RU2791950C1 - Method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the influence of space factors and a device for its implementation - Google Patents

Method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the influence of space factors and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2791950C1
RU2791950C1 RU2022108341A RU2022108341A RU2791950C1 RU 2791950 C1 RU2791950 C1 RU 2791950C1 RU 2022108341 A RU2022108341 A RU 2022108341A RU 2022108341 A RU2022108341 A RU 2022108341A RU 2791950 C1 RU2791950 C1 RU 2791950C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vacuum chamber
output parameters
irradiation
vacuum
electron flow
Prior art date
Application number
RU2022108341A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Алексеевич Сочивко
Виктор Геннадьевич Бобрышев
Анна Владимировна Васюшина
Александр Владимирович Комяков
Евгений Иванович Соланов
Алексей Алексеевич Демидов
Евгений Викторович Кудашов
Original Assignee
Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") filed Critical Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс")
Application granted granted Critical
Publication of RU2791950C1 publication Critical patent/RU2791950C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: space industry.
SUBSTANCE: the invention relates to test equipment and may be used in ground tests of structural elements (SE), materials and coatings, as well as radio-electronic equipment (REE) under the influence of space factors (SF) on the low-orbit spacecrafts (LOSC). The essence of the claimed method is as follows. The test sample (TS) is placed inside a vacuum chamber that has been vacuumed with the control of the vacuum value, the required characteristics of the emitted electron gun beam are set on the control stand of the electron flow simulator (EFS), irradiated with a TS electron flow. In the case when the TS is a structural element, it is installed on a TS rack; in the case when the TS is a REE, it is installed on a positioning device; for each of the cases the equipment is grounded through the vacuum chamber pressure plate, then a system for measuring output parameters is connected to the TS, after closing the vacuum chamber the radiation protection is installed that covers the flanged joints of the sections of the vacuum chamber with screens and casings, when the TS is under vacuum, using the focusing system of the EFS, the current and diameter of the electron flux beam are set on the TS, EFS is turned on in the “spotlight” mode, irradiating the TS completely, and in the “scanning” mode, when irradiation occurs at a frequency set by the operator. The sequence of irradiation of the TS is determined depending on the TS, while at each stage of irradiation the output parameters of the TS are recorded at a voltage from 5 kV to 50 kV with an N step, using a system for measuring the output parameters of the TS. Next, the TS is rotated relative to the EFS from 0 to 270 degrees, depending on the TS, and the above stages of irradiation of the TS are repeated with fixation of the output parameters of the TS. The essence of the claimed device is achieved due to the fact that the SF PM Stand consists of a vacuum chamber with an automated pumping system with a vacuum monitoring and measurement function; EFS, consisting of a control rack of an electron flow simulator and an electron gun, which allows continuous irradiation of an TS located inside the useful volume of the vacuum chamber with an electron flow, a turntable inside the vacuum chamber, on which, depending on the design features and type of the test object, an equipment grounded through the vacuum chamber hermoplate is installed in the form of an TS rack or a positioning device the stand is also equipped with a system for measuring the output parameters of the TS, a fluorescent screen for monitoring the position of the projection of the electron beam, and to protect the working personnel from ionizing radiation, radiation protection is used, consisting of screens and casings covering the flanged joints of the vacuum chamber.
EFFECT: development of a method for determining the real parameters of electrification of SE, materials and coatings, and assessing the efficiency of REE under the conditions of exposure to the above-mentioned SF.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в наземных испытаниях элементов конструкций (ЭК), материалов и покрытий, а также радиоэлектронного оборудования (РЭО) в условиях воздействия факторов космического пространства (ФКП) низкоорбитальных космических аппаратов (НКА) (высота орбиты до 1000 км).The invention relates to test equipment and can be used in ground testing of structural elements (EC), materials and coatings, as well as radio-electronic equipment (REO) under the influence of outer space factors (FKP) of low-orbit spacecraft (NSA) (orbit altitude up to 1000 km ).

Известно изобретение «Способ испытания радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов на стойкость к электростатическим разрядам» (Патент РФ №2157545).Known invention "Method of testing radio-electronic equipment of space vehicles for resistance to electrostatic discharges" (RF Patent No. 2157545).

Способ основан на произведении испытательного воздействия электростатических разрядов с помощью моделирующей установки. Предварительно производят облучение элементов радиоэлектронной аппаратуры стационарным ионизирующим излучением, а затем их отжиг во включенном состоянии до установки их в аппаратуру и ее сборку, причем поглощенную дозу ионизирующего излучения определяют по определенной формуле. Так же в указанном изобретении (Патент РФ №2157545) для проведения испытаний в приемлемые сроки форсируют процессы облучения и отжига, увеличивая мощность дозы излучения и температуру отжига радиационных дефектов.The method is based on the product of the test effect of electrostatic discharges using a simulator. Preliminary, the elements of radio-electronic equipment are irradiated with stationary ionizing radiation, and then they are annealed in the on state until they are installed in the equipment and its assembly, and the absorbed dose of ionizing radiation is determined by a certain formula. Also in the specified invention (RF Patent No. 2157545) for testing within a reasonable time, the processes of irradiation and annealing are forced, increasing the radiation dose rate and the annealing temperature of radiation defects.

