Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
6 Вибрация + + + +
7 Ударные нагрузки + + +
8 Химическое воздействие + +
9 Влажность + + +
10 Дождь, роса, туман + + +
11 Снег, град + + +
12 Песок, пыль + + +
13 Вакуум, захолаживание +
14 Солнечная радиация +
15 Биологические воздействия +
16 Линейные ускорения + +
17 Невесомость +
18 Ветровые нагрузки + + +
19 Электромагнитное излучение +
20 Метеоритные частицы +
21 Поток заряженных частиц +
Таблица 1.2
ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЫСОТЫ
Высота, км Давление, Па Плотность, г/см2 Температура, К Концентрация частиц, см"3 Степень вакуума
Уровень моря 1,ЗЗхЮ5 1,2x10'3 288 2,7хЮ19 -
1 200 300 500 8,5* 10"5 1,0хЮ"5 4,0x10"7 3,0х10'13 2,5хЮ'14 3,0x10"16 1200 1500 1600 7,0хЮ9 8,0хЮ3 2,5x107 Высокий
1000 2000 3000 5000 4,0x10'9 8,0хЮ'10 5,0х10"10 4,0* Ю"20 1,5х10"18 2,0х1019 1,0х10'19 4,0 х10"20 1600 1800 2000 3000 1,5хЮ5 2,0хЮ4 1,0х104 4,0хЮ3 Очень высокий
10 000 20 000 30 000 50 000 2,5хЮ"10 1,0х10"10 2,5х10'И 1,5хЮ"П 1,0хЮ"20 2,0x10'21 6,0хЮ"22 2,5x10'22 15000 50000 1хЮ5 2хЮ5 1,0хЮ3 1,0хЮ2 10 3-4 Сверхвысокий
Особенно сильное разрушающее воздействие могут оказывать морская вода и морской туман, ускоряющие коррозию вследствие содержания в ней солей хлора, магния и других элементов.
При эксплуатации ЛА необходимо учитывать влияние содержащихся в воздухе пыли, песка, дыма.
Пыль — смесь твердых частиц в воздухе. Естественная пыль состоит из космических и земных частиц. В атмосфере осаждается 0,12 — 0,15 м пыли за 100 лет. Техническая пыль образуется при сжигании топлива, износе и обработке деталей. В высокоразвитых странах технической пыли осаждается на два порядка больше, чем естественной.
Примеси в воздухе могут вызывать нарушение функционирования электрических элементов, изменять режимы теплообменных аппаратов, вызывать механические повреждения, усиливать коррозию и т.д.
Биологическое воздействие оказывают грибковые заболевания. Оптимальными условиями для развития грибковых заболеваний, в частности плесени, являются: влажность воздуха более 85%, температура 20 — 30°С и застой воздуха. Именно под действием плесени происходят наибольшие разрушения пластмасс, дерева, резины, кожи. Плесень образует на поверхности материала водную пленку, которая способствует его химическому разложению и потере важнейших свойств.
На надежность оборудования влияют насекомые — термиты. Определенную опасность для кабелей и проводов представляют грызуны (мыши и крысы).
Защиту от биологических факторов осуществляют химическим и конструктивным методами: заменой материалов, подверженных образованию плесени или съедобных для насекомых и грызунов, изменением внутреннего климата устройств, уменьшением влажности воздуха, созданием надежных защитных оболочек и т.п.
Условия эксплуатации КЛА в космическом пространстве характеризуются совокупностью воздействий, к которым относятся: высокий вакуум, невесомость, температура (чаще сверхнизкая), электромагнитные и корпускулярные излучения, наличие метеорных частиц, магнитных и гравитационных полей планет и звезд и т.д.
При изучении параметров космических условий выделяют три среды: межзвездную, межпланетную, атмосферу планет и их спутников.
Межзвездная среда состоит из межзвездного газа и мельчайших твердых частиц — пыли, заполняющей пространство между звездами в галактиках. Газ почти равномерно перемешан с пылью. Межзвездная среда вблизи Солнца переходит в межпланетную среду.
Межпланетная среда заполняет пространство между планетами Солнечной системы. Она состоит из расширяющегося вещества солнечной короны (примерно 90% составляют ионизированные атомы водорода и около 9% — атомы гелия), несущего увлекаемое веществом магнитное поле.
На расстоянии от поверхности Земли около 200 км длина свободного
40
пробега частиц газа становится равной нескольким десяткам метров. Часть молекул и атомов, двигаясь в экзосфере (на высоте около 500 км), может иметь скорость, превышающую вторую космическую, и беспрепятственно уходить за пределы атмосферы планеты. Это рассеяние газов в межпланетное пространство называется диссипацией. Большая доля диссипирующих газов приходится на водород и гелий. В результате активности Солнца и явления диссипации состав и химическое состояние газов существенно меняются (рис. 1.5,а). Так, на высотах более нескольких тысяч километров частицы газов полностью ионизированы.
Основные компоненты атмосферы Луфны, масса которой примерно в 81 раз меньше массы Земли, имеют следующие концентрации: водород — 6,5 • 104, гелий — 4 • 104, неон — 8 • 104, аргон — от 1,1 • 104до 4 • 10"3. Изменение суммарной концентрации нейтральных частиц в атмосфере Луны приведено на рис. 1.5,6.
а 6 8
Рис. 1.5. Состав газов атмосферы: а — Земли; б — Луны; в — Марса
Меркурий, как и Луна, имеет весьма разреженную атмосферу. Значения давлений у поверхности Меркурия и Луны близки и составляют около 8 ¦ 10"8Па.
Атмосфера Марса, масса которого только в 9 раз меньше массы Земли, менее разрежена по сравнению с атмосферами Луны и Меркурия. Давление газов у поверхности Марса примерно 6,55 • 102 Па. Изменение концентрации С02 — главного компрнента атмосферы Марса, составляющего около 95%, представлено на рис. 1.5,в. На больших Удалениях от поверхности С02 диссоциирует на СО и О.
