Экспериментальная база по отработке теплообмена и аэрогазодинамики ЦТА ЦНИИмаш

 
Экспериментальная база ЦНИИмаш г.Королев для исследований и наземной отработки ракетно-космических систем по направлениям аэрогазодинамики и теплообмена представляет собой комплекс многоцелевых среднемасштабных и крупномасштабных установок с широким диапазоном параметров рабочего потока, с подводом инертных газов и реагирующих компонентов топлива. Отвечая мировому уровню, она является уникальным экспериментальным комплексом по номенклатуре аэродинамических труб и газодинамических стендов, а также по их энергетическому обеспечению. Поэтому наземная экспериментальная отработка перспективных образцов ракетно-космической техники ведётся преимущественно в установках ЦНИИмаш. Все аэродинамические и тепловые установки оснащены различными вспомогательными механизмами и современными средствами измерений, а также измерительно-вычислительным комплексом для обработки результатов в темпе эксперимента. Адекватность разработанных средств реальным условиям полёта была подтверждена путём сопоставления результатов теоретических расчётов и модельных испытаний с лётными данными.

Ниже приводится краткий перечень имеющихся экспериментальных установок с описанием их назначения и параметров моделирования.

Комплекс аэродинамических установок.

Комплекс имеет в своем составе шесть аэродинамических установок разного класса. Он обеспечивает возможность моделирования условий полёта летательных аппаратов (ЛА) в широком диапазоне чисел Маха и Рейнольдса и по своим параметрам не уступает современным аэродинамическим центрам мира. В состав аэродинамического комплекса входят следующие установки:

• трансзвуковая аэродинамическая труба У-3,
• трансзвуковая и сверхзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности У-3М,
• сверхзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности У-4М,
• гиперзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности У-6,
• крупномасштабная трансзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности У-21,
• крупномасштабная сверх- и гиперзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности У306-3.

Основные параметры установок приведены в таблице 1.

Установка	У-3	У-3М	У-4М	У-6	У-21	У306-3
Числа Маха	0,2÷1,2; 1,75	0,2÷1,2; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0	1,8; 2,0÷6,0 через 0,5	6; 8	0,2÷1,4; 1,8	3; 4; 6; 8
Числа Re1·10-6	0,6÷2,0	0,9÷90	0,8÷50	18÷70	0,1÷100	1,0÷200
Размер рабочей части и диаметр среза сопла, м	0,6×0,6×2,4	0,6×0,6×2,8	0,6×0,6×2,8	0,35	1,4×1,4×5,6	2,5×2,5×6,5 1,2
Размер модели: -длина, м -диаметр, м	<0,5 <0,09	<0,6 <0,09	<0,6 <0,2	<0,4 <0,12	<1,4 <0,4	<2,0 <0,5

Основными видами экспериментов при наземной отработке в аэродинамических трубах являются:

• весовой, позволяющий определять интегральные аэродинамические характеристики модели и её элементов;
• нестационарный, в соответствии с которым определяются параметры динамической устойчивости изделия;
• дренажный, в котором измеряются распределения статического давления и характеристик пульсации давления на поверхности модели;
• струйный, предназначенный для определения характеристик истекающих газовых струй и их воздействия на элементы изделия;
• оптико-физический, предназначенный для визуализации спектра обтекания модели.

Струйная газодинамическая установка У-22

Струйная газодинамическая установка У-22 (барокамера с пониженным уровнем давления и объёмом вакуумной части 1000 м3) предназначена для проведения исследований струйных моделей с большим расходом рабочего газа через сопла модельных ДУ, в частности, для отработки газодинамики посадки и старта на Луне и других планетах, струйного взаимодействия при маневрировании, стыковке и расстыковке космических объектов на орбите, газодинамики ступеней ракет в условиях разреженной внешней среды.

Установки для моделирования и исследований аэротермодинамических процессов около гиперзвуковых летательных аппаратов

1. Ударные трубы

Наибольшее количество исследований физических и физико-химических процессов, протекающих в воздухе при высоких температурах, и свойств высокотемпературных газовых смесей, было проведено в ударных трубах. Параметры ударных труб, имеющихся в ЦНИИмаш, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Установка	Диаметр канала, м	Длина канала, м	Числа Маха	Числа Re1·10-6	P0, МПа	Т0, К (воздух)
У-12	0,5	200	6÷11	0,1÷50	7	3200
У-8М	0,1	17	12÷20	0,05÷5	150	4400

Ударная труба У-8М обеспечивает получение ударных волн различной интенсивности, нагрев газов до высокой температуры и проведение исследований протекающих в них физико-химических процессов, определение вызванных ударными волнами импульсных нагрузок на модель, исследование радиофизических характеристик плазмы и ионизованных пылевых образований при концентрации электронов ne = 10^9÷10^15 см-3 и частоте их соударений n = 10^8÷10^12 с-1. Диапазон скоростей ударных волн: 400÷10000 м/с. Рабочие газы: воздух, азот, водород, гелий, взрывчатые смеси.

