RU2779756C1 - Устройство и способ устранения микротрещин космических летательных аппаратов - Google Patents
Устройство и способ устранения микротрещин космических летательных аппаратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779756C1 RU2779756C1 RU2022115652A RU2022115652A RU2779756C1 RU 2779756 C1 RU2779756 C1 RU 2779756C1 RU 2022115652 A RU2022115652 A RU 2022115652A RU 2022115652 A RU2022115652 A RU 2022115652A RU 2779756 C1 RU2779756 C1 RU 2779756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- shs
- vacuum
- microcracks
- charge
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 64
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 57
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 claims abstract description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 7
- 241000947772 Strawberry crinkle virus Species 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating Effects 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- 125000004429 atoms Chemical group 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010055 TiB Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- TXKRDMUDKYVBLB-UHFFFAOYSA-N methane;titanium Chemical compound C.[Ti] TXKRDMUDKYVBLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 229910013379 TaC Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910034327 TiC Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000004001 molecular interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области космонавтики, в частности к получению тонких пленок тепловой энергией самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), для устранения микротрещин на поверхности корпуса космических летательных аппаратов (КЛА). Устройство содержит камеру 1, на боковой поверхности которой выполнено смотровое окно 21 из прозрачного материала, и основание, цилиндрическую спрессованную СВС-шихту 8, спираль 12 для инициирования СВС синтеза и испаряемый материал 9, при этом камера 1 выполнена цилиндрической и в верхней части содержит герметичную двойную стенку 2 с вакуумным клапаном 4 и гибким шлангом 5, присоединенным к открытому космосу для создания вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст. внутри двойной стенки 2, закрытой сверху уплотнителями 3, в нижней части камера 1 снабжена игольчатым клапаном 6 для подачи инертного газа для создания в камере давления 102-103 мм рт.ст. и датчиком давления, подтверждающим наличие микротрещин в стенке КЛА, в средней части камера 1 содержит вакуумный клапан 16 с гибким шлангом 17, обеспечивающим вакуум 10-5-10-6 мм рт.ст. в камере 1 устройства при подключении к открытому космосу, СВС-шихта 8 установлена на теплоизоляторе 22, размещенном на основании камеры 1, и выполнена в виде таблетки, в торце которой высверлено отверстие в форме «ложечки», в которое засыпан порошок испаряемого материала 9, устройство дополнительно снабжено экраном 10 с отверстием для создания направленного потока частиц испаряемого материала 9, установленного на основании вокруг теплоизолятора 22 с СВС-шихтой, а также заслонкой 14 для перекрытия вышеупомянутого потока. Устройство работает следующим образом. В прессованную в виде таблетки СВС-шихту 8, в торце которой высверлено отверстие в форме «ложечки», засыпается порошок испаряемого материала 9. Прессованная СВС-шихта 8 крепится с помощью держателя к основанию камеры 1. Между СВС-шихтой 8 и корпусом 1 устройства ставится теплоизолятор 22. Устройство присоединяется к стенке космического аппарата в область микротрещин за счет создания высокого вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст. в двойной стенке 2 камеры, закрытой сверху уплотнителями 3, путем присоединения вакуумного клапана 4 с гибким вакуумным шлангом 5, к открытому космосу. Затем открывается игольчатый клапан 6, в камеру подают инертный газ и создают давление 102-103 мм рт.ст. Давление внутри устройства измеряется с помощью датчика моновакуумметрического давления 7. Уменьшение давления в камере устройства подтверждает наличие микротрещин в стенках корпуса КЛА, а их отсутствие подтверждается постоянным давлением в камере 1. Изобретение позволяет определить наличие образованных в стенках КЛА микротрещин в условиях космического вакуума и устранить их тепловой энергией СВС путем получения потока частиц испаряемого металла или соединений, образующих твердый раствор с материалами стенок КЛА. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области космонавтики, в частности для получения тонких пленок тепловой энергией самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) для устранения микротрещин космических летательных аппаратов (КЛА).
Известно, что в условиях космического вакуума происходит активное испарение поверхностных слоев материалов (металлов, неметаллов и др.). Процесс испарения происходит путем перехода молекул и атомов вещества из твердой фазы в газообразную, минуя жидкую фазу, т.е. сублимацией. В результате сублимации изменяется шероховатость поверхности, что сопровождается нарушением поверхностных свойств материалов и другими негативными явлениями.
