RU2739647C1 - Onboard experimental-testing unit and method of its operation - Google Patents

Onboard experimental-testing unit and method of its operation Download PDF

Info

Publication number
RU2739647C1
RU2739647C1 RU2020124612A RU2020124612A RU2739647C1 RU 2739647 C1 RU2739647 C1 RU 2739647C1 RU 2020124612 A RU2020124612 A RU 2020124612A RU 2020124612 A RU2020124612 A RU 2020124612A RU 2739647 C1 RU2739647 C1 RU 2739647C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
module
pressurized chamber
pressurized
gas
Prior art date
Application number
RU2020124612A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Семёнович Цыганков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2020124612A priority Critical patent/RU2739647C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2739647C1 publication Critical patent/RU2739647C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64GCOSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00Cosmonautic vehicles
    • B64G1/16Extraterrestrial cars

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

FIELD: astronautics.
SUBSTANCE: group of inventions relates to extravehicular activity (EVA) of an astronaut. Proposed installation comprises sealed chamber, sealed cover with window, vacuum-pumping system (VPS), gas inertia feeder, pressure indicator, space suit fragment (SF), TV recorder and devices for recording of analyzed objects. Sealed chamber is made as compartment of sealed circuit of shell of orbital station module. SF is tightly connected to bottom of sealed chamber through structure in form of bellows. VPS comprises a pump for pumping gas from the sealed chamber into the atmosphere of the module, pressure relief valves into the overboard space and balancing the pressure with the pressure in the module. During operation of the installation, the analyzed objects are fixed in a sealed chamber and the SF assembled with the bellows is installed. Astronaut in SF implements operations: in air - during pumping of gas from sealed chamber into atmosphere of module until creation of standard pressurization; in neutral medium - at complete pumping and filling of sealed chamber with inert gas; at overboard pressure - by evacuation of sealed chamber through discharge valve. Investigation of objects and processes may be performed is carried out automatically or remotely. Note here that bellows with SF are dismantled, sealed cover is installed, and after evacuation of sealed chamber, visual observations are carried out through window in sealed cup.
EFFECT: technical result is higher safety, reliability and efficiency of EVA means and methods.
2 cl, 2 dwg

Description

Группа изобретений относится к космической технике, в частности, к средствам и способам исследования и оптимизации внекорабельной деятельности космонавта.The group of inventions relates to space technology, in particular, to means and methods of research and optimization of extravehicular activities of an astronaut.

Установка может использоваться для исследований, экспериментальной отработки и испытаний широкого круга приборов и устройств, предназначенных для эксплуатации в космических условиях.The installation can be used for research, experimental development and testing of a wide range of instruments and devices intended for operation in space conditions.

Конструкция и методика применения приборов, аппаратов и инструментов, особенно индивидуального использования, требует особо тщательной инженерно-эргономической и технологической отработки как на совместимость с конструктивными и эксплуатационными особенностями скафандра, так и с функциональными возможностями космонавта с учетом длительного негативного влияния факторов космического полета на физиологию и биомеханику человека. Для отработки и испытаний оборудования космического назначения широкого практикуется имитация в наземных условиях физических факторов космического пространства: вакуума, микрогравитации, термических воздействий и облучения, а также участие испытателя в скафандре при штатном уровне избыточного давления. Для получения более достоверных результатов ставится проблема моделирования совокупного и синхронного воздействия двух и более факторов, свойственных открытому космосу. Решение проблемы вызывает необходимость создания специальных установок и особых условий их эксплуатации.The design and method of using devices, apparatus and instruments, especially for individual use, requires particularly careful engineering, ergonomic and technological testing both for compatibility with the design and operational features of the spacesuit and with the cosmonaut's functional capabilities, taking into account the long-term negative influence of space flight factors on physiology and human biomechanics. For the development and testing of space equipment, it is widely practiced to simulate the physical factors of outer space in ground conditions: vacuum, microgravity, thermal effects and radiation, as well as the participation of a tester in a spacesuit at a standard level of excess pressure. To obtain more reliable results, the problem is posed of modeling the combined and synchronous impact of two or more factors inherent in open space. Solving the problem calls for the creation of special installations and special conditions for their operation.

Известно страховочное устройство для условий невесомости, патент RU 2528504 (опубл. 27.03.2014, бюл. №9, МПК: B64G 1/66 (2006.01), представляющее собой тканевый фал, помещенный внутрь пружины растяжения, навитой касательно виток к витку. Многолетнее успешное применение устройства, которым оснащены все отечественные скафандры «Орлан» для работы в открытом космосе, подтвердило эффективность внутреннего фала при изгибах и изменении длины пружинной оболочки в процессе внекорабельной деятельности (аналог).Known belay device for weightlessness, patent RU 2528504 (publ. 03/27/2014, bull. No. 9, IPC: B64G 1/66 (2006.01), which is a fabric halyard placed inside a tension spring, wound tangentially coil to coil. the use of the device, which is equipped with all domestic space suits "Orlan" for work in outer space, confirmed the effectiveness of the inner halyard when bending and changing the length of the spring shell during extravehicular activity (analogue).

Известен стенд-тренажер и способ комплексирования условий космического полета (Б.Е. Патон, Д.А. Дудко, О.С. Цыганков. Стенд-тренажер для имитации сварочных работ в космосе. // Космические исследования на Украине. Издательство «Наукова думка», Киев - 1975. С. 18-21; О.С. Цыганков. Моделирование условий для отработки космических инструментов. // Полет - 11. 2001. С. 41-44) (прототип).Known simulator stand and a method for integrating space flight conditions (BE Paton, DA Dudko, OS Tsygankov. Stand simulator for simulating welding in space. // Space research in Ukraine. Publishing house "Naukova Dumka ", Kiev - 1975. S. 18-21; OS Tsygankov. Modeling of conditions for the development of space instruments. // Flight - 11. 2001. P. 41-44) (prototype).