Ударная труба У-12 предназначена, кроме того, для исследования процессов горения и детонации газовых смесей, испытания радиотехнических устройств. Диапазон скоростей ударных волн: 350÷9000 м/с.

Установки снабжены соплами с выходным диаметром 1,5 м.

2. Высокотемпературные газодинамические установки

Выбор и наземная отработка материалов для тепловой защиты гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЛА) являются важнейшей задачей, которая решается, в основном, в процессе испытаний теплозащитных материалов (ТЗМ) в высокотемпературных потоках газа.

Для воспроизведения в наземных условиях теплосиловых нагрузок, близких к натурным величинам и весьма различных для ГЛА разного класса, служат газодинамические установки с использованием электрической энергии для нагрева рабочего газа. Наиболее распространены методы нагрева с помощью электрической дуги и индукционного разряда.

2.1. Электродуговые газодинамические установки (ЭДУ)

Газодинамические установки с электродуговыми подогревателями мощностью 1,0÷50 МВт (ТТ-1, ТТ-2, У-15Т-1 и У-15Т-2) позволяют воспроизводить широкий спектр условий аэродинамического нагрева при входе и движении ЛА в атмосфере, определяемый, прежде всего, полной энтальпией потока H0 и давлением в точке торможения за прямым скачком уплотнения. В таблице 3 показаны параметры установок с их основными нагревателями рабочего газа аксиального типа.

Основной вид испытаний в ЭДУ ТТ-1, ТТ-2, У-15Т-2 – испытания в свободной струе при лобовом натекании горячего газового потока на испытуемый образец, установленный на оси потока. В этом случае обеспечивается максимальный тепловой поток к поверхности образца в критической точке. Для отработки ТЗМ в условиях турбулентного теплообмена используется «кожухное сопло».

Режимы испытаний ЭДУ ТТ-1 и ТТ-2 с подогревателями мощностью до 10 МВт в основном используются для исследований теплозащитных материалов, работающих при небольших тепловых нагрузках и разрушающихся при сравнительно низких температурах поверхности.

В процессе испытаний на У-15Т-2 проводится цифровая фоторегистрация светящейся поверхности образца, а также цифровая стереоскопическая съёмка. По результатам обработки определяются яркостная температура разрушающейся поверхности и линейная скорость уноса материала. Стереоскопическая съёмка позволяет, используя известные методы стереофотограмметрии, определять трёхмерный рельеф поверхности. Эти данные используются для определения параметров шероховатости поверхности в процессе её разрушения.

Установка У-15Т-1 позволяет проводить испытания больших образцов и отдельных фрагментов реальных конструкций аппаратов.

Таблица 3

Установка	TT-1	TT-2	У-15T-1	У-15T-2
Мощность нагревателя газа, МВт	£10	£10	£50	£50
Размер рабочей части, м	0,8×0,8×0,8	0,6×0,6×0,6	Æ2,2×3,5	0,8×0,8×0,8
Выходной диаметр сопла (м) и соответствующие числа Маха	0,3; М=6; 8 0,022; М=1,5	0,15; M=2,5 0,09; M=4 0,065; M=6	1; М=6	0,3; М=6; 8 0,085; М=2,5
Расход рабочего газа, кг/с	0,15÷6	0,05÷3	1÷15	0,15÷15
Давление за прямым скачком уплотнения, MПа	0,01÷0,2	0,5÷1,2	0,01÷0,025	0,05÷2,5
Полная энтальпия, MДж/кг	0,5÷10	0,5÷8	£6,3	1,25÷8

2.2. Газодинамическая установка У-13ВЧП (ВЧ-плазмотрон)

Принцип действия установки основан на известном физическом явлении нагрева проводящих сред электрическим током, индуцированным в них переменным электромагнитным полем. В высокочастотных плазмотронах (ВЧ-плазмотронах) такой средой является ионизованный газ. Переменное электромагнитное поле создаётся внутри индуктора, через который протекает рабочий газ. Под воздействием этого поля свободные электроны, имеющиеся в газе, ускоряются. Приобретаемая электронами энергия достаточно велика, часть её передается молекулам при столкновениях, вызывая нагрев газа до температур ~ 10000 К.

