Вакуумные имитаторы космоса: устройство, разновидности, принцип работы, эксплуатации и сферы применения

Вакуумные имитаторы космоса разработаны для получения низкого давления в рабочей камере, с соблюдением определенной температуры и других характеристик, которые могут быть в открытом пространстве. Техника функционирует на основе мощных вакуумных насосов, осветительных элементов и нагревателей.

Содержание:

1. Сферы использования вакуумных имитаторов космоса
2. Конструктивные особенности имитаторов космоса
3. Виды имитационных камер космоса
4. Принцип действия и методы управления агрегатами

Сферы использования вакуумных имитаторов космоса

Использование имитаторов космоса на основе созданного вакуума востребовано для аэрокосмической деятельности, а также в лабораторных условиях, которые занимаются решением подобных вопросов.

За счет формирования необходимых условий внутри рабочей камеры, пользователи могут исследовать такие характеристики:

1. Влияние различных температур на объект испытания, которые могут появляться в условиях реального космоса;
2. Проведение расчетов вероятности разгерметизации объектов в вакуумной среде;
3. Определение точности нахождения объекта в открытом космическом пространстве;
4. Выявление влияния ультрафиолета или инфракрасного излучения.

Сферы использования вакуумных имитаторов космоса

Чтобы определить описанные параметры необходимо обязательно создание сверхнизкого давления в рабочей среде, использования холодной сорбции, солнечной радиации и природного излучения.

Конструктивные особенности имитаторов космоса

Среди основных узлов, которые входят в устройство имитаторов можно встретить следующие:

1. Вакуумная камера – рабочий объем сделан в виде большого резервуара, внутри него создаются необходимые условия, которые нужны для испытаний. Габариты, формы и объем зависит от конкретных требований. Камера может быть оснащена дверкой откидного или открывающегося вида, а также колпаком для загрузки объектов. На лицевой стороне стенки или дверцы есть окошко для контроля процесса. Оно сделано из стеклопакета, устойчивого к температурному воздействию;
2. Откачивающая система – вакуумный насос различного типа с той мощностью, которая дает возможность создавать условия космического пространства. Среди возможных агрегатов используют сухие винтовые, криогенные, спиральные типы, а также турбомолекулярные и насос типа Рутса. Во время активации они создают нужное давление в камере, исключая попадание углеводородных паров, способные нарушать точность исследований;
3. Вакуумметр с высокой точностью и надежностью для мониторинга показателей, поддержки их на определенном уровне;
4. Блок управления для автоматизации основных процессов;
5. Циркуляционный термостат, который способен функционировать от -85 до +250 градусов, а его охлаждающая мощность находится в пределах 1-20 кВт;
6. Термооборудование для создания высокой или низкой температуры внутри камеры. Для этого использованы захолаживающие экраны, термоплиты и датчики. В некоторых моделях такие узлы могут отсутствовать, исходя из условий имитации.

Конструктивные особенности имитаторов космоса

Как и в других системах, все компоненты вакуумного имитатора космоса обладают системой трубопровода с фланцами, запорной арматурой и другими деталями для подключения и соединения.

Виды имитационных камер космоса

Точные характеристики и параметры рабочих камер для имитации космоса определяются условиями применения. При выборе нужно ориентироваться на максимальную эффективность эксплуатации и лучшее рациональное применение площади лабораторных помещений. Исходя из этих факторов, рабочая среда может быть в следующих исполнениях:

1. Квадратных форм (куб, квадрат, прямоугольник) – самые рациональные агрегаты для монтажа внутри помещений. Они отличаются ограниченным свободным пространством, что достигается строгими геометрическими формами наружных стенок;
2. Цилиндрических форм – зачастую эксплуатируются при потребности получения оптимальных параметров внутреннего пространства камеры и размеров техники. Установки могут быть с 1-2 дверцами открывающегося типа, которые монтируют на разных сторонах цилиндра;
3. Колпачный вид – используют в тех условиях, где откидная вверх крышка будет самой удобной для рабочего процесса. Моделей есть несколько вариантов, поэтому на некоторых стоят автоматические откидные дверцы;
4. Форма буквы «D» используется для монтажа вдоль одной лабораторной стены;
5. Вертикально размещенные цилиндры, у которых есть съемная дверь, подойдут для тестирования больших по габаритам объектов с вертикальным положением.

Виды имитационных камер космоса

Понимая все возможные виды и условия в лабораториях, удается быстрее и легче подобрать технику для испытаний.

Принцип действия и методы управления агрегатами

Принцип работы основан на действии насоса, который может откачать из камеры газ или воздух. Это позволяет внутри создавать условия космического безвоздушного пространства. Для соединения всех узлов в аппаратах использован трубопровод, есть панель управления для автоматизации процесса. С помощью него удается сделать следующие задачи:

1. Слежка за всем управлением оборудования, которая сделана на базе ПЛК-контроллера;
2. Обработка полученных данных в понятном для человека виде. Вся информация выводится на сенсорный монитор при помощи программного обеспечения. Элементы есть на панели управления;
3. Мониторинг общих параметров системы и отдельных ее узлов, сведения показаны на многоуровневых мониторах;
4. Передача сигналов устройству, который должен отслеживать сбои и другие нестандартные условия.

На данный момент много производителей такой техники, они готовы предоставить любые габариты от настольных систем до полевых агрегатов. Конфигурация может быть для исследований только одной характеристики космических условий или проведения комплексных тестирований объектов. В рабочей камере будут точно смоделирована среда космоса. Внутри камеры могут быть с дополнительными деталями, позволяющими закрепить объект, вращать стол с ним, поворачивать или смещать его под углом.