Стенд-тренажер содержит герметичную рабочую камеру с вакуумно-откачной системой, с иллюминаторами, на передней стенке рабочей камеры установлен фрагмент космического скафандра таким образом, что может быть обеспечен любой требуемый перепад давлений газа между камерой и окружающей средой для имитации фактических условий работы космонавта, на стенке камеры расположен набор электрических гермовводов и натекателей для заполнения камеры воздухом или другим рабочим газом, а также люк для смены образцов. Передняя стенка закрывается герметичной крышкой с быстродействующими зажимами.The simulator contains a sealed working chamber with a vacuum pumping system, with portholes, a fragment of a space suit is installed on the front wall of the working chamber in such a way that any required gas pressure difference between the chamber and the environment can be provided to simulate the actual working conditions of the astronaut, on The chamber wall contains a set of electrical sealed leads and leakages for filling the chamber with air or other working gas, as well as a hatch for changing samples. The front wall is closed with a sealed cover with quick-release clamps.

Недостатком устройства - прототипа является ограниченность операционного поля ввиду жесткого крепления фрагмента скафандра.The disadvantage of the prototype device is the limited operating field due to the rigid attachment of a fragment of the spacesuit.

Способ эксплуатации стенда-тренажера заключается в моделировании условий отработки операций следующими действиями (прототип):The method of operating the simulator stand consists in simulating the conditions for working out operations by the following actions (prototype):

- ограничения, которые скафандр налагает на двигательные возможности испытателя, достигаются путем понижения давления в камере до разности с давлением окружающей среды, равной штатному избыточному - the limitations that the spacesuit imposes on the mobility of the tester are achieved by lowering the pressure in the chamber to a difference with the ambient pressure equal to the standard excess

давлению в скафандре, при этом камера может быть заполнена остаточным воздухом или, после вакуумирования, - инертным газом;pressure in the suit, while the chamber can be filled with residual air or, after evacuation, with inert gas;

- совокупное воздействие ограничений скафандра и микрогравитации достигается установкой стенда с откачной системой в салоне самолета-лаборатории, выполняющего маневр по параболе, с заполнением камеры остаточным воздухом или инертным газом;- the combined effect of the spacesuit and microgravity limitations is achieved by installing a stand with a pumping system in the cabin of the laboratory aircraft performing a parabolic maneuver, with the chamber filling with residual air or inert gas;

- совокупное воздействие ограничений скафандра и вакуума достигается размещением стенда в локальном гермообъеме с давлением, равным штатному наддуву скафандра, для данного способа моделирования используется кислородная маска (О.С. Цыганков. Моделирование условий для отработки космических инструментов. // Полет - 11. 2001. С. 41-44).- the combined effect of the spacesuit and vacuum limitations is achieved by placing the stand in a local pressurized volume with a pressure equal to the nominal pressure of the spacesuit, for this modeling method an oxygen mask is used (OS Tsygankov. Modeling of conditions for testing space instruments. // Flight - 11. 2001. S. 41-44).

Для отработки технологий и экспериментов в открытом космосе по плавлению, сварке, пайке, восстановлению покрытий, кристаллизации, адгезии, трибологии, а также для манипуляций и наблюдений, доступных космонавту в скафандре, требуются отрезки времени, намного превышающие режимы искусственного воспроизведения гравитации в полете самолета (~ 30 сек). Существенным и невосполнимым на Земле недостатком способа-прототипа является кратковременность режимов микрогравитации.To develop technologies and experiments in open space on melting, welding, soldering, restoration of coatings, crystallization, adhesion, tribology, as well as for manipulations and observations available to an astronaut in a spacesuit, time periods are required that are much higher than the modes of artificial reproduction of gravity in flight ( ~ 30 sec). An essential and irreplaceable disadvantage of the prototype method on Earth is the short duration of microgravity modes.

Со времени создания рассмотренного стенда-тренажера (1973 г.) и проведения ручной электронно-лучевой сварки вне орбитальной станции (1984 г.) многое изменилось в организации и техническом обеспечении экспериментов на борту орбитальных станций. Накоплен опыт использования геоорбитальных станций в качестве космических лабораторий, возросла насыщенность бортовыми экспериментальными установками, например, печи для плавления, напыления покрытий, выращивания монокристаллов, центрифуги и др. В настоящее время актуализируется тренд на использование орбитальной станции в качестве полигона для отработки новых технологий и оборудования для перспективных программ. Космическая станция предоставляет неограниченные возможности использования состояния микрогравитации и вакуума, но при этом строго ограничена продолжительность сеанса внекорабельной деятельности экипажа, количество которых также ограничено, при этом ВКД сопряжена с уровнем риска, повышенным относительно полета экипажа внутри гермоотсеков.Since the creation of the considered simulator stand (1973) and the conduct of manual electron-beam welding outside the orbital station (1984), much has changed in the organization and technical support of experiments on board the orbital stations. Experience has been accumulated in the use of geoorbital stations as space laboratories, the saturation of onboard experimental installations has increased, for example, furnaces for melting, spraying coatings, growing single crystals, centrifuges, etc. Currently, the trend is being updated to use the orbital station as a testing ground for developing new technologies and equipment. for promising programs. The space station provides unlimited opportunities for using the state of microgravity and vacuum, but at the same time, the duration of the session of the extravehicular activity of the crew is strictly limited, the number of which is also limited, while EVA is associated with a level of risk that is increased relative to the flight of the crew inside the pressurized compartments.