Установка У-13ВЧП с выходной мощностью генератора 1 МВт работает как в дозвуковом, так и в сверхзвуковом режимах и имеет ряд дополнительных устройств (сопел), существенно расширяющих диапазон моделируемых параметров: энтальпия газа – до 35 (в перспективе - до 50÷60) МДж/кг, давление на поверхности образца – до 500 мбар, рабочие газы – воздух, азот, аргон, СО2, гелий и др., коэффициент теплообмена – 0,002÷0,15 кг/(м2·с). Максимальный диаметр рабочей струи Ø180 мм.

Безэлектродный нагрев рабочего газа обеспечивает отсутствие загрязняющих примесей в потоке газа, а возможности воспроизведения и изменения определяющих параметров потока (полной энтальпии, давления, состава газа) в широком диапазоне для моделирования реальных условий полёта ЛА и возможность длительных (20 мин и более) испытаний делают ВЧ-плазмотроны незаменимым средством для решения проблем теплообмена, характерных для аппаратов планирующего спуска.

ВЧ-плазмотрон используется также для отработки новых плазменных технологий получения наноматериалов и нанесения нанопокрытий.

2.3. Другие установки для отработки ТЗМ

Комплекс стендов для эрозионных исследований и испытаний приборов на воздействие линейных перегрузок (в составе центробежных стендов ЛЦС-1, ЛЦС-5, ЦС-4 и пневмобаллистической установки ПБУ). Позволяет моделировать воздействие твёрдых и жидких частиц на теплозащитные и конструкционные материалы при скоростях соударения 100÷1000 м/с.

Комплекс высокотемпературных теплофизических и термохимических установок (в составе 4-х лабораторных установок). Позволяет определять теплофизические и термохимические характеристики ТЗМ при температурах до 3500 К.

3. Поршневые газодинамические установки многокаскадного сжатия (ПГУ МКС)

Комплекс ПГУ МКС предназначен для отработки в наземных условиях, максимально приближенных к натурным, на полноразмерных модулях или крупномасштабных моделях длиной LM ~ (0,5÷1) м вопросов теплообмена и аэрогазодинамики гиперзвуковых ЛА различного назначения.

В состав комплекса ПГУ входят: многоцелевая крупномасштабная ПГУ-11, гиперзвуковая крупномасштабная установка ПГУ-7, импульсная трансзвуковая труба ИТТ У-11, генератор струй высокого давления ГСВД. Нагрев модельного газа осуществляется высокоэффективным способом преобразования механической энергии газа в его тепловую энергию, основанным на разработанном в ЦНИИмаш методе многокаскадного сжатия газа (МКС-метод).

Отличительной особенностью проводимых на ПГУ исследований является возможность воспроизведения турбулентных и переходных режимов течения на поверхностях ЛА при значениях температурного фактора 0,1÷0,5 и высоких числах Маха М=4÷18 и Рейнольдса Re1=2·105÷108. Характерная продолжительность эксперимента при гиперзвуковых условиях ~ 0,2 с.

При проведении исследований измеряются стационарные и нестационарные поля давлений, тепловые потоки на поверхности моделей (инфракрасная техника, калориметры, термопары), акустические параметры, при помощи внутримодельных весов определяются силовые интегральные нагрузки и т.д.

Реконструкция ПГУ доведена до стадии, позволившей начать экспериментальные работы, необходимые для уточнения зон ламинарно-турбулентного перехода и теплообмена на боковой поверхности и в донной области, по завершению которых будет получена полная картина тепловых и аэродинамических нагрузок по траекториям изделий РКТ.

4. Комплекс установок для исследований газодинамики, ударно-волновых процессов, акустики и теплообмена при старте

Комплекс газодинамических установок ПВК, У2-ГД, ГГА и твердотопливных стендов ТТ для определения на маломасштабных моделях (М1:30) тепловых, газодинамических и акустических нагрузок на стартовое сооружение, РН (включая днище, боковую поверхность и космическую головную часть), а также для получения качественной картины взаимодействия струй ДУ со стартовым сооружением (тяга до 1500 кг, давление в камере сгорания до 200 атм, температура струй до 3600 К).

