УСТРОЙСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЧИСТОТЫ ОБЪЕКТОВ КОСМИЧЕСКОЙ ГОЛОВНОЙ ЧАСТИ (2 ВАРИАНТА)
DEVICE ENSURING CLEANLINESS OF THE HEAD PORTION OF THE SPACE CRAFTS (OPTION 2)

Изобретение относится к ракетно-космической технике.
К современным космическим аппаратам, головным обтекателям, ракетным разгонным блокам и другим составным частям ракет космического назначения предъявляются высокие требования по обеспечению чистоты поверхностей этих узлов.
Это вызвано тем, что в составе космического аппарата применяются высокоточные электронные приборы, оптическая аппаратура, солнечные батареи и другие элементы, которые изготавливаются в условиях повышенных требований промышленной чистоты для высокой надежности выполнения поставленных перед ними задач.
Поэтому к изготовлению, сборке, испытаниям и эксплуатации составных частей ракет космического назначения предъявляются повышенные требования по обеспечению чистоты.
Известны устройства для обеспечения чистоты головного блока с трактами подачи воздуха, в которые входят фильтры, вентиляторы, воздуховоды, термостатирующие элементы устройства и др. Эти устройства работают как по разомкнутому, так и по замкнутому циклу. В первом случае подаваемый воздух выбрасывается в атмосферу через один из люков головного обтекателя, во втором - вновь поступает в систему («Космодром», под общ. ред. проф. А.П. Вольского, Военное издательство МО СССР, 1977, стр. 208-213).
По патенту РФ №2271319 известно устройство обеспечения чистоты головного блока ракеты космического назначения, включающее побудитель расхода газового компонента, подающий газовый компонент по газоводу в головной блок, фильтр, прибор контроля чистоты газового компонента, рассекатель потока газового компонента - прототип.
Недостатками прототипа является то, что:
- головной блок (или космическая головная часть), состоящий из ракетного разгонного блока, адаптера космического аппарата, головного обтекателя и др. элементов, имеет, как правило, большой объем и сложную конфигурацию конструктивных элементов составных частей головного блока. Поэтому его продувка в составе ракеты космического назначения требует больших временных затрат для достижения необходимой чистоты составных частей и головного блока в целом, что может привести к увеличению времени подготовки к старту ракеты космического назначения;
- подаваемый воздух может переносить загрязнения с узлов космической головной части на космический аппарат.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение повышенного качества чистоты объектов космической головной части с минимальными временными затратами на подготовку к старту ракеты космического назначения и исключением перенесения загрязнений с узлов космической головной части на космический аппарат.
Задача по первому варианту решается за счет того, что в устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части, включающем побудитель расхода газового компонента, газовод, фильтр, рассекатель потока газового компонента, прибор контроля чистоты газового компонента, относительно объекта космической головной части сформирован замкнутый объем, в состав которого введены: входной патрубок, установленный с одной стороны замкнутого объема, выходной патрубок, установленный с противоположной стороны замкнутого объема, пылеулавливатель, сообщенный с выходным патрубком, снабженным штуцером, который сообщен трубопроводом с прибором контроля чистоты газового компонента.
Кроме того, в устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части, включающем побудитель расхода газового компонента, газовод, фильтр, рассекатель потока газового компонента, прибор контроля чистоты газового компонента, замкнутый объем образован штатным внешним переходником разгонного блока, к торцам которого пристыкованы технологические крышки.
Кроме того, в устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части, включающем побудитель расхода газового компонента, газовод, фильтр, рассекатель потока газового компонента, прибор контроля чистоты газового компонента, замкнутый объем выполнен в виде контейнера, внутри которого размещен космический аппарат.
Кроме того, в устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части, включающем побудитель расхода газового компонента, газовод, фильтр, рассекатель потока газового компонента, прибор контроля чистоты газового компонента, замкнутый объем выполнен в виде контейнера, внутри которого размещен адаптер.
Задача по второму варианту решается за счет того, что в устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части, включающем побудитель расхода газового компонента, газовод, фильтр, рассекатель потока газового компонента, прибор контроля чистоты газового компонента, относительно объекта космической головной части сформирован замкнутый объем, в состав которого введены: входной патрубок, установленный с одной стороны замкнутого объема, выходной патрубок, установленный с противоположной стороны замкнутого объема, пылеулавливатель, сообщенный с выходным патрубком, который снабжен штуцером, сообщенный трубопроводом с прибором контроля чистоты газового компонента, при этом в устройство введен вибродинамический возбудитель, расположенный на объекте космической головной части и обеспечивающий снижение сцепления загрязнений с поверхностями объекта космической головной части и вынос их за пределы замкнутого объема.