Задачей группы изобретений является создание бортовой экспериментально-испытательной установки (БЭИУ) и способа ее эксплуатации, формирующих условия, максимально приближенные к окружающей среде и состоянию организма космонавта, обеспечивающих повышение безопасности, надежности и эффективности средств и методов внекорабельной деятельности космонавта.The task of the group of inventions is to create an on-board experimental test facility (BEIU) and a method of its operation, which form conditions as close as possible to the environment and the state of the cosmonaut's body, ensuring an increase in the safety, reliability and efficiency of the means and methods of extravehicular activity of the cosmonaut.

Техническим результатом группы изобретений является повышение безопасности, надежности и эффективности средств и методов внекорабельной деятельности космонавта.The technical result of the group of inventions is to improve the safety, reliability and efficiency of means and methods of extravehicular activities of the cosmonaut.

Технический результат достигается тем, что бортовая экспериментально-испытательная установка содержит гермокрышку с иллюминатором и быстродействующими зажимами, установленные на днище гермокамеры электрический гермоввод, вакуумно-откачная система, натекатель для подачи инертного газа, индикатор давления, фрагмент скафандра, установленные в гермокамере средства освещения, ТВ-регистратор и устройства фиксации исследуемых объектов, фрагмент скафандра герметично присоединен к днищу гермокамеры фланцевым соединением через структуру в виде сильфона, выполненного из двух фланцев с цилиндрическими отростками, в пазах между которыми установлена винтовая цилиндрическая пружина растяжения, навитая касательно виток к витку и формирующая внутреннее пространство упомянутого сильфона, закрываемое гермокрышкой, причем внутренняя поверхность сильфона покрыта тканевой оболочкой, а внешняя поверхность - трехслойной оболочкой, выполненной из герметичной, силовой и защитной оболочек, прикрепленные к упомянутым цилиндрическим отросткам, при этом гермокамера выполнена как отсек, входящий в гермоконтур оболочки модуля орбитальной станции, в состав вакуумно-откачной системы входит насос для откачки газа из гермокамеры в атмосферу модуля, клапан сброса давления газа в забортное пространство, клапан выравнивания давления с давлением атмосферы в модуле.The technical result is achieved by the fact that the on-board experimental test facility contains a hermetic cover with a window and quick-acting clamps, an electric pressure seal installed on the bottom of the pressurized chamber, a vacuum-pumping system, a leak for inert gas supply, a pressure indicator, a fragment of a suit, lighting means installed in the pressurized chamber, TV - the recorder and devices for fixing the objects under study, a fragment of the spacesuit is hermetically attached to the bottom of the pressurized chamber by a flange connection through a structure in the form of a bellows made of two flanges with cylindrical processes, in the grooves between which a helical cylindrical tension spring is installed, wound tangentially from the coil to the coil and forming the internal space the said bellows, closed by a hermetic cover, and the inner surface of the bellows is covered with a fabric shell, and the outer surface is covered with a three-layer shell made of a sealed, power and protective shell attached to the closed cylindrical processes, while the pressurized chamber is made as a compartment included in the pressurized circuit of the shell of the orbital station module, the vacuum pumping system includes a pump for pumping gas from the pressurized chamber into the atmosphere of the module, a valve for releasing gas pressure into the outboard space, a pressure equalization valve with atmospheric pressure in the module.

Технический результат достигается способом эксплуатации бортовой экспериментально-испытательной установки, заключающимся в том, что в гермокамере размещают и фиксируют исследуемые объекты, устанавливают на днище гермокамеры фрагмент скафандра, причем перед установкой на днище гермокамеры фрагмента скафандра выполняют его сборку с сильфоном, космонавт-испытатель размещается во фрагменте скафандра, в зависимости от поставленных задач перед космонавтом-испытателем реализуют следующие режимы эксплуатации установки: для выполнения целевых операций в воздушной среде насосом откачивают газ из гермокамеры в атмосферу модуля или через клапан сброса давления сбрасывают давление газа в гермокамере до установления разности с давлением атмосферы в модуле, равной штатному наддуву скафандра; для выполнения целевых операций в нейтральной среде насосом откачивают газ из гермокамеры в атмосферу модуля до давления не менее 10-1 мм рт.ст., через клапан сброса давления сбрасывают остаточный газ, вакуумируют гермокамеру и заполняют ее инертным газом для достижения разницы давлений в гермокамере и в модуле до штатного наддува скафандра; для выполнения целевых операций при давлении в гермокамере, равному забортному давлению, насосом откачивают газ из гермокамеры в атмосферу модуля до давления не менее 10-1 мм рт.ст., вакуумируют гермокамеру через клапан сброса давления, после завершения цикла вышеперечисленных операций гермокамеру заполняют газом из атмосферы модуля; для исследования объектов и процессов, функционирующих в автоматическом режиме или управляемых дистанционно, демонтируют сборку сильфона с фрагментом скафандра, затем размещают и фиксируют в гермокамере исследуемые объекты, устанавливают гермокрышку, откачивают насосом газ из гермокамеры в атмосферу модуля до давления не менее 10-1 мм рт.ст., затем через клапан сброса давления вакуумируют гермокамеру и ведут визуальные наблюдения через иллюминатор в гермокрышке, с помощью клапана выравнивания давления заполняют гермокамеру газом из атмосферы модуля, снимают гермокрышку и извлекают объекты исследования.The technical result is achieved by the method of operation of the on-board experimental test facility, which consists in placing and fixing the objects under investigation in the pressurized chamber, installing a fragment of the suit on the bottom of the pressurized chamber, and before installing the fragment of the suit on the bottom of the pressurized chamber, assemble it with a bellows, the test cosmonaut is placed in a fragment of a spacesuit, depending on the tasks assigned to the test cosmonaut, the following operating modes of the installation are implemented: to perform target operations in the air, the gas is pumped out of the pressurized chamber into the module atmosphere by a pump, or the gas pressure in the pressurized chamber is released through the pressure relief valve until a difference with the atmospheric pressure in a module equal to the nominal pressure of the spacesuit; To perform targeted operations in a neutral medium, a pump is pumped out of the pressurized chamber into the module atmosphere to a pressure of at least 10 -1 mm Hg, the residual gas is released through the pressure relief valve, the pressurized chamber is evacuated and filled with an inert gas to achieve a pressure difference in the pressurized chamber and in the module before the regular pressure of the spacesuit; to perform targeted operations at a pressure in the pressurized chamber equal to the outboard pressure, the gas is pumped out of the pressurized chamber into the module atmosphere by a pump to a pressure of at least 10 -1 mm Hg, the pressurized chamber is evacuated through the pressure relief valve, after the cycle of the above operations is completed, the pressurized chamber is filled with gas from the atmosphere of the module; to study objects and processes operating in automatic mode or remotely controlled, dismantle the assembly of the bellows with a fragment of the spacesuit, then place and fix the objects under study in the pressurized chamber, install a pressurized cover, pump gas from the pressurized chamber into the module atmosphere to a pressure of at least 10 -1 mm Hg .st., then through the pressure relief valve the pressurized chamber is evacuated and visual observations are carried out through the window in the pressurized cover, using the pressure equalization valve, the pressurized chamber is filled with gas from the atmosphere of the module, the pressurized cover is removed and the objects of study are removed.