Комплекс ударно-волновых стендов УВ-102, 104, 106, 107 и ударных труб У-12, У-8 для исследований ударно-волновых нагрузок на РН при старте (в том числе подводном) и разделении ступеней на различных высотах, нестационарной аэродинамики, а также для радиофизических исследований, испытаний бортовой системы определения координат места пробоя корпуса гермоотсека КА (давление толкающих газов до 1500 атм, скорость ударных волн до 9000 м/с).

5. Комплекс тепловакуумных установок и стендов для имитации воздействия факторов космического пространства (ФКП)

Комплекс стендов для определения тепловых режимов КА и их элементов (в составе стендов «Луч», «Квант-20М» – рабочий объём до 20 м3, разрежение до 10^-7 мм рт. ст.), для отработки материалов для узлов трения в вакууме (5 лабораторных установок с вакуумом до 10^-7 мм рт. ст.).

Многоцелевая модельная баллистическая установка (МБУ) для наземной отработки экранной защиты КА от воздействия метеороидных и техногенных частиц и моделирования аварийных ситуаций при пробое гермоотсеков ОС и КА (скорости метаемых частиц до 7500 м/с при массе частиц ~ 2 г).

Комплекс из 5 лабораторных установок для определения свойств материалов в среде жидкого и газообразного водорода, а также газовыделения, газоосаждения и газопроницаемости материалов РКТ (рабочие температуры 20÷400 К).
 
Аэродинамические трубы переменной плотности (установки У-3М и У-4М)


Назначение: исследования аэродинамических характеристик изделий ракетно-космической техники при до- , транс- и сверхзвуковых скоростях.


Внешний вид аэродинамической трубы переменной плотности.

Низкий уровень фонового шума установок позволяет проводить уникальные исследования аэроакустики и бафтинга.

Основные характеристики
Число Маха 0,2...6,0
Число Рейнольдса, м^-1 (0,8...90)×10^6
Размеры рабочей части,м 0,6×0,6×2,8
Выходное сечение сопла, м 0,6×0,6
Размеры модели
- Диаметр, м до 0,1
- Длина, м до 0,1

Задачи

Определение:

• аэродинамических характеристик ракет-носителей и спускаемых аппаратов;
• распределений и пульсаций давления (в т.ч. с моделированием струй двигательных установок и при разделении ступеней);
• характеристик динамической устойчивости;
• шарнирных моментов, действующих на сопла и аэродинамические органы управления;
• характеристик воздухозаборников;
• характеристик моделей в свободном полете.

Модель перспективного возвращаемого аппарата и спектр её обтекания (М¥=3,95, a=9,8°).

Реализация

• Отработана аэрогазодинамика и улучшена форма аппаратов, совершающих спуск в атмосферах Венеры, Марса и посадку на их поверхности.
• Установлены аэродинамические особенности гиперзвуковых летательных аппаратов и их нелинейные эффекты.

До- и трансзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности (установка У-21)

Назначение: Исследования аэродинамических характеристик изделий ракетно-космической техники при до- и трансзвуковых скоростях.


Внешний вид установки У-21.

Основные характеристики:
Число Маха 0,2...1,4; 1,8
Число Рейнольдса, м-1 (0,04...100)×10^6
Размер рабочей части,м 1,4×1,4×5,6
Размеры модели, Диаметр, м до 0,4

Задачи

Определение:

• аэродинамических характеристик ракет-носителей и спускаемых аппаратов;
• распределения давления, характеристик пульсаций давления и бафтинга;
• характеристик динамической устойчивости;
• шарнирных моментов, действующих на сопла и аэродинамические органы управления;
• влияния струй двигательных установок на аэродинамические характеристики;
• характеристик моделей в свободном полете.

открытая рабочая часть установки с подготовленной к испытаниям моделью спускаемого аппарата «Пенетратор».


Определение аэродинамических характеристик спускаемого аппарата «Пенетратор».

Реализация

• Исследованы аэродинамические характеристики ракет-носителей, в том числе «Союз», «Космос», «Зенит», «Энергия», «Ангара».
• Проведены работы по программе «Морской старт».
• Отработана аэрогазодинамика спускаемого аппарата «Союз» и его модификаций.
• Определены аэродинамические характеристики спускаемого аппарата «Пенетратор» по проекту «Марс-96» и возвращаемого аппарата по проекту «Фобос-Грунт».
• Проведены исследования по отработке спускаемого аппарата «Mars Microprobe» (США).

Крупномасштабная сверх- и гиперзвуковая аэродинамическая труба (установка У-306-3)

Назначение: исследования аэродинамических характеристик и функциональная отработка изделий ракетно-космической техники при сверх- и гиперзвуковых скоростях.


