Сборка сухих отсеков и ГО из слоистых панелей.

Проводится аналогично сухим отсекам

 

20.Система испытаний РН и КА. Испытания сухих и ферменных отсеков.

Целью испытаний является обеспечение надежности РН и КА. Надежность - это способность РН и КА выполнить в полном объеме заданные функции в течение определенного времени как в наземных условиях, так и в условиях полета. Наземные условия – это транспортировка, погрузка-разгрузка, подготовка к старту. Условия полета – это старт и полет. Другими словами, надежность – это безотказная работа РН или КА. РН или КА еще называют изделиями. Изделиями также могут называть отдельные отсеки РН и КА.

Надо различать контроль и испытания. Контроль – это проверка соответствия детали, сборочной единицы, отсека, целиком РН или КА требованиям конструкторской документации.

Испытания – это имитация на стендах для деталей, отсеков, агрегатов, приборов и систем, для целых РН или КА условий полета (нагрузки, вибрация, температура, вакуум и другие).

Изделия, предназначенные только для испытаний на стендах, называются стендовыми. Изделия, которые пойдут в настоящий полет, называются летными.

Количество испытаний для летных изделий ограничено: во-первых, испытания могут вносить дополнительные дефекты и повреждения в конструкцию; во-вторых, при испытаниях вырабатывается ресурс работы.

Это заставляет проводить некоторые виды испытаний на специальных отсеках, приборах и агрегатах, предназначенных только для изделий, которые не пойдут в полет. Это позволяет не подвергать этим испытаниям летные образцы изделий.

Стендовые изделия изготавливаются по тем же чертежам, из тех же материалов, по тем же технологическим процессам, что и летные. Поэтому, если стендовое изделие выдержало испытание, то и летное изделие уже в реальном полете должно выдержать условия полета. Для стендовых изделий допускаются некоторые упрощения и изменения, но которые не должны искажать условия испытаний.

Кроме того, нужно учитывать, что испытания – это дорогой и длительный процесс, который сказывается на стоимости и длительности изготовления и подготовки к полету РН и КА. Поэтому, количество видов испытаний, их объем должны быть минимальными.

Испытания проводятся для новых РН и КА после того, как завершена их разработка. После успешного завершения испытаний и постановки изделия в производство стендовые изделия, как правило, больше не делаются, а необходимый минимум испытаний проводится только для каждого летного изделия.

КА, например, модуль орбитальной станции, часто делается в единственном летном экземпляре, который испытывают по программе летного изделия (необходимый минимум). Количество стендовых изделий для такого КА может достигать нескольких штук (на прочность, вибрацию, электрические испытания систем, комплексные испытания всего КА).

К испытаниям предъявляют следующие требования:

1) В основе системы испытаний лежит принцип аналогии летных изделий со стендовыми, который обеспечивается одинаковостью не только конструкции, но и технологии изготовления и контроля. Результаты испытаний стендовых изделий переносятся и на летные изделия, которые испытаниям не подвергались.

2) Обеспечить требуемую надежность.

3) Испытания должны выявлять возможные дефекты на более ранних этапах изготовления, на более низких уровнях сборки, с последующим устранением недостатков конструкции.

4) Программа испытаний должна содержать испытания на все виды нагрузок, которым изделие подвергается при наземной подготовке (транспортировка, подготовка к старту) и в полете. Ряд воздействующих факторов создается имитацией, например вакуум, радиационное воздействие, невесомость и т.д. Испытания могут проводится как при воздействии одного, так и при комбинированном воздействии нескольких факторов. Последовательность приложения внешних воздействий при испытаниях должна соответствовать последовательности приложения их при функционировании летного изделия на Земле и в полете.

5) Стендовые изделия можно подвергать и большим нагрузкам, чем те, которые будут в полете: предельным, максимальным, разрушающим нагрузкам с целью определения запаса прочности по данному типу нагрузки (температур, количества термоциклов, вибраций, давлений и других). Такая методика обеспечивает при наименьших затратах наибольшую вероятность выпуска изделия с определенными запасами по ресурсу и прочности.

6) Во многих случаях время испытаний отличается либо в большую, либо в меньшую сторону. Например, время полета ступени РН несколько минут, а время испытаний может превышать это время. Или наоборот, время полета КА может составлять несколько лет.

7) Испытания на комплексное воздействие факторов эксплуатации должны проводится на возможно более высоком уровне сборки, желательно на полностью собранном изделии (проверка оборудования, безопасность пилотов).

8) Испытания не должны дублироваться.

9) Испытания на функционирование и целостность коммуникаций бортовой аппаратуры и автоматики должны проводиться по принципу последовательно нарастающих повторных испытаний.

10) Испытания в необходимых случаях должны дополняться расчетами, что часто, не снижая надежности изделия, приводит к значительному сокращению объема испытаний.

11) Основными критериями эффективности испытаний являются надежность изделия, стоимость и длительность цикла (времени) испытаний, которые и должны учитываться в первую очередь при составлении программы испытаний и ее оптимизации.

