Материал: Методические указания к выполнению лабораторной работы «Испытание ЭС на воздействие ультранизких давлений, криогенных температур. Специальные виды космических испытаний». Никитин Л.Н

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический

университет»

Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторной работы «Испытание ЭС на воздействие ультранизких давлений, криогенных температур. Специальные виды космических испытаний» по дисциплине «Автоматизированные системы диагностики, контроля и испытаний приборов» для студентов направлений 12.03.01 «Приборостроение» и 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» всех форм обучения

Воронеж 2017

Составитель: канд. техн. наук, доц. Л.Н. Никитин

УДК 620. 17

Методические указания к выполнению лабораторной работы «Испытание ЭС на воздействие ультранизких давлений, криогенных температур. Специальные виды космических испытаний» по дисциплине «Автоматизированные системы диагностики, контроля и испытаний приборов» для студентов направлений 12.03.01 «Приборостроение» и 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Л.Н. Никитин. Воронеж, 2017. 14 с.

Целью выполнения лабораторной работы является изучение воздействия ультранизких давлений на параметры материалов и элементов ЭС, используемых при создании космических кораблей.

Кроме того представлены виды вакуумных насосов для создания разряженности воздуха. Для измерения газов представлены вакууметры с помощью которых измеряется давление разряженного воздуха. Кроме того представленная информация о изменении параметров электрорадиоэлементов и материалов при воздействии криогенных температур. Предлагаемая информация способствует лучшему усвоению лекционного материала при изучении испытания электронных средств на воздействие ультранизких давлений и криогенных температура.

Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле Исп. приборов на косм. возд..pdf.

Табл. 2. Библиогр.: 2 назв.

Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. В.С. Скоробогатов Издается по решению учебно-методического совета

Воронежского государственного технического университета

ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет, 2017

Целью выполнения лабораторной работы является: проверка работоспособности ЭС, и элементов в условиях реальных нестационарных градиентов температуры;

исследование фактически формирующего поля температур в отсеках и взаимного влияния температурных полей различных приборов на работоспособность ЭС, выбор оптимального размещения приборов и устройств;

выявления фактических запасов температурных допусков ЭС; проверка эффективности работы системы терморегулирования в условиях, максимально приближающихся к реальным;

исследования работы системы терморегулирования в аварийных ситуациях; определение ресурса ЭС и его составных частей;

исследование температурных деформаций конструкций ЭС.

1. Воздействие ультранизких давлений

Испытание ЭС на воздействие ультранизких давлений проводят для определения способности материалов и элементов ЭС сохранять при таких давлениях свои параметры в пределах, указанных в НТД, а также для проверки правильности принятых схемных и конструктивно-технологических решений. Испытание осуществляют в глубоком вакууме. Минимальная продолжительность испытания равна (или несколько превышает) времени установления стационарного исследуемого процесса или явления. Ориентировочные значения давлений, необходимые для воспроизведения в лабораторных условиях основных физических явлений, происходящих в космосе, приведены в табл. 1

Материалы, узлы, элементы, а также ЭС в целом подвергают испытаниям в вакуумных установках. Современная вакуумная испытательная установка —

сложная система, в состав которой входят: вакуумная камера с системой трубопроводов, разнообразные насосы, вакуумметры, термометры, расходомеры криогенных жидкостей, емкости и баллоны с криогенными жидкостями, регуляторы, клапаны и краны, электроприводы, блоки контрольноизмерительной и управляющей аппаратуры.

Параметры вакуумных испытательных установок: рабочий объем камеры от 0,2 м3 (для малогабаритных установок) до 134 000 м3 (установка центра им. Арнольда, США, для испытания космических кораблей); минимальное давление до 10-12 Па; коэффициент возврата молекул Z0~10-2 ...10-2 . Вакуумные испытательные установки различаются также по следующим параметрам: составу остаточных газов; виду откачивающих насосных систем (масляная,

безмасляная, парортутная и т.д.); скорости откачки камеры; неравномерности распределения давлений, потоков частиц и температур по объему и внутренней поверхности камеры; диапазону рабочих температур; времени выхода на рабочий режим; производительности и сроку службы.

Многие молекулы газа, покидая поверхность исследуемого объекта, отражаются от стенок испытательной установки и возвращаются на объект. Это происходит многократно до тех пор, пока молекулы не будут захвачены стенками. Отношение числа молекул, возвращающихся на объект в единицу времени, к числу молекул, покидающих его, называют коэффициентом возврата молекул (Z0).

В вакуумных испытательных установках в зависимости от наибольшего давления запуска (максимального давления во входном сечении насоса, при котором он может начать работу) и предельного остаточного давления в вакуумной камере используют насосы предварительной, основной и вспомогательной откачки. Одновременно используют несколько типов насосов из-за избирательной откачной способности насоса каждого типа к удалению различных паров и газов. Наиболее часто применяют комбинацию турбомолекулярного и ротационного (для предварительной откачки) насосов; цеолитового и диффузионного с ловушками на жидком азоте для защиты от миграции паров масел; титанового сублимационного, криогенного, гетероионного или магнитного электроразрядного (для основной и вспомогательной откачки.

2