Внешний вид установки У-306-3.

Основные характеристики

• Число Маха 3...8
• Число Рейнольдса, м^-1 (0,1...200)×10^6
• Температура торможения, К 250...650
• Диаметр рабочей части, м 2,5
• Длина рабочей части, м 6,5
• Выходной диаметр сопла, м 1,2
• Диаметр модели, м до 0,5
• Длина модели, м до 2
• Продолжительность испытания, с до 300

Задачи

Определение:

• аэродинамических характеристик ракет-носителей и спускаемых аппаратов;
• распределений и пульсаций давления (в том числе с моделированием струй двигательных установок и при разделении ступеней);
• характеристик динамической устойчивости, аэродинамических характеристик моделей при больших углах атаки;
• характеристик сверх- и гиперзвуковых диффузоров;
• распределения температур и тепловых потоков по поверхности модели.

Исследования модели пилотируемого корабля нового поколения и ИК-измерения теплообмена на его лобовой поверхности.

Реализация

• Отработана аэрогазодинамика ракеты-носителя «Союз», спускаемого аппарата «Союз» и его модификаций на гиперзвуковом участке полёта.
• Определены аэродинамические характеристики спускаемого аппарата «Пенетратор» по проекту «Марс-96» и возвращаемого аппарата по проекту «Фобос-Грунт».

Газодинамическая вакуумная камера (установка У-22)

Назначение: исследования газодинамического и теплового воздействия высотных струй двигателей на элементы конструкции изделий ракетно-космической техники.


Газодинамическая барокамера установки У-22.

Основные характеристики:
Число Маха струи на срезе сопла модельного двигателя 1...10
Число Рейнольдса струи, м^-1 10^3...10^7
Давление в камере модельного двигателя, МПа 30
Давление в барокамере, Па 0,13
Диаметр камеры, м 8
Высота камеры, м 20
Объём камеры, м^3 1000

Задачи

• Изучение струйных течений при различных внешних условиях (в т.ч. высотных).
• Изучение процессов разделения, стыковки и расстыковки.
• Изучение процессов посадки с использованием двигателей.
• Реализация различных технологических процессов в условиях вакуума и высокого давления.

Реализация

• Рекомендации учитывались при проектировании системы управления мягкой посадкой космических аппаратов на поверхность Луны, при разделении ступеней РН, при стыковке и расстыковке аппаратов и др.

Исследование на модели процесса отделения космического аппарата от ракеты-носителя.

Электродуговые газодинамические установки (У-15Т-1, У-15Т-2, ТТ-1, ТТ-2)

Назначение: отработка высокотемпературных материалов и теплозащиты изделий РКТ

С 1954 г. наземная отработка тепловой защиты всех изделий ракетно-космической техники проводится на электродуговых установках предприятия. ЦНИИмаш обладает уникальным комплексом газодинамических установок с электродуговыми подогревателями газа.

На этапе разработки новых теплозащитных материалов (ТЗМ) определяется их тепловая эффективность, даются рекомендации по их внедрению. Исследуется работоспособность отдельных конструктивных узлов и крупномасштабных фрагментов теплозащитных покрытий.

На ЭДУ ЦНИИмаш проводились исследования теплозащитных материалов и покрытий для ракет-носителей и космических кораблей «Восток», «Союз», «Молния», «Энергия-Буран», межпланетных космических станций серий «Марс», «Венера», «Луна», «Фобос-Грунт», а также баллистических ракет.


Внешний вид установки У-15Т-1, на которой отрабатывались образцы теплозащитных материалов и фрагменты конструкций КА «Буран».


Образцы, испытанные в ЭДУ, в том числе натурный фрагмент КА «Буран», испытанный в ЭДУ У-15Т-1.


Внешний вид установки У-15Т-2, на которой проводятся испытания крупномасштабных образцов углерод-углеродных композиционных материалов (УУКМ) и теплозащиты боковой поверхности для современных гиперзвуковых летательных аппаратов.


Исследование влияния свободных колебаний НТУ аппарата «Марс-96» на теплостойкость его ТЗП.

Аэрогазодинамическая установка с высокочастотным индукционным нагревом газа (У-13 ВЧП, или ВЧ-плазмотрон)

Назначение: исследования теплообмена и теплозащиты изделий РКТ, в том числе аппаратов планирующего спуска.