Испарение (сублимация) материалов в глубоком космическом вакууме, по границам зерен поликристаллического материала на порядок превышает сублимацию с тела зерна, кроме указанного вследствие анизотропии поликристаллических зерен, различно ориентированные зерна будут испаряться по-разному. Скорость сублимации сильно зависит от температуры, времени и состояния поверхности материалов.
В процессе длительной эксплуатации в глубоком космическом вакууме идет усиленное испарение - сублимация металла с границ зерен, что приводит к образованию микротрещин, в основном по границам зерен.
В открытом космосе одновременно с глубоким вакуумом на материалы воздействуют электромагнитные и корпускулярные излучения космоса. Если энергия квантов или частиц излучения больше, чем энергия связей материалов, то совместное воздействие вакуума и космических излучений может усиливать эффект сублимации. Одновременно возрастает эффективность адгезии и когезии процессов, вызванных молекулярным взаимодействием, что приводит к прилипанию и сцеплению материалов на поверхности.
Суммарное воздействие указанных процессов в основном является причиной массопотерь за счет испарения и сублимации, что является причиной:
- образования микротрещин в стенках КЛА, приводящей к его разгерметизации,
- возникновению пробоев электрических цепей бортовых приборов.
Известно также, что легированием межзеренных пространств атомами, образующими твердый раствор с основным материалом (корпус КЛА), можно существенно снизить скорость сублимации.
Целью настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего тепловой энергией СВС получить направленный поток атомов, молекул металлов в условиях глубокого вакуума, невесомости, в область микротрещин, их закупоривание и устранение.
Наиболее близким по конструкции к предложенному устройству является устройство для проведения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в космосе, описанное в патенте на изобретение RU 2245222 (кл. B22F 3/23, 22.07.2003). Известное устройство содержит корпус, на боковой поверхности которого выполнено смотровое окно из прозрачного материала и основание, цилиндрическую спрессованную СВС-шихту, инициирующую спираль и испаряемый материал.
Однако известное устройство применяется для синтеза материалов с уникальными свойствами и не может применяться для поставленных в настоящем изобретений целей.
Проведенный анализ патентной информации и научно-технической литературы показал, что заявленный способ устранения микротрещин на поверхности КЛА не имеет аналогов.
Технический результат предложенного изобретения заключается в создании устройства, позволяющего определить наличие образованных в стенках КЛА микротрещин в условиях космического вакуума (невесомости) и устранить их тепловой энергией СВС путем получения потока частиц испаряемого металла или соединений, образующих твердый раствор с материалами стенок КЛА.
Технический результат достигается тем, что устройство для устранения микротрещин на поверхности корпуса космических летательных аппаратов (КЛА) с использованием тепловой энергии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), содержит камеру, на боковой поверхности которой выполнено смотровое окно из прозрачного материала и основание, цилиндрическую спрессованную СВС-шихту, спираль для инициирования СВС синтеза и испаряемый материал, по предложению
камера выполнена цилиндрической формы и в верхней части содержит герметичную двойную стенку с вакуумным клапаном и гибким шлангом, присоединенным к открытому космосу для создания вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст. внутри двойной стенки, закрытой сверху уплотнителями,
в нижней части камера снабжена игольчатым клапаном для подачи инертного газа для создания в камере давления 102-103 мм рт.ст. и датчиком давления, подтверждающим наличие микротрещин в стенке КЛА,
в средней части камера содержит вакуумный клапан с гибким шлангом, обеспечивающим вакуум 10-5-10-6 мм рт.ст. в камере устройства при подключении к открытому космосу,
СВС-шихта установлена на теплоизоляторе, размещенном на основании камеры, и выполнена в виде таблетки, в торце которой высверлено отверстие в форме «ложечки», в которое засыпан порошок испаряемого материала,
при этом устройство дополнительно снабжено экраном с отверстием для создания направленного потока частиц испаряемого материала, установленного на основании вокруг теплоизолятора с СВС-шихтой, а также заслонкой для перекрытия вышеупомянутого потока.