Недостатком является ограниченная область применения - отсутствие в указанном способе испытания при низком давлении 10-4-10-6 Па условие имитации вакуума в космическом пространстве. Так же недостатком указанного способа является низкая достоверность результатов испытания, которая обусловлена недостаточно полным воспроизведением условий функционирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) космического аппарата на орбите.The disadvantage is the limited scope - the absence in the specified method of testing at a low pressure of 10 -4 -10 -6 Pa condition for simulating a vacuum in outer space. Also, the disadvantage of this method is the low reliability of the test results, which is due to insufficiently complete reproduction of the operating conditions of the radio-electronic equipment (REA) of the spacecraft in orbit.

Известен Стенд «Космический имитатор факторов космоса» (КИФК) (Статья В.В. Абраимов, А.А. Негода, А.П. Завалишин, Л.К. Колыбаев Комплексная имитация факторов космического пространства // Космическая наука и технология - 1995. - 1. - №2- 6. - С. 76-80). Стенд предназначен для проведения комплексных испытаний по имитации ФКП.Known Stand "Space simulator of space factors" (KIFK) (Article V.V. Abraimov, A.A. Negoda, A.P. Zavalishin, L.K. Kolybaev Complex simulation of space factors // Space Science and Technology - 1995. - 1. - No. 2-6. - S. 76-80). The stand is intended for carrying out complex tests on imitation of FKP.

Недостатком Стенда КИФК является высокая энергия частиц электронов от 50 кэВ до 200 кэВ, что не позволяет рассматривать процесс развития поверхностных зарядов на пластине, накопление объемных зарядов в диэлектрике на приповерхностных слоях и на глубинах пробега электронов при малых энергиях до 50 кэВ. В Стенде КИФК испытуемый объект размещен одной плоскостью к излучаемым источникам, что ограничивает возможность рассмотрения не прямого, а косвенного воздействия на объект, а также проводить комплексные испытания с имитацией на всех плоскостях и гранях объекта. Стенд КИФК не предусматривает режимы облучения потоком электронов, когда поток электронов фокусируется в точку диаметром в несколько миллиметров с возможностью расфокусировки до одного метра, при этом не позволяет создать управляемый и динамически изменяющийся луч потока электронов с регулировкой частоты, угла, диаметра и амплитуды луча на объекте испытания (ОИ), а также производить облучение с требуемой частотой, имитируя естественный процесс воздействия ФКП. В рамках предлагаемого Стенда КИФК не рассматривается использование стандартных сертифицированных средств измерений (СИ) для процесса анализа накопленных зарядов, протекающих разрядов и других процессов системы.The disadvantage of the CIPC stand is the high energy of electron particles from 50 keV to 200 keV, which does not allow considering the development of surface charges on the plate, the accumulation of space charges in the dielectric on the near-surface layers and at depths of the electron path at low energies up to 50 keV. In the CIPC Stand, the object under test is placed on one plane to the emitted sources, which limits the possibility of considering not direct, but indirect effects on the object, as well as conducting complex tests with simulation on all planes and faces of the object. The KIFC stand does not provide for electron beam irradiation modes, when the electron beam is focused to a point with a diameter of several millimeters with the possibility of defocusing up to one meter, while it does not allow creating a controlled and dynamically changing beam of the electron beam with adjustment of the frequency, angle, diameter and amplitude of the beam on the object tests (OI), as well as to irradiate with the required frequency, simulating the natural process of exposure to FKP. Within the framework of the proposed CIFC Stand, the use of standard certified measuring instruments (SI) for the process of analyzing accumulated charges, flowing discharges and other system processes is not considered.

