Оборудование
Вакуумные камеры и установки
1. Вакуумная установка SPASE-assistant для определения динамики роста пленок в условиях имитации открытого космоса
Установка SPASE-assistant предназначена для проведения экспериментальных работ по определению скорости осаждения и состава осаждаемых веществ на образцах - имитаторах оптических систем.
Вакуумная часть установки SPASE-assistant для определения динамики роста пленок состоит из основных узлов:
- Рабочая камера
Постоянно находиться под глубоким вакуумом для исключения влияния атмосферы на стенки камеры.
диаметр 300 мм,
высота 300 мм,
время откачки до предельного вакуума 1,33х10-4 Па составляет 40 мин;
- Шлюз для загрузки материалов
диаметр 300 мм,
высота 150 мм,
время откачки до предельного вакуума 1,33х10 Па составляет 10 мин.
Шлюз обспечивает одновременную загрузку 5 – 10 образцов материалов и их нагрев до + 150 °С. Образцы помещаются в кассету круглой формы, соединенную с планетарным механизмом. Вращение кассеты процессе испытаний обеспечивает равномерное распределение веществ, выделившихся из исследуемых образцов материалов, в пленке на образце-имитаторе оптической поверхности
- Шлюз для загрузки образцов-имитаторов, а так же загрузки/выгрузки герметичного контейнера
диаметр 200 мм,
высота 150 мм, предельный вакуум,
время откачки до предельного вакуума 1,33х10 Па составляет 10 мин.
Шлюз предусматривает возможность изъятия образцов-имитаторов оптических поверхностей без воздействия на них атмосферы.
 |
 |
| Образец-имитатор, закрепленный в держателе | Герметичный контейнер |
Шлюз содержит электрод тлеющего разряда (для очистки образцов-имитаторов от загрязнений) – напряжение 3000 В, ток до 0,05А.
Корпус вакуумной части установки выполнен из нержавеющей полированной стали.
Вакуумная часть установки при функционировании в процессе испытаний обеспечивает постоянную температуру образцов-имитаторов оптических поверхностей в пределах
от –30 до +120 °С. Температурный интервал посадочного места для образца-имитатора оптической поверхности – от -40 до +150 °С.
Холодопроизводительность термостата при минимальной температуре – до 100 Вт. Время достижения заданной температуры не более 2 часов.
Система высоковакуумной откачки
-безмасляная форвакуумная откачка спиральным насосом;
-высоковакуумная откачка криогенным насосом;
- набор клапанов для коммутации линии форвакуумной откачки
Система газонапуска
предусматривает возможность заполнения рабочей камеры инертными газами N2, Ar
Аналитический набор оборудования
- масс-спектрометр для количественного и качественного анализа состава остаточной атмосферы в процессе эксперимента (вещества с массой до 200 Ае);
- лазерный интерферометр (спектрофотометр) для определения толщины осаждаемого вещества и скорости роста пленки
Контроль и управление процессом
осуществляется от промышленного контроллера с записью каждого эксперимента на магнитном или цифровом носителе
2. Вакуумные установки для дегазации крупногабаритных элементов космических аппаратов и тестирования бортовых теплообменных систем
Для проведения процессов обезгаживания крупногабаритных элементов космических аппаратов, а так же для тестирования бортовых теплообменных систем в институте разработана установка с камерой объемом 14 кубических метров. Ее внутренний размер: ширина 2500 мм, высота 2550 мм, длина 2500мм. Установка имеет безмасляную высоковакуумную откачку.
Внутреннее оснащение вакуумной камеры включает вращающийся термостол диаметром 2250 мм и вертикальный инфракрасный нагреватель, обеспечивающие нагрев изделий до 150°С, а так же адсорбционные экраны и сменные криогенные панели.
В камере можно проводить процессы обезгаживания а также тестирование бортовых теплообменных систем крупных подсборок космического аппарата. Имитация температурных режимов космического пространства создается криогенными панелями, охлаждаемыми жидким азотом. Для размещения изделий в камере используются две сменные платформы - с вращающимся и с неподвижным термостолом. Загрузка и выгрузка осуществляется с загрузочной платформы в полуавтоматическом режиме. На слайде показана платформа с вращающимся термостолом диаметром 2250 мм. В качестве диагностической аппаратуры используется оптический пирометр и масс-спектрометр.
Технические характеристики вакуумной камеры
- рабочий объем камеры 14 м3
- внутренние размеры ш2500 х в2550 х д2500
- безмаслянная высоковакуумная откачка
- вращающийся термостол диаметром 2250 мм
- вертикальный инфрокрасный нагреватель
- нагреватели и термостол обеспечивают прогрев изделий до температуры 250°С
- система газонапуска
- адсорбционные и сменные криогенные панели
- работа оборудования полностью автоматическая с выводом информации на жидкокристаллический монитор
3. Вакуумные камеры для обезгаживания радиотехнических приборов и кабельных сборок космического аппарата
Для обеспечения работоспособности космического аппарата в течении длительного времени необходимо учитывать влияние многих внешних факторов, одним из которых является собственная внешняя атмосфера. Собственная внешняя атмосфера в основном состоит из летучих веществ, выделяющихся из композиционных материалов космического аппарата, и продуктов выхлопа двигателей.