Техническое обоснование изобретения бортовой экспериментально-испытательной установки заключается в следующем.The technical rationale for the invention of the on-board experimental test facility is as follows.

1. Выявлено и используется уникальное свойство навитой касательно виток к витку цилиндрической пружины растяжения: сохранение формы и объема пространства внутри пружины при изгибах и изменении длины; указанное свойство позволяет испытателю выполнять наклоны вперед-назад и в стороны, расширяя, таким образом, операционное поле внутри гермокамеры.1. Revealed and used a unique property of a coil tension coil wound tangentially to coil: preservation of the shape and volume of space inside the spring during bending and change in length; this property allows the tester to perform bending back and forth and to the sides, thus expanding the operating field inside the pressurized chamber.

2. Практически неограниченное время для выполнения целевых задач.2. Virtually unlimited time to complete target tasks.

3. Неограниченный ресурс состояния микрогравитации.3. Unlimited resource of microgravity state.

4. Неограниченные возможности вакуумирования гермокамеры.4. Unlimited possibilities of vacuumizing the pressurized chamber.

5. Адекватное состояние организма испытателя.5. Adequate condition of the test body.

6. Бережное расходование запасов газа на борту путем откачки газа из гермокамеры перед вакуумированием в атмосферу модуля насосом.6. Careful use of gas reserves on board by pumping gas out of the pressurized chamber before evacuating the module into the atmosphere with a pump.

7. Постоянная готовность к работе.7. Always ready to work.

Изобретение поясняется фиг. 1 и фиг. 2.The invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.

Фиг. 1 - конструкция БЭИУ.FIG. 1 - BEIU design.

Фиг. 2 - конструкция сильфона.FIG. 2 - bellows construction.

На фигурах приняты обозначения:In the figures, the designations are adopted:

1 - гермокамера;1 - hermetic chamber;

2 - модуль орбитальной станции;2 - space station module;

3 - днище гермокамеры;3 - the bottom of the pressurized chamber;

4 - фрагмент скафандра;4 - a fragment of a spacesuit;

5, 6 - осветитель;5, 6 - illuminator;

7 - ТВ - регистратор;7 - TV - recorder;

8 - насос;8 - pump;

9 - электрогермоввод;9 - electroherm inlet;

10 - клапан сброса давления (КСД);10 - pressure relief valve (KSD);

11 - клапан выравнивания давления (КВД);11 - pressure equalization valve (HPC);

12 - натекатель для подачи инертного газа;12 - leak valve for inert gas supply;

13 - фланец фрагмента скафандра;13 - flange of a fragment of a spacesuit;

14, 15 - фланец сильфона;14, 15 - bellows flange;

16, 17, 33, 34 - цилиндрический отросток;16, 17, 33, 34 - cylindrical process;

18 - тканевая оболочка;18 - tissue shell;

19 - герметичная оболочка;19 - sealed shell;

20 - силовая оболочка;20 - power shell;

21 - защитная оболочка;21 - protective shell;

22, 23 - бандаж;22, 23 - bandage;

24, 25 - клей;24, 25 - glue;

26, 27, 28 - устройство фиксации;26, 27, 28 - fixation device;

29 - сильфон;29 - bellows;

30 - гермокрышка;30 - hermetic cover;

31 - иллюминатор;31 - porthole;

32 - пружина;32 - spring;

35 - индикатор давления.35 - pressure indicator.