В качестве наиболее близкого аналога предполагаемого стенда физического моделирования факторов космического пространства (стенд ФМ ФКП) выбран стенд для моделирования факторов космического пространства «ПРОГНО3-2» (Исаченко В.И. Испытательный стенд для моделирования факторов космического пространства «Прогноз-2» / Исаченко В.И., A.M. Владимиров; науч. Рук. В.М. Зыков // Неразрушающий контроль: сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции «неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность», Томск, 23-27 мая 2016 г.: в 3 т.- Томск: Изд-во ТПУ, 2016. -Т. 2 - [4 с.].), который состоит из системы управления, холодильной установки, криоплиты с криоэкраном, криорубашки, крионасоса, двух электронных пушек с максимальными энергиями 70 кэВ и 300 кэВ соответственно, имитатора Солнца, скоростного видеорегистратора и вакуумной камеры.As the closest analogue of the proposed stand for physical modeling of space factors (FKP FM stand), the stand for modeling space factors "PROGNO3-2" was chosen (Isachenko V.I. Test stand for modeling space factors "Prognoz-2" / Isachenko V .I., A.M. Vladimirov, scientific supervisor V.M. Zykov // Non-destructive testing: collection of proceedings of the VI All-Russian scientific and practical conference "non-destructive testing: electronic instrumentation, technology, safety", Tomsk, May 23-27, 2016 : in 3 volumes - Tomsk: TPU Publishing House, 2016. - Vol. 2 - [4 p.].), which consists of a control system, a refrigeration unit, a cryoplate with a cryoscreen, a cryojacket, a cryopump, two electron guns with maximum energies of 70 keV and 300 keV, respectively, a solar simulator, a high-speed video recorder, and a vacuum chamber.

Недостатком данного стенда является невозможность облучения потоком электронов определенного места ОИ, при этом невозможно создать управляемый и динамически изменяющийся луч потока электронов, регулируя частоту, угол, диаметр и амплитуду луча потока электронов на ОИ, отсутствует возможность перемещения ОИ в процессе испытаний относительно источника излучения потока электронов, так как не предусмотрен вращающийся стол. Отсутствие вращающегося стола исключает возможность облучения всех граней ОИ в одном цикле и требует разгерметизации, и, как следствие, приводит к прерывности процесса, что не соответствует реальным условиям, в которых находится аппарат на орбите, снижает достоверность результатов испытаний.The disadvantage of this stand is the impossibility of irradiating a certain place of the RO with an electron flow, while it is impossible to create a controlled and dynamically changing beam of the electron flow by adjusting the frequency, angle, diameter and amplitude of the beam of the electron flow on the RO, there is no possibility of moving the RO during testing relative to the radiation source of the electron flow as there is no turntable. The absence of a rotating table excludes the possibility of irradiating all the RI faces in one cycle and requires depressurization, and, as a result, leads to discontinuity of the process, which does not correspond to the actual conditions in which the apparatus is in orbit, and reduces the reliability of test results.

Техническим результатом заявленного изобретения является разработка способа определения реальных параметров электризации ЭК, материалов, покрытий и оценки работоспособности РЭО в условиях воздействия вышеуказанных ФКП.The technical result of the claimed invention is the development of a method for determining the actual parameters of the electrization of EC, materials, coatings and evaluating the performance of the REO under the influence of the above FKP.

Технический результат способа определения стойкости элементов конструкций или радиоэлектронного оборудования низкоорбитальных космических аппаратов к воздействию факторов космического пространства достигается за счет того, что ОИ размещают внутри вакуумной камеры, проводят вакуумирование камеры и контролируют величину вакуума с использованием системы автоматизированной откачки, задают требуемые характеристики излучаемого пучка электронной пушки на стойке управления имитатора потока электронов (ИПЭ), облучают потоком электронов объект испытания, на поворотный стол в случае, когда ОИ является элементом конструкции, то его устанавливают на стойку для ОИ, а в случае, когда ОИ является РЭО устанавливают на приспособление для позиционирования, и для каждого из случаев оснастку заземляют через гермоплату вакуумной камеры, затем подключают к ОИ систему измерения выходных параметров, после закрытия вакуумной камеры устанавливают радиационную защиту, закрывающую фланцевые стыки секций вакуумной камеры экранами и кожухами, когда ОИ находится под вакуумом, используя систему фокусировки ИПЭ, устанавливают ток и диаметр луча потока электронов на ОИ, ИПЭ включают в режиме «прожектор», облучая ОИ полностью, и в режиме «сканирование», когда облучение происходит с частотой, установленной оператором, порядок облучения ОИ определяется в зависимости от ОИ, при этом на каждом этапе облучения фиксируют выходные параметры ОИ при напряжении от 5 кВ до 50 кВ с N шагом, с использованием системы измерения выходных параметров ОИ, далее ОИ поворачивают относительно ИПЭ от 0 до 270 градусов в зависимости от ОИ и повторяют вышеуказанные этапы облучения ОИ с фиксацией выходных параметров ОИ.The technical result of the method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the effects of space factors is achieved due to the fact that the RI is placed inside the vacuum chamber, the chamber is evacuated and the vacuum is controlled using an automated pumping system, the required characteristics of the emitted beam of the electron gun are set on the control post of the electron flow simulator (IFE), the test object is irradiated with an electron flow, on the turntable in the case when the RO is a structural element, then it is installed on the stand for the RO, and in the case when the RO is a REO, it is installed on a positioning device, and for each of the cases, the equipment is grounded through the hermetic plate of the vacuum chamber, then the system for measuring output parameters is connected to the RO, after closing the vacuum screens and casings, when the ROI is under vacuum, using the IPE focusing system, set the current and beam diameter of the electron flow to the ROI, the IPE is switched on in the “spotlight” mode, irradiating the ROI completely, and in the “scanning” mode, when irradiation occurs at a frequency set by the operator, the order of irradiation of the RI is determined depending on the RI, while at each stage of irradiation, the output parameters of the RI are fixed at a voltage from 5 kV to 50 kV with N steps, using a system for measuring the output parameters of the RI, then the RI is rotated relative to the IPE from 0 up to 270 degrees depending on the RI and repeat the above stages of IR irradiation with fixing the output parameters of the RI.