Способ устранения микротрещин на поверхности корпуса КЛА с использованием устройства путем проведения реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в условиях невесомости по изобретению заключается в том, что
устройство присоединяют к корпусу космического аппарата в области микротрещин посредством уплотнителей за счет создания высокого вакуума в двойной стенке камеры 10-5-10-6 мм рт.ст.,
затем открывают игольчатый клапан, подают в камеру инертный газ и создают давление 102-103 мм рт.ст, определяют наличие микротрещин путем измерения перепада давлений в камере устройства, при уменьшении давления в камере, подтверждающем наличие микротрещин, игольчатый клапан закрывают и открывают расположенный в средней части камеры вакуумный клапан, подключенный гибким шлангом к открытому космосу, для создания вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст,
далее инициируют испарение материала его нагреванием до температуры испарения, возникающей в результате выделения тепловой энергии твердофазной экзотермической реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза за счет горения СВС-шихты,
открывают заслонку и устраняют микротрещины осаждением испаряемого материала, проникающего в область микротрещин, закупоривая их с образованием сплошной пленки на поверхности корпуса КЛА.
Схема устройства для устранения микротрещин космических летательных аппаратов представлена на фиг. 1.
Устройство для устранения микротрещин на поверхности космических летательных аппаратов содержит камеру 1, двойную стенку 2, закрытую сверху вакуумными уплотнителями 3, вакуумный клапан 4, гибкий вакуумный шланг 5, выполненный с возможностью подключения к космическому вакууму, игольчатый клапан для подачи инертного газа 6, датчик вакуумметрического давления 7, прессованную СВС-шихту 8, испаряемый материал 9, экран 10 с отверстием 11 для создания направленного потока частиц испаряемого материала, спираль для инициирования СВС синтеза 12, датчик вакуумметрического давления 13, заслонку 14 для перекрытия потока частиц испаряемого материала 15, вакуумный клапан 16, гибкий вакуумный шланг 17, выполненный с возможностью подключения к космическому вакууму, осветительное устройство 18, видеокамеру для отслеживания процесса напыления 19, подключенную к компьютеру, игольчатый вентиль для подачи воздуха с целью разгерметизации устройства 20, смотровое окно 21, теплоизолятор 22.
Камера 1 устройства для устранения микротрещин выполнена в виде металлического цилиндра, содержащего в верхней части герметичную двойную стенку 2, закрытую сверху вакуумными уплотнителями 3. Такая конструкция позволяет образовывать высокий вакуум 10-5-10-6 мм внутри двойной стенки корпуса после подключения клапана 4 с гибким вакуумным шлангом 5 к открытому космосу, что позволяет устройству прилипать к поверхности космического аппарата в области микротрещин.
В нижней части камера 1 снабжена игольчатым клапаном 6 для подачи инертного газа для создания в камере давления 102-103 мм рт.ст. и датчиком вакуумметрического давления 7, подтверждающим наличие микротрещин в стенке КЛА.
В средней части камера содержит вакуумный клапан 16 с гибким шлангом 17, обеспечивающим вакуум 10-5-10-6 мм рт.ст. в камере устройства при подключении к открытому космосу.
СВС-шихта 8 установлена на теплоизоляторе 22, размещенном на основании камеры 1, и выполнена в виде таблетки, в торце которой высверлено отверстие в форме «ложечки», в которое засыпан порошок испаряемого материала 9.
Экран 10 установлен на основании камеры 1 вокруг теплоизолятора 22 с СВС-шихтой.
Устройство для устранения микротрещин космических летательных аппаратов работает следующим образом.
В области микротрещины стенка КЛА подвергается тщательной очистке специальными средствами. В прессованную в виде таблетки СВС-шихту 8, в торце которой высверлено отверстие в форме «ложечки», засыпается порошок испаряемого материала 9. Прессованная СВС-шихта крепится с помощью держателя к основанию камеры 1. Между СВС-шихтой и корпусом 1 устройства ставится теплоизолятор 22.
Устройство присоединяется к стенке космического аппарата в область микротрещин посредством уплотнителей за счет создания высокого вакуума в двойной стенке 2 камеры 10-5-10-6 мм рт.ст. путем присоединения вакуумного клапана 4 с гибким вакуумным шлангом 5, расположенного в области двойной стенки 2 корпуса, к открытому космосу. В данном случае космический вакуум служит в качестве «насоса» для откачки газов из камеры 1 предлагаемого устройства.
Затем открывается игольчатый клапан 6, подают в камеру инертный газ и создают давление 102-103 мм рт.ст. Давление внутри устройства измеряется с помощью датчика мановакуумметрического давления 7. Определяют наличие микротрещин путем измерения перепада давлений в камере устройства 1. Уменьшение давления в камере устройства подтверждает наличие микротрещин в стенках корпуса КЛА, а их отсутствие подтверждается постоянным давлением в камере 1.