Бортовая экспериментально-испытательная установка (фиг. 1) состоит из гермокамеры 1, которая является составной частью гермооболочки модуля 2 орбитальной станции, в гермокамере 1 размещены средства освещения (осветители 5 и 6), ТВ-регистратор 7, устройства фиксации 26, 27, 28, в днище 3 гермокамеры 1 установлены электрогермоввод 9, вакуумно-откачная система, а также натекатель для подачи инертного газа 12, индикатор давления 35. Гермокамера 1 содержит клапан2 сброса давления 10 в забортное пространство. В состав вакуумно-откачной системы входит насос 8 для откачки газа из гермокамеры в атмосферу модуля, клапан2 сброса давления газа 10 в забортное пространство, клапан3 выравнивания давления 11 с давлением атмосферы в модуле 2 орбитальной станции. На днище 3 гермокамеры (фиг. 2) установлен сильфон 29, выполненный из фланцев сильфона 14 и 15, которые имеют цилиндрические отростки 16, 17, 33, 34, в пазах между которыми установлена винтовая цилиндрическая пружина растяжения 32 (например, из проволоки 2-Т-12Х18Н10Т, ГОСТ 18143-72), навитая касательно виток к витку и формирующая внутреннее пространство сильфона, внутренняя поверхность сильфона 29 покрыта тканевой оболочкой 18 (например, ткань техническая ТУ 8378-153-35227510-2007), прикрепленной клеем 25, 24 (например, СВ2а ТУ 38-5-390-69) к цилиндрическим отросткам 16, 17. Внешняя поверхность сильфона 29 покрыта трехслойной оболочкой, выполненной из герметичной 19 (например, латекс синтетический БСЗО ГОСТ 11808-88), силовой 20 (например, ткань техническая полиэфирная ТУ 8378-144-352275-10-2007), защитной 21 (например, ткань техническая ТУ 8378-143-352275-10-07) оболочек, прикрепленных к цилиндрическим отросткам 34, 33 бандажами 22, 23 (например, лента техническая ГОСТ 13939-90). Внутреннее пространство сильфона 29 закрывается гермокрышкой 30 с иллюминатором 31 и быстродействующими зажимами (на фигурах не показаны). На фланце 14 сильфона 29 закреплен фрагмент скафандра 4 посредством соединения фланца фрагмента скафандра 13 и фланца сильфона 14.The on-board experimental test facility (Fig. 1) consists of a pressurized chamber 1, which is an integral part of the containment of the module 2 of the orbital station, in the pressurized chamber 1 there are lighting means (illuminators 5 and 6), a TV recorder 7, fixation devices 26, 27, 28 , in the bottom 3 of the pressurized chamber 1, an electroherm inlet 9, a vacuum pumping system, as well as a leak for inert gas supply 12, a pressure indicator 35 are installed. The pressurized chamber 1 contains a valve 2 for releasing pressure 10 into the outboard space. The vacuum pumping system includes pump 8 for pumping gas from the pressurized chamber into the atmosphere of the module, valve 2 for dumping gas pressure 10 into the outboard space, valve 3 for equalizing pressure 11 with atmospheric pressure in module 2 of the orbital station. On the bottom 3 of the pressurized chamber (Fig. 2), a bellows 29 is installed, made of bellows flanges 14 and 15, which have cylindrical processes 16, 17, 33, 34, in the grooves between which a helical cylindrical tension spring 32 (for example, from wire 2- Т-12Х18Н10Т, GOST 18143-72), wound tangentially from the turn to the turn and forming the inner space of the bellows, the inner surface of the bellows 29 is covered with a fabric cover 18 (for example, technical fabric TU 8378-153-35227510-2007), attached with glue 25, 24 ( for example, SV2a TU 38-5-390-69) to the cylindrical processes 16, 17. The outer surface of the bellows 29 is covered with a three-layer shell made of hermetic 19 (for example, synthetic latex BSZO GOST 11808-88), power 20 (for example, technical fabric polyester TU 8378-144-352275-10-2007), protective 21 (for example, technical fabric TU 8378-143-352275-10-07) shells attached to cylindrical processes 34, 33 with bandages 22, 23 (for example, technical tape GOST 13939-90). The inner space of the bellows 29 is closed by a hermetic cover 30 with a window 31 and quick-acting clamps (not shown in the figures). On the flange 14 of the bellows 29, a fragment of the spacesuit 4 is fixed by connecting the flange of the fragment of the spacesuit 13 and the flange of the bellows 14.

1 - например, насосный агрегат откачки воздуха из объема 1,55 м3 с начальным давлением не более 770 мм рт.ст. до давления 462 мм рт.ст. (0,6 кгс/см2) в объем не более 100 м3 с давлением 770 мм рт.ст. за время 4 мин.1 - for example, a pumping unit for pumping air from a volume of 1.55 m 3 with an initial pressure of no more than 770 mm Hg. up to a pressure of 462 mm Hg. (0.6 kgf / cm2) in a volume of no more than 100 m 3 with a pressure of 770 mm Hg. within 4 minutes.

2 - например, КСД - клапан сброса давления с эквивалентным диаметром 20 мм.2 - for example, KSD - pressure relief valve with an equivalent diameter of 20 mm.

3 - например, КВД (клапан выравнивания давления с эквивалентным диаметром 20 мм) в объеме 1,5 м3 с давлением 462 мм рт.ст. и в объеме 100 м3 с давлением 770 мм рт.ст. за время не более 8 мин.3 - for example, HPC (pressure equalization valve with an equivalent diameter of 20 mm) in a volume of 1.5 m 3 with a pressure of 462 mm Hg. and in a volume of 100 m 3 with a pressure of 770 mm Hg. for no more than 8 minutes.

Эксплуатация бортовой экспериментально-испытательной установки осуществляется следующим образом.The operation of the on-board experimental test facility is carried out as follows.