Технический результат устройства достигается за счет того, что Стенд ФМ ФКП состоит из вакуумной камеры с системой автоматизированной откачки с функцией контроля и измерения вакуума, имитатора потока электронов, состоящего из стойки управления имитатора потока электронов и электронной пушки, позволяющей непрерывно облучать потоком электронов объект испытания, находящийся внутри полезного объема вакуумной камеры, поворотного стола внутри вакуумной камеры, на который в зависимости от конструктивных особенностей и вида объекта испытаний устанавливается заземленная через гермоплату вакуумной камеры оснастка в виде стойки для ОИ или приспособления для позиционирования, также стенд снабжен системой измерения выходных параметров ОИ, флуоресцентный экран для контроля положения проекции луча потока электронов, а для защиты рабочего персонала от ионизирующего излучения используется радиационная защита, состоящая из экранов и кожухов, закрывающих фланцевые стыки вакуумной камеры.The technical result of the device is achieved due to the fact that the FM FKP Stand consists of a vacuum chamber with an automated pumping system with a function of vacuum control and measurement, an electron flow simulator, consisting of an electron flow simulator control rack and an electron gun, which allows you to continuously irradiate the test object with an electron flow, located inside the usable volume of the vacuum chamber, a turntable inside the vacuum chamber, on which, depending on the design features and type of the test object, equipment is installed grounded through the pressure plate of the vacuum chamber in the form of a rack for the RO or a positioning device, and the stand is also equipped with a system for measuring the output parameters of the RO, a fluorescent screen to control the position of the projection of the beam of the electron flow, and to protect the working personnel from ionizing radiation, radiation protection is used, consisting of screens and casings covering the flange joints of the vacuum chamber.

При этом система измерений выходных параметров ОИ состоит из двухпроводной линии, высоковольтного кабеля, осциллографа и киловольтметра.In this case, the system for measuring the output parameters of the RI consists of a two-wire line, a high-voltage cable, an oscilloscope, and a kilovoltmeter.

Сущность технического решения поясняется чертежами:The essence of the technical solution is illustrated by drawings:

на фиг. 1 приведен общий вид Стенда ФМ ФКП и его составных частей;in fig. 1 shows a general view of the Stand FM FKP and its components;

на фиг. 2 приведена схема подключения системы измерения, а также расположение ОИ относительно ИПЭ в случае испытания радиоэлектронного оборудования, которое будет находиться в рабочем состоянии на период испытаний;in fig. 2 shows the connection diagram of the measurement system, as well as the location of the measuring instrument relative to the IEE in the case of testing radio-electronic equipment, which will be in working condition for the period of testing;

на фиг. 3 приведена схема подключения системы измерения, а также расположения ОИ относительно ИПЭ в случае испытания элемента конструкции;in fig. Figure 3 shows the connection diagram of the measurement system, as well as the location of the measuring instrument relative to the ISE in the case of testing a structural element;

Стенд ФМ ФКП состоит из вакуумной камеры 1, внутри которой создается пониженное давление с использованием системы автоматизированной откачки с функцией контроля и измерения вакуума 2 с использованием вакуумного датчика 3. ИПЭ состоит из стойки управления имитатора потока электронов 4 и электронной пушки 5, позволяющей непрерывно облучать потоком электронов ОИ с заданным лучом потока электронов ОИ, находящийся внутри полезного объема вакуумной камеры 1.The FM FKP stand consists of a vacuum chamber 1, inside which a reduced pressure is created using an automated pumping system with the function of monitoring and measuring vacuum 2 using a vacuum sensor 3. The IPE consists of a control rack for an electron flow simulator 4 and an electron gun 5, which allows continuous irradiation with a flow RI electrons with a given RI electron flow beam located inside the usable volume of the vacuum chamber 1.