При уменьшении давления в камере 1, подтверждающем наличие микротрещин, игольчатый клапан 6 закрывают и открывают расположенный в средней части камеры вакуумный клапан 16, подключенный гибким шлангом 17 к открытому космосу, для создания вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст,
Включается осветительное устройство 18 для освещения внутреннего пространства устройства и видеокамера 19 для отслеживания процесса напыления, подключенная к компьютеру. За процессом наблюдают через смотровое окно 21 устройства.
С помощью вольфрамовой спирали 12 инициируется испарение материала 9 его нагреванием до температуры испарения, возникающей в результате выделения тепловой энергии твердофазной экзотермической реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза за счет горения СВС-шихты 8. Открывается заслонка 14, поток частиц испаряемого материала 9 через отверстие 11 экрана 10 проникает в область микротрещин, закупоривая их с образованием сплошной пленки на поверхности корпуса КЛА в области микротрещин.
После завершения испарения закрывается заслонка 14, закрывается вакуумный клапан 16 с гибким вакуумным шлангом 17, соединенным с открытым космосом. Открывается игольчатый клапан 6, подается инертный газ. После образования в камере 1 устройства высокого давления (102-103 мм.рт. столба) с помощью чувствительного манометра измеряется давление внутри камеры. Стабильность давления подтверждает факт устранения микротрещин в корпусе КЛА. Закрывается вакуумный клапан 4, открывается игольчатый клапан для подачи воздуха 20. Разгерметизируются область внутри двойной стенки камеры 1, устройство отсоединяется от поверхности КЛА.
Пример 1
Готовят экзотермическую смесь исходных компонентов (СВС-шихту) из порошков титана и бора. Для этого 47.9 г титана тщательно перемешивают с 22 г. аморфного бора. Из готовой смеси прессуют таблетку, имеющую диаметр 30 мм и высоту 30 мм. Затем в торце этой таблетки высверливается отверстие в форме «ложечки», в которое засыпается порошок алюминия, являющийся испаряемым материалом 8. После этого осуществляется сборка устройства как изображено на фиг. 1 и создается вакуум в рабочей камере. После достижения вакуума, инициируют кратковременный тепловой импульс с помощью вольфрамовой спирали 10 в спрессованной из экзотермической смеси таблетке 7. Протекает твердофазная экзотермическая реакция:
Ti+2В=TiB2,
Температура горения СВС-шихты - 2700°С. Механизм горения СВС-шихты таков, что во фронте горения титан плавится (температура плавления - 1670°С, температура кипения - 3287°С). Однако расплавленного титана в чистом виде в волне горения нет (как только он плавится, в нем мгновенно растворяется бор, температура плавления продукта растет и расплав застывает), т.е. время жизни расплава мало. Температура плавления диборида титана TiB2 (продукта горения) - 2970°С.
В результате протекания экзотермической реакции между компонентами СВС-шихты выделяется большое количество тепловой энергии и происходит испарение Al (температура испарения Al - 660°С, температура испарения Al - 1150°С).
После завершения испарения и закрытия заслонки 14 в камеру 1 подается инертный газ. После образования в камере 1 устройства высокого давления (102-103 мм рт.ст.) с помощью чувствительного манометра измеряется давление внутри камеры. Стабильность давления подтверждает факт устранения микротрещин в корпусе КЛА.
Пример 2
Готовят экзотермическую смесь исходных компонентов (СВС-шихту) из порошков титана и углерода. Для этого 47,9 г. титана тщательно перемешивают с 12 г углерода (сажа, размолотый графит). Из готовой смеси прессуют таблетку, имеющую диаметр 30 мм и высоту 30 мм. Затем в торце этой таблетки высверливается отверстие в форме «ложечки», в которое засыпается порошок титана, являющийся испаряемым материалом 8. После этого осуществляется сборка устройства как изображено на фиг. 1 и создается вакуум в рабочей камере. После достижения вакуума, инициируют кратковременный тепловой импульс с помощью вольфрамовой спирали 10 в спрессованной из экзотермической смеси таблетке 7. Протекает твердофазная экзотермическая реакция:
Ti+С=TiC
Температура горения СВС-шихты - 3000°С. Механизм горения СВС-шихты таков, что во фронте горения титан плавится (температура плавления - 1670°С, температура кипения - 3287°С). Однако расплавленного титана в чистом виде в волне горения нет (как только он плавится, в нем мгновенно растворяется углерод, температура плавления образовавшегося продукта растет и расплав застывает), т.е. время жизни расплава мало. Температура плавления карбида титана (продукта горения) - 3260°С, температура кипения карбида титана - 4300°С.
