Фрагмент МТГО

Фрагмент МТГО
Шифр эксперимента: Фрагмент МТГО
Информационная справка: ИС_Фрагмент МТГО_РКК Энергия_2018.doc
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: Технические исследования и технологии пилотируемых космических полетов
Наименование эксперимента: Разворачивание и фиксация формы макетов замкнутых конструкций на основе многослойной трансформируемой гермооболочки с ужесточаемым слоем
Цель эксперимента:

Подтверждение принципов и экспериментальное исследование процессов создания, хранения, развёртывания и эксплуатации компактно уложенных замкнутых конструкций на основе многослойной трансформируемой

Описание эксперимента:

КЭ «Фрагмент МТГО» планируется провести в три этапа и предполагает на каждом этапе решение следующих задач:

На этапе 1:

-отработка технологии ужесточения плоского образца фрагмента многослойной трансформируемой оболочки с подтверждением эффекта саморазворачивания в условиях открытого космоса.

На этапе 2:

-отработка технологии создания герметичной оболочки геометрически замкнутой формы с ужесточаемым несущим слоем.

На этапе 3:

-отработка технологии создания многослойной трансформируемой гермооболочки с ужесточаемым внешним слоем.

 

Новизна эксперимента:

Лидирующее положение в разработке технологии трансформируемых модулей занимает США (НАСА и компания Bigelow Aerospace).

Отечественные исследования в этой области ведутся специалистами РКК «Энергия» с 2011 года. В результате работ, проводимых в Корпорации, были изготовлены и испытаны фрагменты МТГО, обладающей рядом преимуществ по сравнению с зарубежными аналогами (на основании данных, представленных в открытых информационных источниках).

К преимуществам МТГО, разработанной ПАО «РКК «Энергия» совместно с ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)», относятся:

-технология ужесточения (позволяет располагать на внешней поверхности трансформируемого модуля с МТГО оборудование для ВКД – поручни, элементы крепления оборудования и пр.);

-использование в составе МТГО противометеороидной защиты с высокими прочностными характеристиками и низкой удельной массой;

-использование в составе МТГО материалов только отечественного производства (позволяет не зависеть от зарубежных производителей).

Научная аппаратура:

Научная аппаратура, задействованная в эксперименте, представляет собой экспериментальную установку со встроенными в неё образцами МТГО (на этапе 1 КЭ – фрагменты МТГО, на этапе 2 КЭ – двуслойная геометрически-замкнутая оболочка, на этапе 3 КЭ – цилиндрическая МТГО).

На этапе 2 и 3 в составе НА также имеются приборы и оборудование. Часть приборов смонтирована непосредственно на экспонируемой части НА, другая часть приборов монтируется в гермообъёме РС МКС.

Экспериментальная установка, помещённая в транспортировочный чехол, доставляется на борт РС МКС в ТГК «Прогресс», транспортируется членами экипажа из ТГК «Прогресс» в место хранения на станции. Приборы и кабели, монтируемые в гермообъёме РС МКС, доставляются на борт РС МКС в ТГК «Прогресс» в отдельном транспортировочном чехле.

 

Ожидаемые результаты:

Основными результатами КЭ будут следующие:

-данные о динамике развёртывания образцов МТГО (с контролем изменения геометрии формы для этапов 2 и 3 КЭ);

-данные о динамике ужесточения МТГО (для этапов 2 и 3);

-данные о процессах газовыделения из МТГО и осаждения на окружающие элементы конструкции (для этапов 2 и 3);

-данные о тепловом режиме МТГО (для этапов 2 и 3);

 -данные о пригодности МТГО после ужесточения для ВКД (для этапа 3);

-верификация математических моделей, описывающих приведенные выше процессы.

Результаты предполагается использовать при:

-верификации и уточнении математических моделей, описывающих динамику раскрытия и ужесточения МТГО;

-верификации и уточнении математических моделей описывающих динамику различных физических процессов на поверхности и в объёме МТГО (газовыделение, осаждение и т.п.);

-создании наземной экспериментальной и испытательной баз для отработки МТГО;

-создании МТГО для малоразмерного трансформируемого модуля в составе транспортного грузового корабля-модуля (на базе ТГК «Прогресс»).