Электронная пушка 5 закреплена с использованием штатных средств ИПЭ на фланец вакуумной камеры 1 напротив ОИ. Внутри вакуумной камеры 1 установлен поворотный стол 6, на который в зависимости от конструктивных особенностей и вида ОИ устанавливается заземленная через гермоплату 15 вакуумной камеры 1 оснастка в виде стойки для ОИ 7 или приспособления для позиционирования 8. Также стенд ФМ ФКП снабжен системой измерения выходных параметров ОИ.The electron gun 5 is fixed using the standard means of the IPE on the flange of the vacuum chamber 1 opposite the RI. A rotary table 6 is installed inside the vacuum chamber 1, on which, depending on the design features and type of the RO, equipment grounded through the seal 15 of the vacuum chamber 1 is installed in the form of a rack for the RO 7 or a positioning device 8. Also, the FM FKP stand is equipped with a system for measuring the output parameters of the RO .

В данном случае система измерений выходных параметров ОИ состоит из двухпроводной линии 9, высоковольтного кабеля 10, осциллографа 11 и киловольтметра 12.In this case, the system for measuring the output parameters of the RI consists of a two-wire line 9, a high-voltage cable 10, an oscilloscope 11, and a kilovoltmeter 12.

Для защиты рабочего персонала от ионизирующего излучения используется радиационная защита 13, состоящая из экранов и кожухов, прикрывающих фланцевые стыки вакуумной камеры 1. С целью проведения наблюдения за процессом появления разрядов на ОИ, на вакуумной камере 1 предусмотрено смотровое окно 14.To protect the working personnel from ionizing radiation, radiation protection 13 is used, consisting of screens and casings covering the flange joints of the vacuum chamber 1. In order to monitor the process of the appearance of discharges on the RI, a viewing window 14 is provided on the vacuum chamber 1.

Заявленный способ «Способ определения стойкости элементов конструкций или радиоэлектронного оборудования низкоорбитальных космических аппаратов к воздействию факторов космического пространства» осуществляется следующим образом:The claimed method "Method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the effects of outer space factors" is carried out as follows:

- ОИ размещают внутри вакуумной камеры. В зависимости от конструктивных особенностей и вида ОИ на поворотный стол 6 устанавливают стойку для ОИ 7 или приспособление для позиционирования 9;- RW is placed inside the vacuum chamber. Depending on the design features and type of OI, a stand for OI 7 or a device for positioning 9 are installed on the turntable 6;

- в случае, когда ОИ является элементом конструкции, то его устанавливают в стойку для ОИ 7;- in the case when the ROI is a structural element, then it is installed in the rack for ROI 7;

- в случае, когда ОИ представляет из себя радиоэлектронное оборудование, которое будет находиться в рабочем состоянии на период проведения испытаний, то его устанавливают на приспособление для позиционирования 9.- in the case when the OI is electronic equipment that will be in working condition for the period of testing, then it is installed on the positioning device 9.

Для каждого из случаев оснастку заземляют через гермоплату 15 вакуумной камеры, затем подключают к ОИ систему измерения выходных параметров. В каждом из выше описанных случаев система измерения выходных параметров подключается по стандартной схеме. Высоковольтный кабель 10 крепится к ОИ через гермоплату 15 вакуумной камеры, киловольтметр 12 находится вне вакуумной камеры. Один конец двухпроводной линии 9 подключают ко входу осциллографа 11, а второй оставляют без нагрузки, на холостом ходу. Этот конец экранируют и крепят на изоляторах 16, таким образом, что бы он находился от ОИ на требуемом расстоянии.For each of the cases, the tooling is grounded through the seal 15 of the vacuum chamber, then the system for measuring the output parameters is connected to the RO. In each of the cases described above, the output parameters measurement system is connected according to the standard scheme. The high-voltage cable 10 is attached to the OI through the sealing plate 15 of the vacuum chamber, the kilovoltmeter 12 is located outside the vacuum chamber. One end of the two-wire line 9 is connected to the input of the oscilloscope 11, and the other end is left without load, at idle. This end is shielded and fixed on insulators 16 so that it is located at the required distance from the OI.

По окончанию установки системы измерения выходных параметров ОИ секции вакуумной камеры 1 стыкуют друг с другом, устанавливают радиационную защиту 13, закрывающую фланцевые стыки секций вакуумной камеры экранами и кожухами для обеспечения защиты рабочего персонала от ионизирующего излучения.Upon completion of the installation of the system for measuring the output parameters of the RI, sections of the vacuum chamber 1 are joined to each other, radiation protection 13 is installed, covering the flange joints of the sections of the vacuum chamber with screens and casings to protect the working personnel from ionizing radiation.

Далее запускают процесс вакуумирования камеры с использованием системы автоматической откачки с функцией контроля величины вакуума 2.Next, the process of evacuating the chamber is started using an automatic pumping system with the function of controlling the vacuum value 2.