На фиг. 1 схематично представлен пример устройства для обеспечения чистоты объекта космической головной части по первому варианту, на фиг 2 схематично представлен пример устройства для обеспечения чистоты объекта космической головной части по второму варианту, где:
1 - объект космической головной части;
2 - побудитель расхода газового компонента;
3 - газовод;
4 - фильтр;
5 - прибор контроля чистоты газового компонента;
6 - рассекатель потока газового компонента;
7 - пылеулавливатель;
8 - входной патрубок;
9 - выходной патрубок;
10 - трубопровод;
11 - штуцер;
12 - платформы;
13 - вибродинамический возбудитель;
14 - замкнутый объем.
В устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части 1 по первому варианту, включающем побудитель расхода газового компонента 2, газовод 3, фильтр 4, рассекатель потока газового компонента 6, прибор контроля чистоты газового компонента 5, относительно объекта космической головной части 1 сформирован замкнутый объем 14, в состав которого введены: входной патрубок 8, установленный с одной стороны замкнутого объема 14, выходной патрубок 9, установленный с противоположной стороны замкнутого объема 14, пылеулавливатель 7, сообщенный с выходным патрубком 9, снабженным штуцером 11, который сообщен трубопроводом 10 с прибором контроля чистоты газового компонента 5.
В устройстве обеспечения чистоты объектов космической головной части 1 по второму варианту, включающем побудитель расхода газового компонента 2, газовод 3, фильтр 4, рассекатель потока газового компонента 6, прибор контроля чистоты газового компонента 5, относительно объекта космической головной части 1 сформирован замкнутый объем 14, в состав которого введены: входной патрубок 8, установленный с одной стороны замкнутого объема 14, выходной патрубок 9, установленный с противоположной стороны замкнутого объема 14, пылеулавливатель 7, сообщенный с выходным патрубком 9, снабженным штуцером 11, который сообщен трубопроводом 10 с прибором контроля чистоты газового компонента 5, при этом в устройство введен вибродинамический возбудитель 13, расположенный на объекте космической головной части 1 и обеспечивающий снижение сцепления загрязнений с поверхностями объекта космической головной части 1 и вынос их за пределы замкнутого объема 14.
Устройство обеспечения чистоты объектов космической головной части 1 по первому и второму вариантам, включающее побудитель расхода газового компонента 2, газовод 3, фильтр 4, прибор контроля чистоты газового компонента 5, рассекатель потока газового компонента 6, работает следующим образом.
До продувки объекта космической головной части 1 ведется продувка устройства обеспечения чистоты объектов космической головной части 1 до получения с помощью прибора контроля чистоты газового компонента 5 заданного количества частиц на выходе из устройства. Далее подстыковывают устройство к объекту космической головной части 1, настраивают побудитель расхода газового компонента 2 на заданный расход и производят продувку объекта космической головной части 1 в замкнутом объеме 14, замеряя с помощью прибора контроля чистоты газового компонента 5 на выходе из него количество частиц. Время продувки, их количество и направление по отношению к объекту космической головной части 1 определяют исходя из конструктивных особенностей объекта.
Эти операции проводят, разместив пылеулавливатель 7 и побудитель расхода газового компонента 2, например, на двух подвижных платформах 12, с помощью которых обеспечивается мобильная стыковка частей устройства к объекту космической головной части 1.
Подобную продувку в целях обеспечения чистоты можно проводить на любой составной части космической головной части (например, разгонный блок, адаптер, космический аппарат), обеспечивая замкнутый объем 14 за счет штатных и технологических элементов конструкции, при этом расход газового компонента, избыточное давление, создаваемое во внутренней полости продуваемого объекта, определяют из условия сохранения целостности и работоспособности продуваемой конструкции.
При этом замкнутый объем 14 может быть создан для любой составной части космической головной части следующим образом:
- образован штатным внешним переходником разгонного блока, к торцам которого пристыкованы технологические крышки;
- выполнен в виде контейнера, внутри которого размещен космический аппарат;
- выполнен в виде контейнера, внутри которого размещен адаптер.
Расположение объекта космической головной части 1 в замкнутом объеме 14 может быть любым (горизонтальное, вертикальное, промежуточное) в зависимости от конструктивных особенностей объекта.
Составная часть космической головной части 1 в составе устройства обеспечения чистоты объектов космической головной части 1 по второму варианту дополнительно подвергается вибродинамическому нагружению, обеспечивая в процессе продувки снижение сцепления загрязнений с поверхностями составной части космической головной части 1, при этом значения вибронагружения назначают из условия сохранения целостности и работоспособности продуваемой конструкции.
Размещение вибродинамического возбудителя 13 относительно объекта космической головной части 1 может быть любым, причем, например, в зависимости от конструктивных особенностей объекта возможно применение нескольких вибродинамических возбудителей 13.
С помощью такого устройства достигается обеспечение заданного качества чистоты объекта космической головной части 1 с минимальными временными затратами на подготовку к старту ракеты космического назначения, при этом исключается перенос загрязнений с объектов космической головной части 1 на космический аппарат.