ОБРАБОТКА ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В ПРОЦЕССЕ ПОЛЕТА В ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ГАРАНТИЙНЫХ СРОКОВ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 2.1. Проведение натурных испытаний на изделии ФГБ в 2008 г. в эксперименте «КОМПЛАСТ С точки зрения наибольшего повреждающего действия на материалы при рассмотрении условий на НЗО следует выделить: поток УФ ЭМИ Солнца, набегающий поток АК, циклическое изменение теплового потока на поверхность (термоциклирование) при орбитальном движении. Для прогнозирования стойкости материалов необходимо накопление информации о интегральной величине воздействующих ФКП.
При орбитальном движении в световой фазе полета на КА падает лучистый поток ЭМИ Солнца плотностью 135-145 мВт см-2 (солнечная постоянная c) в диапазоне длин волн 0,1-3 мкм [1, 2]. При оценке его воздействия на материалы целесообразно рассматривать раздельно тепловые и нетепловые эффекты.
Основной вклад в тепловой баланс поверхности КА вносит длинноволновая область спектра 0,3-3 мкм, где сосредоточено 92% энергии. Часть этой энергии поглощается поверхностью материала, что приводит к повышению ее температуры в световой фазе орбиты. При вхождении КА в тень Земли поверхность материала охлаждается за счет лучеиспускания в окружающее пространство, температура которого может опускаться до 4 К [2]. В этой теневой фазе движения температура поверхности снижается. Таким образом, температура поверхности циклически изменяется с периодом обращения. Диапазон колебания температуры зависит от параметров движения КА и термо-оптических свойств материала и может достигать 150-400 К. Такое термоциклирование вызывает многократное (6000 циклов в год) изменение объема материала, что может приводить к образованию трещин и разрушению структуры, особенно у гетерогенных материалов с компонентами, имеющими различные коэффициенты линейного расширения.
Нетепловое воздействие ЭМИ вызывается его коротковолновой частью с длинами волн 0,1-0,38 мкм, относящейся к УФ диапазону. В этой области энергия фотона достаточна для образования возбужденных состояний в энергетических зонах твердого тела и для разрыва молекулярных связей в материалах [19]. Поэтому, несмотря на малую долю энергии (менее 8% c или 11 мВт см-2), УФ вносит основной вклад в повреждающие материалы действие ЭМИ. Особой повреждающей материалы активностью обладает часть спектра с длиной волны короче 0,2 мкм, которую относят к диапазону ВУФ. Хотя в этом диапазоне 0,1-0,2 мкм плотность потока энергии составляет 10мкВт см-2 (менее 0,001% c), энергия фотона достигает 6-12 эВ и соответствует порогам разрыва связей C=C, C=O, CF2-F, Si-O и пр., характерным для распространенных полимеров.
Цель эксперимента состоит в установлении влияния ФКП на свойства материалов наружных поверхностей и использования полученных сведений для решения вопроса продления гарантийных сроков применения материалов.
Из-за локального характера воздействия ФКП, связанного с различиями в ориентации отдельных участков КА относительно набегающего потока, потоков солнечного излучения, массопотоков СВА контроль ФКП производится непосредственно в месте экспозиции образцов материалов, т.е. на панелях "Компласт". Для этого панели снабжены датчиками контроля температуры и УФ-излучения Солнца.
Натурный эксперимент проводится на 9 панелях "Компласт", установленных с внешней стороны изд.77КМ N17501:
- на корпусе гермоадаптора установлены 2 панели: N3 -77КМ-7904-0-02 и N4 -77KM-7904-0-03
- на ПГО установлены 4 панели
N5 -77KM-7904-0-04
N6 -77KM-7904-0-05
N7 -77KM-7904-0-06
N1 -77KM-7904-0-00
- на коническом днище установлены 3 панели
N2 -77KM-7904-0-01
N10 -77KM-7904-0-09
N11 -77KM-7904-0-10
Панели выполнены из 2-х ствоpок, раскрывающихся, как книга. Материал панелей АМГ-6. На каждой ствоpке закреплена кассета с образцами. Масса панели с образцами от 3,08 кг до 3,834 кг . На каждой панели смонтирован температурный датчик TЭП- 012 или ТЭМ- 006-04. Проложен кабель с разъемом РС4Б (на панели N5 PC50). Разъем закреплен на рукоятке панели. При установке панели на поддон происходит стыковка разъема РС4Б с вилкой ОСРС4АТ, закрепленной на поддоне. Установка панели на поддон производится при помощи фиксатора, расположенного на рукоятке панели.
Контроль температуры на панелях "Компласт" осуществляется по каналам телеметрии от датчиков температуры ТЭМ- 006-04 и ТЭП-012.
Датчики температуры установлены на всех 9 панелях.
Контроль потока УФ-излучения осуществляется по каналам телеметрии с датчиков ДУФИС 001.1 и ДУФИС 002.1. Датчики УФ-иэлучения установлены на панелях N 1,2,3,5,7. Расшифровку сигнала осуществляет НИИЯФ МГУ.
После возвращения панелей на землю с датчиков ДУФИС 001.1 замеряется интегральный поток энергии УФ-излучения.
Контpоль потока УФ излучения Солнца пpоизводится двумя pазличными методами:
-путем оценки УФ облученности по дегpадации оптических хаpактеpистик контpольных обpазцов покpытий, установленных на панелях,
-путем непpеpывной pегистpации потока мощности солнечного излучения калоpиметpическими датчиками ДУФИС-1, ДУФИС-2 на панелях с последующей обpаботкой телеметpической инфоpмации для опpеделения УФ облученности.
Контpоль ТЦ обpазцов на панелях осуществляется непpеpывно по каналам телеметpии по сигналам от теpмометpов сопpотивления ТОН, установленных на обpазцах матеpиалов и в датчиках ДУФИС-1. В последнем случае инфоpмация о темпеpатуpе панелей получается путем специальной обpаботки телеметpических данных.
Бортовая телеметрическая система состоит из каналов измерения электрического сопротивления термометров сопротивления, установленных на образцах материалов, структурных элементов, на чувствительных элементах. Датчики соединены с выходными разъемами кассет, к которым подключены линии соединения с измерительными устройствами типа «Спутник» через коммутаторы. С их помощью осуществляется периодический опрос нескольких десятков датчиков. Выходные сигналы либо передаются в реальном времени на Землю в режиме НП, либо записываются на бортовой накопитель информации, с которого передаются во время сеанса связи в режиме ВП.
|