Основные характеристики
Мощность, кВт 1000
Энтальпия потока химически чистой плазмы, МДж/кг 5...35
Давление на модели, Па 500...50000
Размер модели, мм до 200
Продолжительность испытания, мин до 100

Задачи

• Исследование неравновесного теплообмена в высокотемпературных газовых потоках.
• Исследование каталитической активности теплозащитных материалов (ТЗМ) и термостойкости противоокислительных покрытий.
• Исследования «старения» ТЗМ, ресурсные испытания ТЗМ.
• Исследования радиофизических характеристик плазменного потока и влияния на него магнитного поля.
• Модифицирование материалов под воздействием высокотемпературного диссоциированного газа.
• Исследования по нанотехнологии.

Внешний вид аэрогазодинамической установки с высокочастотным индукционным нагревом газа (У-13 ВЧП).


Испытуемые образцы в потоке чистой плазмы.

Реализация

Участие в отработке теплозащитных материалов для изделий:

• МТКК «Буран» (НПО «Молния», РКК «Энергия»),
• «Союз-ТМА» (РКК «Энергия»),
• «Фобос-Грунт» (НПО имени С.А.Лавочкина),
• НТУ (НПО имени С.А.Лавочкина),
• «Гермес» (Dassault Aviation, Франция),
• «Хоуп» (Mitsubishi, Япония).

Крупномасштабные поршневые газодинамические установки (ПГУ) многокаскадного сжатия

Назначение: исследования теплообмена и аэродинамики изделий РКТ при гиперзвуковых скоростях.

Основные характеристики
Число Маха 4...18
Число Рейнольдса, м^-1 (0,2100)×10^6
Выходные диаметры сопла, мм 0,4; 0,8
Температура торможения газа, К до 3500
Давление торможения, МПа до 250
Размеры модели, Длина, мм до 1000

Задачи

• Изучение аэрогазодинамики, акустики и теплообмена на крупномасштабных моделях:
  • с моделированием струй двигателей;
  • при разделении ступеней изделий РКТ;
  • аппаратов сложной конфигурации, спускаемых в атмосферах Земли и других планет.
• Использование термовизионной техники позволяет обеспечить очень высокую информативность измерений теплообмена.

ПГУ-11 и ПГУ-7 относятся к самым крупным в мире импульсным установкам.


Внешний вид установки ПГУ-11.


Модель ОК «Буран» в рабочей части ПГУ-7.


Модель гиперзвуковой летающей лаборатории. «Игла» в рабочей части ПГУ-11.

Реализация

На ПГУ ЦНИИмаш проводились исследования теплообмена моделей космических аппаратов:

• «Буран» (Россия),
• «Гермес» и демонстратор «Pré-X» (Франция),
• Зенгер (Германия),
• ASLV и PSLV (Индия),
• ВА «Шеньчжоу» (Китай),
• «Mars microprobe» (США),
• «Хоуп» (Япония) и других.

Многоцелевая модельная баллистическая установка (МБУ)

Назначение: моделирование высокоскоростного удара и экспериментальные исследования по обеспечению защиты космических аппаратов от воздействия осколков космического мусора и метеороидных частиц.

Основные характеристики

• Калибр ствола, мм 12,7; 13,7
• Диаметр метаемых частиц, мм 2...13
• Масса метаемых частиц, г до 5
• Скорость метания, км/с 4...7,5
• Суммарная длина баротрассы, м ~ 20
• Диаметры камер баротрассы, м 0,8 и 1,5
• Давление в баротрассе, Па 1,5×10^2...1×10^5

Задачи

• Отработка экранной защиты и определение её баллистического предела.
• Исследования нештатных ситуаций, сопровождающих пробой или высокоскоростную деформацию оболочки гермоотсека, и определение параметров ударно-волнового процесса в атмосфере гермоотсека.
• Экспериментальные исследования по отработке бортовых систем оперативного определения места удара или пробоя гермооболочки.
• Определение стойкости различных элементов конструкций КА (иллюминаторов, радиаторов СОТР, солнечных батарей и др.) к высокоскоростному удару.

Внешний вид многоцелевой баллистической установки. Вид со стороны легкогазовой пушки.


Натурная панель экранной защиты служебного модуля МКС и второй экран защиты после сертификационного испытания на МБ.

Реализация

• Отработана бортовая система оперативного определения места удара или пробоя гермооболочки.
• Проведены моделирование и исследование аварийных ситуаций при воздействии осколков космического мусора на гермоотсеки Международной космической станции (МКС) и космических аппаратов.
• Отработана экранная защита служебного и многоцелевого лабораторного модулей МКС.

Показать Скрыть карту