В МАИ разработан новый подход к тепловым испытаниям космических аппаратов

Наземные испытания космических аппаратов — один из неотъемлемых этапов их создания. С развитием ракетно-космической отрасли создаваемая техника усложняется, а стоимость её изготовления растёт. Поэтому для разработчиков важно, с одной стороны, минимизировать расходы на экспериментальную отработку, а с другой — обеспечить высокую точность испытаний с учётом жёстких требований к надёжности космического аппарата в целом. Решением этих задач в части тепловой отработки космических аппаратов занимаются специалисты кафедры 610 «Управление эксплуатацией ракетно-космических систем» Московского авиационного института.

Основным идейным вдохновителем проекта, который объединяет ряд связанных направлений, является доктор технических наук, профессор кафедры 610 Анатолий Васильевич Колесников. Руководит рабочей группой кандидат технических наук, доцент кафедры 610 Андрей Вячеславович Палешкин.

Коллективом кафедры были разработаны технические решения и методы оптимизации энергетического режима работы инфракрасных имитаторов для проведения тепловакуумных, вакуумно-температурных и комплексных электрических испытаний космических аппаратов. Вычислительный программный комплекс обеспечит подачу расчётных значений напряжения и температур на каждый модуль нагревающих элементов таким образом, чтобы воспроизвести расчётные тепловые нагрузки с погрешностью не более 1–2 %. Установить такой имитатор можно в обычную вакуумную камеру, оснащенную азотными экранами, что значительно расширит возможности собственной экспериментальной базы предприятия.

— На орбите космический аппарат подвергается серьезному воздействию солнечного излучения, а перепад температур по его разным сторонам может превышать 200 градусов. В рамках испытаний подобные нагрузки должны быть отработаны, — рассказывает Андрей Вячеславович. — При этом очень малое число предприятий в России имеет полноценную собственную базу для таких работ — пересчитать их можно на пальцах одной руки.

Один из распространённых вариантов решения проблемы испытаний для разработчиков космических аппаратов — транспортировка изделия на крупные предприятия, обладающие необходимыми ресурсами для этого. Однако стоимость такой перевозки и проведения испытаний, если речь идёт о малых космических аппаратах, не всегда является экономически оправданной.

— Наша разработка даёт возможность предприятиям на собственной стендовой базе проводить комплекс необходимых испытаний, используя только упрощённые средства моделирования расчётных тепловых нагрузок, и тем самым снизить расходы на разработку перспективной техники. В первую очередь, это актуально для производителей малых космических аппаратов в весовом сегменте от 100 до 250 кг, количество которых растёт с каждым годом, — говорит учёный. — Более того, при необходимости предприятие может начать самостоятельно предоставлять услуги по испытанию различных изделий другим компаниям.

Сейчас маёвский имитатор находится на стадии эскизного проектирования. Полностью проработана вычислительная составляющая, которая позволяет моделировать не только воздействие Солнца, но другие виды тепловой нагрузки на изделия.

Ещё один плюс системы — возможность её использования как в крупных, так и в небольших вакуумных установках, начиная от объёма 5 кубических метров. Это значит, что разработку легко адаптировать под нужды конкретного предприятия и оптимизировать стоимость оборудования.

Имитатор может быть использован для испытаний не только космических аппаратов, но и авиационной техники, а также изделий тактического вооружения, что создаёт широкие возможности для дальнейшего внедрения в производственную деятельность. Интерес к разработке уже проявляют несколько партнёров МАИ, такие как АО «Корпорация «ВНИИЭМ», АО «НПО Лавочкина» и др.