В результате протекания экзотермической реакции между компонентами СВС-шихты выделяется большое количество тепловой энергии и происходит испарение титана (температура интенсивного испарения титана в вакууме ~ 1900°С).
Пример 3
Готовят экзотермическую смесь исходных компонентов (СВС-шихту) из порошков тантала и углерода. Для этого тщательно перемешивается 180,96 г порошка тантала с 12 г углерода (сажа, размолотый графит). Из готовой смеси прессуют таблетку, имеющую диаметр 30 мм и высоту 30 мм. Затем в торце этой таблетки высверливается отверстие в форме «ложечки», в которое засыпается порошок нихрома, являющийся испаряемым материалом 8. После этого осуществляется сборка устройства как изображено на фиг. 1 и создается вакуум в рабочей камере. После достижения вакуума, инициируют кратковременный тепловой импульс с помощью вольфрамовой спирали 10 в спрессованной из экзотермической смеси таблетке 7. Протекает твердофазная экзотермическая реакция:
Та+С=ТаС
Температура горения СВС шихты - 2700 К (2427°С), меньше температуры плавления и кипения компонентов шихты: у тантала - Тпл.=3290К (3017°С), Ткип.=5731К (5458°С), а у углерода соответственно 3845-3890°С и 4200°С.
В результате протекания экзотермической реакции между компонентами СВС-шихты выделяется большое количество тепловой энергии и происходит испарение нихрома.
Таким образом, заявленное изобретение позволяет устранять микротрещины КЛА, используя тепловую энергию СВС, не только при нормальных условиях, но и в условиях космического вакуума.
Claims (10)
1. Устройство для устранения микротрещин на поверхности корпуса космических летательных аппаратов (КЛА) с использованием тепловой энергии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), содержащее камеру, на боковой поверхности которой выполнено смотровое окно из прозрачного материала, и основание, цилиндрическую спрессованную СВС-шихту, спираль для инициирования СВС синтеза и испаряемый материал, отличающееся тем, что
камера выполнена цилиндрической формы и в верхней части содержит герметичную двойную стенку с вакуумным клапаном и гибким шлангом, присоединенным к открытому космосу для создания вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст. внутри двойной стенки, закрытой сверху уплотнителями,
в нижней части камера снабжена игольчатым клапаном для подачи инертного газа для создания в камере давления 102-103 мм рт.ст. и датчиком давления, подтверждающим наличие микротрещин в стенке КЛА,
в средней части камера содержит вакуумный клапан с гибким шлангом, обеспечивающим вакуум 10-5-10-6 мм рт.ст. в камере устройства при подключении к открытому космосу,
СВС-шихта установлена на теплоизоляторе, размещенном на основании камеры, и выполнена в виде таблетки, в торце которой высверлено отверстие в форме «ложечки», в которое засыпан порошок испаряемого материала,
при этом устройство дополнительно снабжено экраном с отверстием для создания направленного потока частиц испаряемого материала, установленного на основании вокруг теплоизолятора с СВС-шихтой, а также заслонкой для перекрытия вышеупомянутого потока.