По достижению предельного остаточного давления на стойке управления ИПЭ 4 задают требуемые характеристики излучаемого пучка электронной пушки 5. Далее начинают процесс облучения ОИ с одновременной фиксацией выходных параметров ОИ.Upon reaching the limiting residual pressure on the control post IPE 4, the required characteristics of the emitted beam of the electron gun 5 are set. Next, the process of irradiation of the RI is started with simultaneous fixation of the output parameters of the RI.

Испытания проводятся при воздействии потока электронов в двух режимах: «сканирование» и «прожектор».Tests are carried out under the influence of an electron flow in two modes: "scanning" and "spotlight".

В режиме «сканирование» облучают ОИ с заданной частотой, углом и амплитудой либо всей поверхности ОИ, либо определенного участка ОИ, где наблюдалось нештатное поведение ОИ или места с наибольшим уровнем возможного возникновения разряда. Напряжение на ИПЭ устанавливают от 5 кВ до 50 кВ и изменяют с N шагом, например 250 В. Фиксируют выходные параметры ОИ на каждом выбранном напряжении ИПЭ с использованием системы измерения выходных параметров ОИ.In the "scanning" mode, the RI is irradiated with a given frequency, angle and amplitude, either on the entire surface of the RI, or on a certain area of the RI, where the abnormal behavior of the RI was observed or the place with the highest level of possible discharge occurrence. The voltage on the IPE is set from 5 kV to 50 kV and changed in N steps, for example 250 V. The output parameters of the IPE are fixed at each selected voltage of the IPE using the system for measuring the output parameters of the IPE.

Режим «прожектор» предусматривает постоянный однородный поток электронов. ОИ облучают полностью. Напряжение на ИПЭ также устанавливают от 5 кВ до 50 кВ и изменяют с N шагом, например 250 В. Фиксируют выходные параметры ОИ на каждом выбранном значении напряжении ИПЭ с использованием системы измерения выходных параметров ОИ. Каждый из вышеуказанных режимов позволяет изменять характеристики луча потока электронов ОИ.The "spotlight" mode provides for a constant uniform flow of electrons. RI is completely irradiated. The voltage on the IPE is also set from 5 kV to 50 kV and changed in N steps, for example 250 V. The output parameters of the IPE are fixed at each selected voltage value of the IPE using the system for measuring the output parameters of the IPE. Each of the above modes allows you to change the characteristics of the RI electron flow beam.

Порядок облучения определяется в зависимости от ОИ.The order of irradiation is determined depending on the ROI.

По окончанию проверки ОИ в плоскости, перпендикулярной относительно оси ИПЭ, его поворачивают относительно ИПЭ от 0 до ±270 градусов в зависимости от ОИ и повторяют вышеуказанные этапы облучения ОИ с фиксацией выходных параметров ОИ.Upon completion of the RI check in a plane perpendicular to the IEA axis, it is rotated relative to the IEC from 0 to ±270 degrees depending on the RI and the above stages of RI irradiation are repeated with fixing the output parameters of the RI.

Заявленный способ позволит: повысить точность результатов измерений; снизить вероятность возникновения электростатических разрядов на ЭК, материалах, покрытиях, РЭО; снизить уровень электростатического потенциала, накапливаемого на ЭК и РЭО путем выбора применяемого материала или конструктивных доработок; повысить устойчивость РЭО и в целом КА в условиях воздействия ФКП (вакуум, поток электронов с энергией до 50 кэВ) за счет возможности облучения потоком электронов определенного места ОИ, регулируя частоту, угол, диаметр и амплитуду луча потока электронов, таким образом имитируя естественный процесс воздействия ФКП; перемещать ОИ в процессе испытаний относительно ИПЭ. Облучение всех граней ОИ происходит в одном цикле, без разгерметизации камеры, что позволяет не прерывать процесс испытаний, что в большей степени соответствует реальным условиям, в которых находится аппарат на орбите, таким образом повышается достоверность испытаний. Также необходимо отметить, что предлагаемый способ измерения выходных параметров ОИ позволит получать действительное значение характеристик электростатических разрядов и регистрировать параметры электростатического разряда на ОИ.The claimed method will allow: to improve the accuracy of the measurement results; to reduce the probability of occurrence of electrostatic discharges on EC, materials, coatings, radio equipment; reduce the level of electrostatic potential accumulated on EC and REO by choosing the material used or design improvements; to increase the stability of the REO and the spacecraft as a whole under the influence of the FKP (vacuum, electron flow with an energy of up to 50 keV) due to the possibility of irradiating a certain place of the RI with an electron flow by adjusting the frequency, angle, diameter and amplitude of the beam of the electron flow, thus simulating the natural process of exposure FKP; move the OI during the test relative to the IPE. Irradiation of all RI faces occurs in one cycle, without depressurization of the chamber, which makes it possible not to interrupt the testing process, which is more consistent with the real conditions in which the apparatus is in orbit, thus increasing the reliability of tests. It should also be noted that the proposed method for measuring the output parameters of the RI will allow obtaining the actual value of the characteristics of electrostatic discharges and recording the parameters of the electrostatic discharge on the RI.