Так как невозможно исключить или произвести замену всех материалов, не удовлетворяющих требованиям по потери массы и содержанию легкоконденсирующихся веществ, возникает острая необходимость проводить предварительное обезгаживание отдельных блоков и конструкционных частей готового изделия.
Установка с камерой объемом 1,4 м3 имеет безмасляную криогенную систему откачки. В комплект установки входит масс-спектрометр, измеряющий состав остаточных газов. Оборудование, как и предыдущие модели, имеет полностью автоматическое управление с визуализацией процесса на ЖК мониторе.
Установка для обезгаживания радиотехнических приборов и кабельных сборок космического ппарата
Оснащение установки состоит из термостола диаметром 800 мм, объемных четырехуровневых инфракрасных нагревателей. Нагреватели и термостол обеспечивают равномерный прогрев изделий по всему объему от 0°С до 150°С, в зависимости от рабочей температуры изделия. Кроме того, установка оснащена системой газонапуска и электродами для проведения процесса обезгаживания в тлеющем разряде. Для удаления из объема камеры летучих соединений, с целью обеспечения более глубокого вакуума и чистоты объектов обезгаживания, смонтированы адсорбционные экраны. Охлаждение экранов до температуры -70°С осуществляется благодаря жидкосной системе термостабилизации. Верхний адсорбционный экран выполнен подвижным и уровень его установки может меняться по высоте в пределах от 500 мм до 1000 мм от плоскости стола.
Технические характеристики вакуумной камеры
- диаметр камеры 1100 мм
- высота камеры 1500 мм
- безмаслянная криогенная откачка, предельный вакуум порядка
- термостол диаметром 800 мм
- объемные трехуровневые нагреватели
- нагреватели и термостол обеспечивают прогрев изделий до температуры 250°С
- электроды для обезгаживания в тлеющем разряде
- система газонапуска
- адсорбционные экраны
- жидкостная система термостабилизации
- масс-спектрометр
- работа оборудования полностью автоматическая с выводом информации на жидкокристаллический монитор
4. Космический имитатор для термических испытаний в вакууме. Температура на поверхности термостола
от -70 до +70 °С
Установка имитирует условия низкого давления и температурные режимы эксплуатации космических аппаратов. Температура на поверхности термостола от -70°С до +70°С при съеме тепловой энергии от 400 Вт до 4 кВт. Конструктивно камера выполнена в виде подъемного колпака. Установка оборудована термостолом и холодильно-нагревательной машиной, обеспечивающими высокую точность поддержания требуемой температуры и скорость изменения теплового режима. Все процессы ведутся в автоматическом режиме под управлением центрального контроллера с визуализацией на 17 дюймовом ЖК мониторе.
Технические характеристики камеры
- диаметр камеры 700 мм
- высота камеры 800 мм
- безмаслянная откачка, предельный вакуум
- термостол диаметром 500 мм
- температура теплоносителя от -90°С до +250°С
- снимаемая тепловая мощность от 400 Вт до 4000 Вт
- точность поддержания температуры ± 0,05К
- скорость изменения температуры не хуже 1К/мин.
- работа оборудования полностью автоматическая с выводом информации на жидкокристаллический монитор
2) Комплект оборудования для исследования материалов на содержание летучих компонентов в конструкционных материалах и покрытиях космических аппаратов
В процессе эксплуатации космического аппарата оптические системы могут загрязняться различными веществами, которые выделяются из окружающих их материалов.
Для проведения качественного и количественного анализа возможностей различных материалов к выделению летучих соединений была разработана и изготовлена лабораторная установка на базе вакуумной климатической камеры.
 |
 |
В комплект оборудования входит кассета для анализа одновременно 24 различных материалов, блок термостабилизации держателя адсорбционных пластин, масс-спектрометр для оценки остаточной атмосферы, ионный источник, электроды тлеющего разряда и термостол для проведения экспериментальных процессов обезгаживания.
Установка для исследования содержания летучих компонентов в конструкционных материалах и покрытиях космических аппаратов
Кассета для исследования материалов на содержание летучих компонентов
При помещении внутрь вакуумной камеры термостола и охлаждаемого адсорбционного экрана установка может использоваться для проведения процессов обезгаживания. Температура деталей отслеживается пирометром. Для более точного контроля температуры, на поверхности деталей размещаются термодатчики. Для учета изменения массы обезгаживаемых деталей используются весовые датчики. В камеру установлены ионный источник типа «Радикал» для очистки поверхности образцов и электроды, предназначенные для проведения процесса обезгаживания в тлеющем разряде.
Схема установки для обезгаживания
Технические характеристики
- кассета для анализа одновременно 24 различных материалов
- блок термостабилизации держателя адсорбционных пластин
- масс-спектрометр
- весовой датчик
- пирометр для измерения температуры на деталях
- термодатчики для точного измерения температуры на поверхности деталей
- лазерная система для измерения отражающей способности поверхности зеркала
- ионный источник
- электроды для тлеющего разряда
- термостол для проведения экспериментальных процессов обезгаживания
- оборудование оснащено управляющим контроллером с выводом информации на жидкокристаллический монитор