2. Способ устранения микротрещин на поверхности корпуса КЛА с использованием устройства по п. 1 путем проведения реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в условиях невесомости, отличающийся тем, что устройство присоединяют к корпусу космического аппарата в области микротрещин посредством уплотнителей за счет создания высокого вакуума в двойной стенке камеры 10-5-10-6 мм рт.ст.,
затем открывают игольчатый клапан, подают в камеру инертный газ и создают давление 102-103 мм рт.ст., определяют наличие микротрещин путем измерения перепада давлений в камере устройства, при уменьшении давления в камере, подтверждающего наличие микротрещин, игольчатый клапан закрывают и открывают расположенный в средней части камеры вакуумный клапан, подключенный гибким шлангом к открытому космосу, для создания вакуума 10-5-10-6 мм рт.ст.,
далее инициируют испарение материала его нагреванием до температуры испарения, возникающей в результате выделения тепловой энергии твердофазной экзотермической реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза за счет горения СВС-шихты,
открывают заслонку и устраняют микротрещины осаждением испаряемого материала, проникающего в область микротрещин, закупоривая их с образованием сплошной пленки на поверхности корпуса КЛА.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2779756C1 true RU2779756C1 (ru) | 2022-09-13 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4822248A (en) * | 1987-04-15 | 1989-04-18 | Metallurgical Industries, Inc. | Rebuilt shrouded turbine blade and method of rebuilding the same |
| US5732467A (en) * | 1996-11-14 | 1998-03-31 | General Electric Company | Method of repairing directionally solidified and single crystal alloy parts |
| UA3912U (uk) * | 2004-04-28 | 2004-12-15 | Національний Медичний Університет Ім. О.О. Богомольця | Спосіб оцінки порушень метаболізму есенціальних жирних кислот ліпідів слини у підлітків |
| RU2245222C1 (ru) * | 2003-07-22 | 2005-01-27 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук | Устройство для проведения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в космосе |
| US10093434B2 (en) * | 2012-03-29 | 2018-10-09 | Rosebank Engineering Pty Ltd | Methods for treating aircraft structures |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4822248A (en) * | 1987-04-15 | 1989-04-18 | Metallurgical Industries, Inc. | Rebuilt shrouded turbine blade and method of rebuilding the same |
| US5732467A (en) * | 1996-11-14 | 1998-03-31 | General Electric Company | Method of repairing directionally solidified and single crystal alloy parts |
| RU2245222C1 (ru) * | 2003-07-22 | 2005-01-27 | Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской Академии наук | Устройство для проведения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в космосе |
| UA3912U (uk) * | 2004-04-28 | 2004-12-15 | Національний Медичний Університет Ім. О.О. Богомольця | Спосіб оцінки порушень метаболізму есенціальних жирних кислот ліпідів слини у підлітків |
| US10093434B2 (en) * | 2012-03-29 | 2018-10-09 | Rosebank Engineering Pty Ltd | Methods for treating aircraft structures |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhu et al. | Hydriding kinetics of nano-phase composite hydrogen storage alloys prepared by mechanical alloying of Mg and MmNi5− x (CoAlMn) x | |
| Elagin et al. | Aluminum nitride. Preparation methods | |
| RU2779756C1 (ru) | Устройство и способ устранения микротрещин космических летательных аппаратов | |
| Wang et al. | Effect of W content on the ablation properties of W-ZrC composites synthesized by reactive melt infiltration under oxyacetylene flame | |
| CN105271281B (zh) | 稀土和碱土六硼化物纳米线、纳米棒和纳米管的制备方法 | |
| US20130217564A1 (en) | Method for synthesising diamond | |
| Miyahara et al. | Sulfur segregation on nickel | |
| RU2455061C2 (ru) | Способ получения нанодисперсных порошков в плазме свч-разряда и устройство для его осуществления | |
| Jung et al. | Variation of contact angles with temperature and time in the Al-Al 2 O 3 system | |
| Yu et al. | Non-equilibrium microstructure of hyper-eutectic Al-Si alloy solidified under superhigh pressure | |
| Novák et al. | Effect of reaction atmosphere and heating rate during reactive sintering of Ni–Ti intermetallics | |
| Saikov et al. | Shock-wave synthesis in powder mixtures | |
| Miloserdov et al. | High-temperature synthesis of cast Cr 2 AlC at an inert gas overpressure | |
| Sun et al. | Non-metallic catalysts for diamond synthesis under high pressure and high temperature | |
| Hu et al. | Preparation, microstructure and thermal property of ZrAl3/Al composite fuels | |
| Seplyarsky et al. | Combustion behavior of a Ti+ TiC mixture in a nitrogen coflow | |
| Kondrikov et al. | Chemical kinetics of the thermal decomposition of NTO | |
| Seplyarskii et al. | Combustion of Ti+ 0.5 C and Ti+ C mixtures of bulk density in inert gas coflow | |
| KR102581029B1 (ko) | 디보란 제조시 용제 회수 시스템 및 방법 | |
| Mehmet et al. | Enhanced hydrogen storage properties of magnesium nanotrees with nanoleaves | |
| Liu et al. | Preparation and characterization of Co3O4/Al core-shell nanoenergetic materials and their application in energetic semiconductor bridges | |
| Shchukin et al. | Evolution of gases during SHS of TiC | |
| Pan et al. | Structure formation and densification of TiB2-TiC-Ni composites produced by chemical reaction of Ti-B4C system in high-gravity field | |
| SHCHERBAKOV* et al. | Structure formation in porous materials produced by gravity-sensitive SHS | |
| KR102581035B1 (ko) | 디보란 제조시 용제 회수 시스템 및 방법 |