Claims (3)

1. Способ определения стойкости элементов конструкций или радиоэлектронного оборудования низкоорбитальных космических аппаратов к воздействию факторов космического пространства, заключающийся в том, что объект испытаний (ОИ) размещают внутри вакуумной камеры, проводят вакуумирование камеры и контролируют величину вакуума с использованием системы автоматизированной откачки, задают требуемые характеристики пучка, излучаемого электронной пушкой, на стойке управления имитатора потока электронов (ИПЭ), облучают потоком электронов объект испытания, отличающийся тем, что на поворотный стол, в случае, когда ОИ является элементом конструкции, его устанавливают на стойку для ОИ, а в случае, когда ОИ является радиоэлектронным оборудованием (РЭО), устанавливают на приспособление для позиционирования, и для каждого из случаев оснастку заземляют через гермоплату вакуумной камеры, затем подключают к ОИ систему измерения выходных параметров, после закрытия вакуумной камеры устанавливают радиационную защиту, закрывающую фланцевые стыки секций вакуумной камеры экранами и кожухами, когда ОИ находится под вакуумом, используя систему управления ИПЭ, устанавливают ток и диаметр луча потока электронов на ОИ, ИПЭ включают в режиме «прожектор», облучая ОИ полностью, и в режиме «сканирование», когда облучение происходит с частотой, установленной оператором, порядок облучения ОИ определяется в зависимости от ОИ, при этом на каждом этапе облучения фиксируют выходные параметры ОИ при напряжении от 5 кВ до 50 кВ с N шагом, с использованием системы измерения выходных параметров ОИ, далее ОИ поворачивают относительно ИПЭ от 0 до 270 градусов в зависимости от ОИ и повторяют вышеуказанные этапы облучения ОИ с фиксацией выходных параметров ОИ.1. A method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the effects of space factors, which consists in the fact that the test object (OI) is placed inside a vacuum chamber, the chamber is evacuated and the vacuum is controlled using an automated pumping system, the required characteristics are set of the beam emitted by the electron gun on the control rack of the electron flow simulator (IFE), the test object is irradiated with an electron flow, characterized in that on the turntable, in the case when the RI is a structural element, it is installed on the rack for the ER, and in the case when the RO is radio-electronic equipment (REO), it is mounted on a positioning device, and for each of the cases, the equipment is grounded through the vacuum chamber hermetic plate, then the system for measuring output parameters is connected to the RO, after closing the vacuum chamber, a radiation shield is installed the shield covering the flange joints of the sections of the vacuum chamber with screens and casings, when the RO is under vacuum, using the IPE control system, set the current and the diameter of the electron flow beam on the RO, the IPE is turned on in the "spotlight" mode, irradiating the RO completely, and in the "scanning" mode when irradiation occurs at a frequency set by the operator, the order of irradiation of the RI is determined depending on the RI, while at each stage of irradiation, the output parameters of the RI are recorded at a voltage from 5 kV to 50 kV with N steps, using a system for measuring the output parameters of the RI, further, the RI is rotated relative to the IEA from 0 to 270 degrees, depending on the RI, and the above stages of IR irradiation are repeated with the output parameters of the RI fixed. 2. Стенд физического моделирования факторов космического пространства состоит из вакуумной камеры с системой автоматизированной откачки с функцией контроля и измерения вакуума, имитатора потока электронов, состоящего из стойки управления имитатора потока электронов и электронной пушки, позволяющей непрерывно облучать потоком электронов объект испытания, находящийся внутри полезного объема вакуумной камеры, отличающийся тем, что внутри вакуумной камеры установлен поворотный стол, на который в зависимости от конструктивных особенностей и вида объекта испытаний устанавливается заземленная через гермоплату вакуумной камеры оснастка в виде стойки для ОИ или приспособления для позиционирования, также стенд снабжен системой измерения выходных параметров ОИ, а для защиты рабочего персонала от ионизирующего излучения используется радиационная защита, состоящая из экранов и кожухов, прикрывающих фланцевые стыки вакуумной камеры.2. The stand for physical modeling of outer space factors consists of a vacuum chamber with an automated pumping system with a vacuum control and measurement function, an electron flow simulator consisting of an electron flow simulator control rack and an electron gun that allows you to continuously irradiate the test object located inside the useful volume with an electron flow. vacuum chamber, characterized in that a rotary table is installed inside the vacuum chamber, on which, depending on the design features and type of the test object, equipment grounded through the vacuum chamber sealing plate is installed in the form of a rack for the OI or a positioning device, and the stand is also equipped with a system for measuring the output parameters of the OI , and to protect working personnel from ionizing radiation, radiation protection is used, consisting of screens and casings covering the flange joints of the vacuum chamber. 3. Стенд по п. 2, отличающийся тем, что система измерений выходных параметров ОИ состоит из двухпроводной линии, высоковольтного кабеля, осциллографа и киловольтметра.3. Stand according to claim 2, characterized in that the system for measuring the output parameters of the OI consists of a two-wire line, a high-voltage cable, an oscilloscope and a kilovoltmeter.
RU2022108341A 2022-03-28 Method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the influence of space factors and a device for its implementation RU2791950C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791950C1 true RU2791950C1 (en) 2023-03-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157545C1 (en) * 1999-11-12 2000-10-10 Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации Method for testing radioelectronic space apparatus for resistance to electrostatic discharges
WO2012054710A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Celgard Llc Testing and measuring devices, systems, components and methods
CN203643528U (en) * 2013-11-19 2014-06-11 陕西海泰电子有限责任公司 System for testing shielding effectiveness of electronic equipment
CN103995192A (en) * 2014-04-29 2014-08-20 中国人民解放军装备学院 Method and equipment for testing and evaluating electromagnetic environment adaptability of electronic equipment
RU2661556C1 (en) * 2017-07-04 2018-07-17 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Method of calculating and experimental estimation of radiation resistance of integrated circuits to the action of separate charged particles based on local laser irradiation
RU2759494C1 (en) * 2021-02-08 2021-11-15 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for testing large-sized objects containing long cable lines for compliance with requirements for resistance to electromagnetic pulse