1. Отработка целевых задач непосредственно космонавтом-испытателем, для чего устанавливают сборку фрагмента скафандра 4 и сильфона 29 на днище 3 гермокамеры 1.1. Development of target tasks directly by the test cosmonaut, for which the assembly of a fragment of a spacesuit 4 and a bellows 29 is installed on the bottom 3 of a pressurized chamber 1.

1.1. Имитация штатного наддува скафандра, для чего создают разницу давлений в гермокамере 1 и в модуле 2 орбитальной станции путем откачки из гермокамеры 1 газа посредством насоса1 8 (в целях экономии запасов газа) в атмосферу модуля или сбросом через КСД2 10 в забортное пространство. Целевые операции космонавт-испытатель выполняет, используя наклоны сильфона 29 путем изгибания пружины 32, в воздушной, инертной среде или в вакууме.1.1. Simulation of the standard pressurization of a spacesuit, for which a pressure difference is created in the pressurized chamber 1 and in the module 2 of the orbital station by pumping gas from the pressurized chamber 1 by means of the pump 1 8 (in order to save gas reserves) into the atmosphere of the module or by dumping through KSD2 10 into the outboard space The test cosmonaut performs the target operations using the inclinations of the bellows 29 by bending the spring 32, in an air, inert atmosphere or in a vacuum.

1.2. Создание в гермокамере 1 нейтральной среды, для чего из гермокамеры 1 откачивают газ посредством насоса 8 в атмосферу модуля 2 орбитальной станции до давления, по меньшей мере 10-1 мм рт.ст., сбрасывают остаточный газ через КСД2 10 и вакуумируют гермокамеру, затем заполняют гермокамеру 1 через натекатель 12 инертным газом для достижения разницы давлений в гермокамере 1 и в модуле 2 до штатного наддува скафандра. Целевые операции космонавт-испытатель выполняет в нейтральной среде.1.2. Creation of a neutral medium in the pressurized chamber 1, for which gas is pumped out of the pressurized chamber 1 into the atmosphere of the module 2 of the orbital station to a pressure of at least 10 -1 mm Hg, the residual gas is dumped through KSD2 10 and the pressurized chamber is evacuated, then filled pressurized chamber 1 through the leak valve 12 with an inert gas to achieve a pressure difference in the pressurized chamber 1 and in module 2 to the standard pressurization of the spacesuit. The test cosmonaut performs target operations in a neutral environment.

1.3. Создание в гермокамере 1 давления, равного забортному, для чего откачивают из гермокамеры 1 газ посредством насоса 8 в атмосферу модуля до давления не менее 10-1 мм рт.ст., вакуумируют гермокамеру 1 через КСД2 10, чем устанавливается наддув фрагмента скафандра величиной 1 ат., что критично ограничивает подвижность рук и возможность изменять положение фрагмента скафандра 4 использованием сильфона 29. При необходимости, допустимо выполнение ограниченных движений пальцами 1.3. Creation of a pressure equal to the outboard pressure in the pressurized chamber 1, for which the gas is pumped out of the pressurized chamber 1 by means of the pump 8 into the atmosphere of the module to a pressure of at least 10 -1 mm Hg, the pressurized chamber 1 is evacuated through the KSD2 10, which sets the pressure of the spacesuit fragment of 1 at ., which critically limits the mobility of the hands and the ability to change the position of the fragment of the spacesuit 4 using the bellows 29. If necessary, it is permissible to perform limited movements of the fingers

рук для воздействия на органы управления, например, кнопки, клавиши, тумблеры, а также непосредственное наблюдение за реализуемыми процессами. После завершения цикла операций гермокамеру 1 посредством КВД3 11 заполняют газом из атмосферы модуля 2.hands to influence controls, for example, buttons, keys, toggle switches, as well as direct observation of the ongoing processes. After the completion of the cycle of operations, the pressurized chamber 1 by means of KVD3 11 is filled with gas from the atmosphere of module 2.

2. Исследование объектов и процессов, функционирующих в автоматическом режиме или управляемых дистанционно.2. Research of objects and processes operating in automatic mode or remotely controlled.

Размещают и фиксируют в гермокамере 1 исследуемые объекты посредством устройств 26, 27, 28, устанавливают гермокрышку 30, откачивают из гермокамеры 1 газ насосом 8 в атмосферу модуля до давления не менее 10-1 мм рт.ст., вакуумируют гермокамеру 1 через КСД2 10 и выполняют целевые операции, ведут визуальные наблюдения через иллюминатор 31 в гермокрышке 30. Посредством КВД3 11 заполняют гермокамеру 1 газом из атмосферы модуля 2, снимают гермокрышку 30, извлекают объекты исследований.The objects under investigation are placed and fixed in the pressurized chamber 1 by means of devices 26, 27, 28, the pressurized cover 30 is installed, the gas is pumped out from the pressurized chamber 1 by the pump 8 into the atmosphere of the module to a pressure of at least 10 -1 mm Hg, the pressurized chamber 1 is evacuated through the KSD2 10 and perform targeted operations, conduct visual observations through the window 31 in the hermetic cover 30. By means of KVD3 11, the pressurized chamber 1 is filled with gas from the atmosphere of module 2, the hermetic cover 30 is removed, the objects of research are removed.

