат», «КазСат-2», создано программно-математическое обеспечения для определения запасов рабочего тела по телеметрической информации с борта КА, проведена экспериментальная проверка созданной модели и программного обеспечения.
Применение в процессе обучения
Оборудование используется в образовательном процессе при обучении студентов по дисциплинам «Плазмодинамика», «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» и «Автоматизация измерений, контроля и испытаний».
Модель формирования вторичных ионов
Тема № 37880-02080
Получен результат: Разработана модель формирования вторичных ионов струи СПД, основанная на модели первых столкновений. Проведены расчеты поля частот генерации вторичных ионов для двигателя типа СПД-70 и ионного двигателя Т5. Разработана методика экспериментального определения параметров вторичной плазмы, формируемой при работе ЭРД.
Новая методика
Тема № 40320-02080.
Получен результат: Разработана методика, проведены испытания бортовой аппаратуры на стойкость к воздействию низкоэнергетической плазмы, формируемой при работе плазменных двигателей.
Государственный научный центр Российской Федерации – федеральное государственное унитарное предприятие «Исследовательский центр имени М.В. Келдыша» (ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша»)