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157545C1 (en) * 1999-11-12 2000-10-10 Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации Method for testing radioelectronic space apparatus for resistance to electrostatic discharges
WO2012054710A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 Celgard Llc Testing and measuring devices, systems, components and methods
CN203643528U (en) * 2013-11-19 2014-06-11 陕西海泰电子有限责任公司 System for testing shielding effectiveness of electronic equipment
CN103995192A (en) * 2014-04-29 2014-08-20 中国人民解放军装备学院 Method and equipment for testing and evaluating electromagnetic environment adaptability of electronic equipment
RU2661556C1 (en) * 2017-07-04 2018-07-17 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Method of calculating and experimental estimation of radiation resistance of integrated circuits to the action of separate charged particles based on local laser irradiation
RU2759494C1 (en) * 2021-02-08 2021-11-15 Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method for testing large-sized objects containing long cable lines for compliance with requirements for resistance to electromagnetic pulse

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103760181B (en) The method of testing of star secondary electron emission yield of dielectric material and test macro
Goebel et al. Plasma surface interaction experimental facility (PISCES) for materials and edge physics studies
CN113636115B (en) Solar system multi-factor comprehensive environment simulation device
RU2791950C1 (en) Method for determining the resistance of structural elements or radio-electronic equipment of low-orbit spacecraft to the influence of space factors and a device for its implementation
JPS62218846A (en) Method of positioning linear type array detector
Bengtson et al. Broad-spectrum electron gun for laboratory simulation of orbital environments
US20230132458A1 (en) Systems and methods employing interchangeable ion beam targets
JPH0915338A (en) Real-time inspection method for ionizing radiation quantity and executing device thereof
Mitteneder et al. Micrometer positron beam characterization at the Scanning Positron Microscope Interface
Swaminathan et al. Comparison of classical and charge storage methods for determining conductivity of thin film insulators
Fallavollita Novel triple-GEM mechanical design for the CMS-ME0 detector and its preliminary performance
Tchórz et al. Capabilities of Thomson parabola spectrometer in various laser-plasma-and laser-fusion-related experiments
CN110085505B (en) Particle mobility mass spectrometer and particle analysis method
Buratin Electron Cloud and Synchrotron Radiation characterization of technical surfaces with the Large Hadron Collider Vacuum Pilot Sector
Kovermann Comparative studies of high-gradient RF and DC breakdowns
Shin et al. Partial discharge induction with x-rays to detect void defects in solid insulating materials
CN112611507A (en) Method for detecting internal vacuum degree of vacuum electronic device
AU2021105744A4 (en) INSTRUMENT AND METHOD FOR MEASURING H AND He ISOTOPES OF IONOSPHERE
US4912330A (en) Apparatus for X-ray testing long wave infrared radiation detectors
Kondrashev et al. Experimental results on multi-charge-state LEBT approach
CN108303457B (en) Instrument and method for ionosphere H, he isotope measurement
Crombé et al. Radio frequency plasma production on the TOMAS device
Kleiman et al. Concept of a New Multifunctional Space Simulator for Accelerated Ground‐based Testing in Modern Space Exploration Era
Ossareh A High-Speed Mass Spectrometer for Characterizing Flash Desorbed Species in Pulsed Power Applications
Dietrich et al. High sensitive beam emittance analyzer