Меры безопасности. При подготовке гермокамеры 1 к работе перед использованием КСД2 10 должна быть установлена гермокрышка 30, которая снимается после фиксации стабильно установившегося состояния герметичности. Между периодами использования установки гермокрышка 30 должна быть постоянно установлена, все краны перекрыты, электропотребители обесточены.Security measures. When preparing the pressurized chamber 1 for operation, before using the KSD2 10, a pressurized cover 30 should be installed, which is removed after fixing a stable state of tightness. Between the periods of using the installation, the hermetic cover 30 must be permanently installed, all the taps are closed, the electrical consumers are de-energized.

Claims (2)

1. Бортовая экспериментально-испытательная установка, содержащая гермокамеру, гермокрышку с иллюминатором и быстродействующими зажимами, установленные на днище гермокамеры электрический гермоввод, вакуумно-откачную систему, натекатель для подачи инертного газа, индикатор давления, фрагмент скафандра, установленные в гермокамере средства освещения, ТВ-регистратор и устройства фиксации исследуемых объектов, отличающаяся тем, что фрагмент скафандра герметично присоединен к днищу гермокамеры фланцевым соединением через структуру в виде сильфона, выполненного из двух фланцев с цилиндрическими отростками, в пазах между которыми установлена винтовая цилиндрическая пружина растяжения, навитая касательно виток к витку и формирующая внутреннее пространство упомянутого сильфона, закрываемое гермокрышкой, причем внутренняя поверхность сильфона покрыта тканевой оболочкой, а внешняя поверхность - трехслойной оболочкой, выполненной из герметичной, силовой и защитной оболочек, прикрепленных к упомянутым цилиндрическим отросткам, при этом гермокамера выполнена как отсек, входящий в гермоконтур оболочки модуля орбитальной станции, в состав вакуумно-откачной системы входит насос для откачки газа из гермокамеры в атмосферу модуля, клапан сброса давления газа в забортное пространство, клапан выравнивания давления с давлением атмосферы в модуле.1. An on-board experimental test facility containing a pressurized chamber, a pressurized cover with a porthole and quick-acting clamps, an electrical pressurized lead installed on the bottom of the pressurized chamber, a vacuum evacuation system, a leak for inert gas supply, a pressure indicator, a fragment of a suit, lighting equipment installed in the pressurized chamber, TV- a recorder and devices for fixing the objects under study, characterized in that a fragment of the spacesuit is hermetically attached to the bottom of the pressurized chamber by a flange connection through a structure in the form of a bellows made of two flanges with cylindrical processes, in the grooves between which a helical cylindrical tension spring is installed, wound tangentially from the coil to the coil and forming the inner space of the said bellows, closed by a hermetic cover, and the inner surface of the bellows is covered with a fabric shell, and the outer surface is covered with a three-layer shell made of a sealed, power and protective shells attached to said th cylindrical processes, while the pressurized chamber is made as a compartment included in the pressurized circuit of the shell of the orbital station module, the vacuum pumping system includes a pump for pumping gas from the pressurized chamber into the module atmosphere, a gas pressure relief valve into the outboard space, a pressure equalization valve with atmospheric pressure in the module. 2. Способ эксплуатации бортовой экспериментально-испытательной установки, заключающийся в том, что в гермокамере размещают и фиксируют исследуемые объекты, устанавливают на днище гермокамеры фрагмент скафандра, отличающийся тем, что перед установкой на днище гермокамеры фрагмента скафандра выполняют его сборку с сильфоном, космонавт-испытатель размещается во фрагменте скафандра, и, в зависимости от поставленных перед космонавтом-испытателем задач, реализуют следующие режимы эксплуатации установки: для выполнения целевых операций в воздушной среде насосом откачивают газ из гермокамеры в атмосферу модуля или через клапан сброса давления сбрасывают давление газа в гермокамере до установления разности с давлением атмосферы в модуле, равной штатному наддуву скафандра; для выполнения целевых операций в нейтральной среде насосом откачивают газ из гермокамеры в атмосферу модуля до давления не менее 0,1 мм рт. ст., через клапан сброса давления сбрасывают остаточный газ, вакуумируют гермокамеру и заполняют ее инертным газом для достижения разницы давлений в гермокамере и в модуле до штатного наддува скафандра; для выполнения целевых операций при давлении в гермокамере, равном забортному давлению, насосом откачивают газ из гермокамеры в атмосферу модуля до давления не менее 0,1 мм рт. ст., вакуумируют гермокамеру через клапан сброса давления, после завершения цикла вышеперечисленных операций гермокамеру заполняют газом из атмосферы модуля; для исследования процессов и объектов, функционирующих в автоматическом режиме или управляемых дистанционно, демонтируют сборку сильфона с фрагментом скафандра, затем размещают и фиксируют в гермокамере исследуемые объекты, устанавливают гермокрышку, откачивают насосом газ из гермокамеры в атмосферу модуля до давления не менее 0,1 мм рт. ст., затем через клапан сброса давления вакуумируют гермокамеру и ведут визуальные наблюдения через иллюминатор в гермокрышке, с помощью клапана выравнивания давления заполняют гермокамеру газом из атмосферы модуля, снимают гермокрышку и извлекают объекты исследования.2. The method of operation of the on-board experimental test facility, which consists in placing and fixing the objects under investigation in the pressurized chamber, installing on the bottom of the pressurized chamber a fragment of the suit, characterized in that before installing the fragment of the suit on the bottom of the pressurized chamber, it is assembled with a bellows, the test cosmonaut is placed in a fragment of a spacesuit, and, depending on the tasks assigned to the test cosmonaut, the following operating modes of the installation are implemented: to perform target operations in the air, gas is pumped out of the pressurized chamber into the module atmosphere by a pump or the gas pressure in the pressurized chamber is released through a pressure relief valve until the difference with the atmospheric pressure in the module, equal to the nominal pressure of the spacesuit; to perform targeted operations in a neutral medium, a pump is pumped out of the pressurized chamber into the atmosphere of the module to a pressure of at least 0.1 mm Hg. Art., through the pressure relief valve, the residual gas is dumped, the pressure chamber is evacuated and filled with an inert gas to achieve a pressure difference in the pressure chamber and in the module until the suit is normally pressurized; to perform targeted operations at a pressure in the pressure chamber equal to the outboard pressure, the gas is pumped out of the pressure chamber into the module atmosphere by a pump to a pressure of at least 0.1 mm Hg. Art., the pressurized chamber is evacuated through the pressure relief valve, after the completion of the cycle of the above operations, the pressurized chamber is filled with gas from the atmosphere of the module; to study processes and objects operating in automatic mode or remotely controlled, dismantle the assembly of the bellows with a fragment of the suit, then place and fix the investigated objects in the pressurized chamber, install a pressurized cover, pump gas from the pressurized chamber into the module atmosphere to a pressure of at least 0.1 mm Hg ... Art., then through the pressure relief valve the pressurized chamber is evacuated and visual observations are carried out through the window in the pressurized cover, using the pressure equalization valve, the pressurized chamber is filled with gas from the atmosphere of the module, the pressurized cover is removed and the objects of study are removed.
RU2020124612A 2020-07-24 2020-07-24 Onboard experimental-testing unit and method of its operation RU2739647C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124612A RU2739647C1 (en) 2020-07-24 2020-07-24 Onboard experimental-testing unit and method of its operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020124612A RU2739647C1 (en) 2020-07-24 2020-07-24 Onboard experimental-testing unit and method of its operation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2739647C1 true RU2739647C1 (en) 2020-12-28