12) Создание подробной и детальной разработки методики всех испытаний, для достижения высокой эффективности испытаний. Необходимо обеспечить тщательную регистрацию результатов по установленной форме, своевременный анализ и обобщение результатов испытаний.

Классификация испытаний.

Все многообразие испытаний объединяется в систему испытаний, в которой есть определенные требования (правила), рассмотренные выше, а также существуют классификация и конкретные виды испытаний.

Испытания классифицируют по следующим признакам:

а) По месту проведения испытания могут быть наземными и летными (натурными). Промежуточное положение занимают так называемые огневые испытания. Они типичны для испытаний двигательных установок или отдельных ступеней РН. Наземные испытания могут быть заводскими, полигонными (в монтажно-испытательном корпусе космодрома) и предстартовыми, которые проводятся на изделии, установленном на стартовом столе.

б) В зависимости от уровня сборки испытуемого объекта испытания могут быть узловыми (сборочных единиц - узлов), агрегатными (отсеков, агрегатов, блоков) и общими (собранных РН или КА):

· Автономные испытания имеют целью проверку отдельных приборов или групп приборов, входящих в сборочную единицу, агрегат или изделие, на специальных стендах с заменой (имитацией) остальной части сборочной единицы эталонными приборами.

· Комплексные испытания собранных агрегатов и изделий имеют целью проверку входящих в них приборов на взаимодействие.

в) Исследовательские испытания проводятся с целью определения возможности реализации конструкторских идей в новом изделии.

г) Контрольно-технологические испытания имеют главной целью проверку на отсутствие производственных дефектов у серийных, устанавливаемых на летные образцы, узлов, агрегатов, а также полностью собранных летных образцов изделий.

д) Имитационными принято считать такие испытания, в которых создаются специальные уникальные условия космического пространства (вакуум, тепловое воздействие, излучения, невесомость и т.д.) в отдельности или в совокупности.

Виды испытаний.

При проведении испытаний отсеков РН и КА, их отдельных агрегатов, приборов и систем, а также при испытании целиком РН и КА, проводят следующие конкретные виды испытаний:

1) Испытания на функционирование отдельных систем, узлов, устройств и т.д. составляют основу большинства программ и методик. В чистом виде они представляют собой проверку работоспособности различных систем и устройств при отсутствии специально созданных внешних воздействий, т.е. при нормальных условиях цеха (при нулевом воздействии).

2) Испытания на статическую прочность состоят в определении фактических деформаций и напряжений в элементах и узлах аппарата при воздействии постоянных сил.

3) Испытания на герметичность - создание избыточных давлений или глубокого вакуума внутри или снаружи испытываемых емкостей (герметичные баки или жилые отсеки).

4) Динамические испытания - проверка функционирования конструкции, систем, механизмов и устройств изделия при воздействии на него разного рода динамических воздействий и снятие динамических характеристик изделия. В зависимости от характера и вида динамического воздействия различают отдельные виды динамических испытаний:

а) Вибрационные испытания - определяется способность элементов конструкции противостоять вибрационным нагрузкам, не разрушаясь и не получая механических повреждений, особенно опасно появление резонанса при колебаниях. Источником вибрации может служить ракетный двигатель и устройства двигательной установки.

б) Акустические испытания - разновидность вибрационных испытаний на звуковых частотах. Источниками акустических нагрузок в изделии являются шумы от истекающей огненной струи в ракетных двигателях, работы различных внутренних устройств, вибраций элементов КА на звуковой частоте и т.д. Акустические нагрузки воздействуют на элементы конструкции пока изделие еще двигается в атмосфере Земли, т.е. акустическая (звуковая) вибрация передается на конструкцию через воздух.

в) Ударные испытания имитируют ударные нагрузки, возникающие при разделении ступеней и отсеков, при раскрытии и сбросе створок головного обтекателя (ГО) РН, при раскрытии парашютной системы, при посадке аппарата, а также при транспортировке. При ударной нагрузке к конструкции изделии кратковременно прикладывается значительная сила, а затем в конструкции возникают колебания.

5) Температурные испытания бывают на теплоустойчивость или холодоустойчивость. Возможны испытания на циклический (повторный) нагрев (охлаждение) и на температурный удар (резкое изменение температуры).

6) Вакуумные испытания проводятся с целью определения функционирования различных систем, узлов и деталей в условиях вакуума, проверки герметичности, отсутствия холодного схватывания в подвижных соединениях изделия, скорости испарения материала.

7) Имитационные испытания на воздействие различного вида излучений (солнечное излучение, отраженное и собственное излучение Земли, космическая радиация) - испытывается радиационная стойкость материалов и воздействия излучений на различные элементы, приборы и оборудование.

8) Летные испытания проводятся с целью проверки аэродинамической формы изделия, эффективности теплозащитного покрытия, отражательной способности поверхности изделия, срабатывание парашютной и двигательной систем мягкой посадки.