Мар 30

Изучение систем в целом привело к созданию проекта космической станции с действующей СЖО. На космической станции фирмы Дуглас (рис. 9) должен будет сначала находиться экипаж в составе 3–5 человек, но вообще она сможет вместить 15 космонавтов. Объем станции 150 м3; она рассчитана на нормальное атмосферное давление (760 мм рт. ст.). Общий вес с 5 космонавтами и запасными материалами в расчете на 100 дней полета составляет 10,6 т, из которых 1/3 приходится на СЖО (табл. 4).

Таблица 4

Расчетный вес (в кг) орбитальной космической станции

Компоненты станции

30-дневный полет трех космонавтов

100-дневный полет пяти космонавтов

Станция диаметром 10,8 м, объем 150 м3

1300

1300

Шлюзовая камера с агрегатами

450

450

Корабль для возвращения экипажа на Землю

1800

2000

Аппаратура объемом 2,1 м3 (научная, для связи и т. д.)

1350

1350

Система управления положением станции в пространстве

900

900

Надувные герметические конструкции

180

180

Внутреннее оборудование (сиденья, панели с приборами и т. д.)

225

225

Космонавты (при среднем весе каждого 82 кг плюс 32 кг индивидуальное снаряжение)

340

570

Система жизнеобеспечения

1520

3500

Турбогенератор мощностью 5 квт, использующий солнечную энергию

45

45

Солнечные элементы мощностью 1 квт

110

110

Общий вес

7815

10630

Космическая станция такого же размера, рассчитанная на пребывание трех космонавтов в течение 30 дней, весит примерно 8 т. Из них на систему жизнеобеспечения приходится, 1/6 веса. Подробный расчет отдельных элементов СЖО приведен в табл. 5.

Таблица 5

Вес (в кг) системы жизнеобеспечения

Компоненты системы

на 30 дней полета трех космонавтов

на 100 дней полета пяти космонавтов

Воздух в конструктивных элементах станции:

под давлением 1 атм

52

под давлением 2 атм

104

Система высокого давления для снабжения станции воздухом

480

390

Система высокого давления (211 кг/см2)

300

490

Система терморегулирования (вентиляторы, трубопроводы и т. д.)

68

68

Система КО2

245

1350

Система LiОН

130

375

Продукты питания (из расчета 0,9 кг/день на 1 человека)

81

206

Система регенерации воды

106

147

Контейнеры (для пищевых продуктов, отходов, КО2, LiОН и т, д.)

45

45

Активированный древесный уголь, регенерируемыq в вакууме

13

45

Общий вес

1520

3220

Основными требованиями при создании космической станции обязательно являются ее безопасность, надежность, удобство в эксплуатации и широкое использование современных достижений науки и техники. Системы, описанные в табл. 4, не являются оптимальными с точки зрения весовых требований, так как основные системы космической станции дублированы с помощью различных установок. Вероятно, заменив только систему хранения кислорода при высоком давлении, фильтры из LiОН и активированного угля системой с использованием КО2, можно будет сократить вес станции (для 5 человек на 100 дней полета) на 907 кг.

В последней работе по системе КО2 было показано, что регулирование содержания водяных паров можно использовать и для повышения способности КО2 к поглощению углекислого газа посредством образования бикарбоната. Другими словами, в настоящее время представляется возможным соразмерить уровень образования кислорода и поглощения углекислого газа в высших окислах. Это устраняет необходимость использования LiОН. Система КО2 эффективно поглощает также запахи и бактерии, и, таким образом, отпадает необходимость в активированном древесном угле. На данной стадии конструктивных работ, видимо, неразумно слишком увлекаться этой системой без дополнительных исследований.

Рис. 9. Космическая станция фирмы Дуглас для близкой околоземной орбиты

Система регулирования параметров атмосферы на упомянутой космической станции (см. рис. 9) совершенно уникальна, потому что в ней применена пассивная система регулирования температуры и влажности. Пассивная и активная системы длительного терморегулирования зависят от излучения в космос тепловой энергии, поглощаемой извне и генерируемой космическим кораблем.

В активной системе циркуляция теплоносителя через радиационный теплообменник осуществляется с помощью насосов. Необходимая поверхность радиационного теплообменника пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры теплоносителя. Если температуру теплоносителя повысить с 38 до 93°С, то площадь поверхности радиатора можно сократить вдвое. Однако даже при такой: активной системе, как циркуляция жидкого фреона с испарением, аппаратурой выделяется количество тепла, равное количеству тепла, удаляемому испарителем кабины. Следовательно, общая поверхность радиационного теплообменника остается неизменной, но кроме того, увеличивается вес, место, занимаемое системой охлаждения, и затраты на нее энергии одновременно уменьшается надежность. Поэтому для охлаждения воздуха вкабине космической станции – наиболее подходящей считается пассивная система. Наружная поверхность кабины станции окрашивается или оснащается какими-либо устройствами, чтобы иметь желательные коэффициенты поглощения и рассеяния, необходимые для поддержания в кабине теплового равновесия при умеренной температуре.

Конечно, только таким путем нельзя компенсировать значительные отклонения в уровне теплового, поглощения и излучения возникающие при различной ориентации космической станции по отношению к Солнцу и планетам, а также при различных величинах теплообразования в кабине космической станции. Терморегулиронание обеспечивается одной или несколькими панелями космического радиатора, которые обладают высокой излучательной и низкой поглотительной способностью, что приводит к потере тепла из кабины в количестве, пропорциональном эффективной, т. е; соприкасающейся с космическим вакуумом, площади панелей. Управление эффективной площадью космического радиатора осуществляется из кабины станции без помощи направляющих жалюзи или изменения ориентации КК, а пропусканием воздуха из КК через определенную часть радиатора. В тех частях кабины, где нет необходимости в отводе тепла, делается изоляция путем сочетания неподвижного воздуха и стирофома (теплоизолирующий пенопласт) или применением других легких изоляционных материалов.

Рис.10. Принципиальная схема регулирования температуры и влажности

На рис.10 схематично изображена типичная конструкция системы регулирования температуры и влажности. Эту систему легко модифицировать. Трубопроводы любого размера для теплообменника изготовляются из майлара или подобного листового пластмассового материала и соединяются, как показано на рис. 11. Они могут быть и в виде внутренней обшивки.

Рис. 11. Основной трубопровод теплообменника

Похожие статьи:

  1. Создание Протона, космических спутников и орбитальных станций Ю. Н. Глазков, летчик-космонавт СССР, кандидат технических наук, Герой Советского...
  2. Система жизнеобеспечения Таблица Таблица 2 Система жизнеобеспечения Назначение и подсистемы Способы обеспечения Примечание...
  3. Космический корабль «АПОЛЛОН» Программа «Аполлон» «АПОЛЛОН» ПРОГРАММА «АПОЛЛОН» США Тип. Пилотируемый трехместный космический корабль. Назначение....

автор admin



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.