Family

ID=74106388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020124612A RU2739647C1 (en) 2020-07-24 2020-07-24 Onboard experimental-testing unit and method of its operation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2739647C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3537668A (en) * 1969-09-12 1970-11-03 Nasa Extravehicular tunnel suit system
US4842224A (en) * 1987-10-20 1989-06-27 The United States Of American As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration Suitport extra-vehicular access facility
US5697108A (en) * 1996-09-30 1997-12-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Suitlock docking mechanism
RU2583993C2 (en) * 2014-08-08 2016-05-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.Н. Королева" Active device for fixation of payload, primarily to body of orbital spacecraft

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3537668A (en) * 1969-09-12 1970-11-03 Nasa Extravehicular tunnel suit system
US4842224A (en) * 1987-10-20 1989-06-27 The United States Of American As Represented By The Administrator, National Aeronautics And Space Administration Suitport extra-vehicular access facility
US5697108A (en) * 1996-09-30 1997-12-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Suitlock docking mechanism
RU2583993C2 (en) * 2014-08-08 2016-05-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.Н. Королева" Active device for fixation of payload, primarily to body of orbital spacecraft

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Tsygankov O.S. Fifty years of extravehicular activity. SPACE ENGINEERING AND TECHNOLOGIES. Scientific and technical journal, 1 (8), 2015, January-March, pp. 3-16. [found 2020-10-21] on the Internet: https://epizodyspace.ru/bibl/kosmichtskaya-tehnika/2015/01-2015.pdf. *
Цыганков О.С. Пятидесятилетие внекорабельной деятельности. КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ. Научно-технический журнал, 1(8), 2015, январь-март, с.3-16. [найдено 2020-10-21] в Интернет: https://epizodyspace.ru/bibl/kosmichtskaya-tehnika/2015/01-2015.pdf. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2739647C1 (en) Onboard experimental-testing unit and method of its operation
US9594000B2 (en) Vacuum immersion test set
JPS6097519A (en) Facility storage vessel
EP3391944A3 (en) Dome-based cyclic inerting system for external floating roof tank and qhse storage and transport method thereof
RU2739648C1 (en) System for provision of external activities of astronaut operators and method of its operation
CN108248901B (en) System for Manned Spacecraft Cabin lets out multiple pressure injection ground simulation test system
SU1709899A3 (en) Device for space object protection
Geurts et al. Rosetta lander: on-comet operations execution and recovery after the unexpected landing
CN110510086A (en) A kind of neutral buoyancy balancing device for realizing submarine mechanical wrist structure
CN107624195B (en) Insulating liquid expansion assembly
RU2413661C1 (en) Device to provide cryogenic container thermal conditions in operation of space objects
RU2209751C2 (en) Method of testing spacecraft and device for realization of this method
RU2015155350A (en) Near-Earth orbit research spacecraft
O'Sullivan et al. Volare
JP2013180750A (en) Extravehicular activity suit, extravehicular activity system, and method for taking on/off spacesuit
Sakamoto et al. Goddard Robotic Telescope: —Optical Follow‐up of GRBs and Coordinated Observation of AGNs—
Garnero ASTRA 1K and STENTOR plasma propulsion subsystem experience
McLane Apollo experience report: Manned thermal-vacuum testing of spacecraft
Evans Space Shuttle Challenger: ten journeys into the unknown
JP2009092631A (en) Aircraft loading type automatic air flask-sampling device
KR20170125441A (en) Thermal vacuum test device for education
MEZARD et al. CALLISTO–A safety demonstration of future reusable launcher stages from CSG
Nicolini Vega Operations: Transition to Commercial Operations and New Developments
RU2364557C1 (en) Spacecraft and method of conducting researches in ultra-high space vacuum beyond molecular protective screen using spacecraft
Sgobba et al. Emergency and crew survival systems