Astro sandarumas

STS-51-L astro

Kosminės technikos (erdvėlaivių, startūnų, skafandrų..) sandarumas yra gyvybiškai svarbi savybė, apibūdinama terpės nuotėkiais, pvz kvėpavimo mišinio (g/s ar cm3/s) ar kuro (hidrazino, žibalo ar metano), ar oksidatoriaus (deguonies), ar slėginių dujų (helio). Visas konstrukcines detales sandarina guminiai, silikoniniai tamprūs elementai ar grafitometaliniai, ar silfoniniai bei labirintiniai sandarintuvai (ypač judrioms jungtims), ar paprasti tarpikliai. Žemoms temperatūroms iki -54 oC tinka fluorosilikoniniai sandarikliai, karščiui iki 320 oC – perfluorelastomeriniai, o iki 1100 oC – metaliniai. Sandarumo reiškinius stebime ir buityje – tolydžio „minkštėja“ automobilių padangos ar net staigiai subliūkšta pradūrus. Dar sudėtingesni – mūsų būstų nesandarumo reiškiniai, ypač žiemą, tad tenka storinti sienas (renovacijos būdu), kad mažiau prasiskverbtų nuotėkių (šilumos ir oro). Mat absoliučiai tankių ir sandarių medžiagų lig šiol neturime, o įvairios terpės (ypač dujos) skverbiasi tarpmolekuliniais (gal ir atominiais) tarpeliais.

Sojuz11

Sojuz – 11 ekipažas: vadas G. Dobrovolskij ir inžinieriai V. Volkov bei V. Pacajev

Dėl erdvėlaivio Sojuz-11 nesandarumo 1975-ais grįžtant Žemėn žuvo visa įgula. Prakiurus šatlui Challenger 1986-ais žuvo 7 astronautai. TKS įgula 2018 08 30 pajuto kvėpavimo terpės slėgio mažėjimą 0,8 mmHg/parą (44 Pa/h) ir aptiko o2 mm skylutę prijungtame Sojuz MC-09, kurią teko užlopyti nelaukiant jos atsiradimo priežasties išaiškinimo (gal diversija?).

SojuzMS-09 skylė sandarumas

TKS sandarumas buvo pažeistas. Roskosmos Sojuz MC-09 skylės atsiradimo priežasties neįvardijo

Jau pirmojo Sputniko 1957-ais sandarumą tikrino 1 m3 vakuumo kameroje CM-357, nuotėkius matuojant He mass spektrometru. Vėliau kameros didėjo ir tobulėjo. Baikonure dabar veikia 1515 m3 kamera 17T623M. NASA 20 mln USD įrenginys Instron tikrina ir terminį patvarumą -65 – 100 oC sąlygomis. Beje, TKS sandarinimo principus Stafordo ir Utkino komisija derino net 5 metus. O Rusija turi standartą GOST 50804-95, reglamentuojantį būtinybę signalizuoti apie nesandarumą > 12 kPa/h ir kartoti >24 kPa/h, o taip pat sumažėjus deguonies parcialiniam slėgiui <16 kPa, vandens garų 0,66-2,66 kPa bei padidėjus anglies dvideginio >2,6 kPa.

Skafandrai ir sandarumas

Skafandrams atitinkamai kvėpuojamojo mišinio slėgis reguliuotinas 87,9-114,8 kPa ir avarinis atvirame kosmose 53,2-133,3 kPa. Ruošiantis išėjimui į atvirą kosmosą ar grįžimui Žemėn, būtinai tikrina skafandrų sandarumą. TKS-16 įgula aptiko skafandro „Sokol“ nuotėkį, kuris pasireikšdavo pasiekus 30 kPa slėgį. Ilgokai paieškoję rado priežastį – plyšelį pirštinės jungtyje su dešine rankove. Ruošiamas Space Series standartas ISO/DIS 24568-2020 vamzdinių jungčių iki 28 MPa sandarumui bei normos kuro bakams <10 mkPa.m3/s ir nuotėkomačių jautriui 70 pPa.m3/s.

Nuotėkiai yra pavojingi jungtyse ir liukuose. TKS liukus galima atidaryti kaip iš vidaus, taip ir iš aplinkos vožtuvais MPEV (Manual Pressure Equalization Valve), kurie ties liuko durelėmis suvienodina slėgį iš abiejų pusių. Nuotėkiai tebėra dažna tebetobulinamų Raptor varytuvų gedimo priežastis. Varytuvų turbosiurblių velenai sukasi bent 20000 aps/min greičiais ekstremalių temperatūrų ir slėgių sąlygomis.

Sandarumo normas nagrinėja naujai besiformuojąs bioastronautikos mokslas. Jis teoriškai ir eksperimentiškai įvertina leistinas slėgių ir nuotėkių vertes (ypač atsižvelgiant į planuojamo buvimo kosmose trukmes). Pvz, Apollo erdvėlaiviui leistinas nuotėkis (nesandarumas esant 101 kPa slėgiui) buvo 2,16 kg/parą. Orion (gal lėksiančiam į Marsą) leistinas nuotėkis – 0,15 kg/parą, ką lemia patobulinti sandarikliai.

Išradinėjami vis tobulesni sandarintuvai, ypač erdvėlaivių jungtims; pvz RU 2559666 patentuoja sandarinimo mechanizmą galinio tipo sandarikliu su elektrine pavara. Baltarusijos un-tas pristatė 2019 metų parodai daugiafunkcį sandarinimo ir hermetizavimo robotą.


Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.