 

Сроки проведения: 2021-2024 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: РКК "Энергия" имени С.П. Королёва"
Организации участники: Московский авиационный институт
Научный руководитель: Бабаевский П. Г., Московский авиационный институт, зав.каф., д.т.н., профессор
Публикации по эксперименту: 1. Бабаевский П.Г., Козлов Н.А., Чурило И.В., Слагода В.В. Изменение диэлектрических свойств полимеров и композиционных материалов при длительной экспозиции в космических условиях. Модель космоса. Том II. Воздействие космической среды на М.:Издательство «КДУ», 2007, с. 1068 – 1081.

2. P.G. Babaevsky, N.A. Kozlov, I.V. Churilo, V.V. Slagoda. Influence of Simulated and Natural Space Environment Factors on Dielectric Properties of Epoxyamine Polymers and Polymer-Based Composite Materials. Cosmic Research Vol. 43 N1 pp. 25-33 MAIK Nauka/Interperiodica” 2005 г.

4. Бабаевский П.Г., Козлов Н.А. Чурило И.В., Слагода В.В. Влияние имитирующих и натурных факторов космического пространства на диэлектрические свойства эпоксиаминных полимеров и композиционных материалов на их основе. Космические исследования, том. 43, №1, с. 27-35, 2005.

5. Bigelow Aerospace Shows Off Bigger, Badder Space Real Estate, Popular Mechanics, 2010-10-28, accessed 2010-10-30.

6. Inflatable Structures Technology Handbook—Chapter 21: Inflatable Habitats, Draft 2000-07-05, NASA archive document.

7. Holderman M.L. NAUTILUS–X: Multi-Mission Space Exploration Vehicle. FISO Telecon 1/26/2011. 8. Бабаевский П.Г., Козлов Н.А., Трусова Е.Ю, Солдатова Е.Н. Ужесточающийся однослойный полимерный композиционный материал на основе редкосетчатой эпоксидной матрицы и реакционноспособного пластификатора. Новые материалы и технологии МТМ-2012 Материалы Всероссийской научно-технической конференции. 20-22 ноября 2012 г. с. 104-105.

 

Последнее обновление: 22.07.2019
Задачи эксперимента:

Задачи, решаемые в процессе проведения КЭ

КЭ «Фрагмент МТГО» планируется провести в три этапа и предполагает на каждом этапе решение следующих задач:

Задачи КЭ на этапе 1:

-демонстрация эффекта разворачивания плоского фрагмента многослойной трансформируемой конструкции;

-исследование особенностей создания, укладки, хранения и разворачивания фрагмента МТГО;

-исследование возвращенных образцов.

Задачи КЭ на этапе 2:

-подтверждение правильности заложенных технологических решений используемых при создании ужесточаемого слоя многослойной трансформируемой гермооболочки на основе полимерного композиционного материала с удаляемым временным пластификатором;

-выбор конструктивного облика и подтверждение правильности заложенных технологических решений используемых при создании, укладки, хранения, разворачивания и фиксации формы ужесточением несущего слоя масштабного макета конструкции из МТГО;

-исследование механизмов ужесточения оболочки в реальном масштабе времени с помощью встраиваемых датчиков;

-контроль геометрии формы оболочки и состояния поверхности в процессе развёртывания, ужесточения и экспозиции с помощью оптической лазерной системы;

-подтверждение основных принципов и элементов системы наддува макета трансформируемой конструкции;

-автоматизированный сбор, хранение и передача информации с датчиковой аппаратуры и оптической системы в течение всего срока проведения КЭ;

-отбор по окончании эксперимента возвращаемых элементов оболочки для их последующей доставки на Землю с помощью ТПК «Союз».

Задачи КЭ на этапе 3:

-подтверждение правильности заложенных технологических решений использованных при создании и эксплуатации многослойной трансформируемой герметичной оболочки с внешним, ненагруженным, ужесточаемым слоем на геометрически замкнутом макете;

-контроль геометрии формы оболочки и состояния поверхности в процессе развёртывания, ужесточения и экспозиции с помощью оптической лазерной системы;

-оценка пригодности МТГО с ужесточённым внешним слоем для ВКД (достаточность жёсткости МТГО для возможности размещения поручней для передвижения космонавтов);

-контроль теплового режима в течение всего срока проведения КЭ;

-контроль негерметичности в течение всего срока проведения КЭ;

-автоматизированный сбор, хранение и передача информации с датчиковой аппаратуры и оптической системы в течение всего срока проведения КЭ
Страна: Россия