Способ герметизации дефекта в оболочке пилотируемого космического аппарата

Изобретение может быть использовано для герметизации сквозного дефекта в оболочке пилотируемого космического аппарата. Формирование пробки производят путем пропитки безусадочной герметизирующей композицией центральной части салфетки из прореженного тканого материала с высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью с формированием пятна, идентичного размеру и глубине сквозного дефекта. Удерживая салфетку за ее периферийную часть, вводят пропитанную безусадочной герметизирующей композицией часть салфетки в сквозной дефект на всю его глубину. Контролируют при этом выход салфетки за внешнюю часть оболочки пилотируемого космического аппарата. Подают безусадочную герметизирующую композицию в течение времени ее жизнеспособности в сквозной дефект с помощью истекающего в вакуум воздуха до заполнения дефекта с избытком. Затем удаляют избыток салфетки и контролируют герметичность образованной пробки ультразвуковым течеискателем. На сформированную пробку и зачищенную поверхность вокруг нее наносят один или более слоев безусадочной герметизирующей композиции через заданный интервал времени. Технический результат состоит в простой и надежной герметизации сквозных дефектов размером до 10 мм.

 

Изобретение относится к аэрокосмической технике, а именно к заделке дефектов в оболочках пилотируемых космических аппаратов (ПКА) в процессе их космического полета, в том числе обнаруженных визуально или при помощи течеискателей с целью восстановления требуемой герметичности ПКА.

Заделка сквозных дефектов или повреждений корпуса ПКА вызвана необходимостью поддержания внутри ПКА газовой среды (атмосферы), по составу и величине давления близкой к земной на уровне моря. Требования по исключению утечки, т.е. по герметичности жилых отсеков, являются нормой безопасного пребывания человека в космосе и предъявляются ко всем ПКА. Потеря атмосферы ПКА является прямой угрозой жизни экипажа и в случае падения давления выявление места утечки, ее заделка должна устраняться незамедлительно всеми доступными экипажу средствами.

Известен способ заделки прокорродированных дефектов металлических поверхностей изделий, эксплуатирующихся в том числе в герметично замкнутых обитаемых отсеках в составе космических летательных аппаратов, выполняемый с применением металлополимера «Герметалл-1» (см. патент РФ №2131344 по заявке №98113360/02, приоритет от 3.07.1998, МПК В23Р 6/00 (1995.01)). Данный способ заделки металлических поверхностей включает зачистку металлической поверхности вокруг зоны дефекта, пропитку прокорродированной поверхности низковязким герметиком, после отверждения поверх пропитанной поверхности наносят два слоя металлополимера «Герметалл-1», причем второй слой перекрывает первый.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает возможность заделки сквозных дефектов в оболочках жилых отсеков ПКА в условиях космического полета, находящихся под избыточным давлением на уровне в одну атмосферу (750 мм рт.ст.), т.к. металлополимер не удерживается в сквозных дефектах и не заделывает их.

Аналогом заявляемого способа также является способ герметизации дефектов оболочек космических объектов и устройство для его реализации (см. патент РФ №2131386 по заявке №97122048/02, приоритет от 30.12.1997 г, МПК B64G 1/52 (1995.01), В23Р 6/00 (1995.01)). Данный способ герметизации сквозных дефектов оболочек космических аппаратов включает формирование оснастки в зоне дефекта, заполнение этой зоны герметиком через заливочное отверстие в оснастке, при этом внутреннюю поверхность оснастки выполняют замкнутой, покрывают ее несмачиваемым составом, а герметик перед заполнением дегазируют.

Изобретение позволяет обеспечить герметизацию дефектов оболочек космических объектов в условиях космического полета, т.е. невесомости и перепада давления от 5-20 мм рт.ст. внутри объекта до вакуума за бортом 10-5 мм рт.ст.

Недостаток данного способа заключается в том, что ремонт дефекта оболочки по данному способу предполагает его проведение только снаружи космического аппарата. Для этого необходимо иметь на борту ПКА соответствующую оснастку и проводить выход космонавтов за пределы ПКА, что связано со значительными материальными затратами и расходованием полетного времени экипажа.

Известен способ заделки отверстия на изделии, предполагающий использование, в том числе и на изделиях космической техники (патент РФ №2173245 по заявке №2000105660/02, приоритет от 7.03.2000, МПК В23Р 6/00 (2000.01)), выбранный в качестве прототипа. Он заключается в том, что для заделки предварительно формируют пробку из мягкого пористого материала со сквозными порами и по размерам, идентичным размерам дефекта, затем пропитывают пробку безусадочной герметизирующей композицией - металлополимером «Герметалл-1» и в течение времени его жизнеспособности устанавливают пробку в зачищенную зону дефекта заподлицо с наружной поверхностью изделия, выдерживают до отверждения металлополимера «Герметалл-1», и затем наносят два слоя «Герметалла-1» на пробку и зачищенную поверхность вокруг нее.

К недостаткам способа-прототипа относится то, что он неприменим в условиях реального космического полета для оболочек, находящихся под избыточным давлением относительно окружающего вакуума, вследствие чего формирование пробки в таких условиях указанным способом невозможно.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа герметизации дефекта в виде отверстия в оболочке ПКА с характерным размером до 10 мм в условиях космического полета при истечении через него воздуха в окружающее космическое пространство. Дефекты в оболочках ПКА с подобными размерами могут образовываться за счет воздействия на ПКА микрометеороидов, частиц космического мусора, а также вследствие ошибочных действий экипажа при проведении ремонтных работ на оболочке ПКА.

Эффект достигается тем, что в способе герметизации дефекта в оболочке пилотируемого космического аппарата, включающем зачистку поверхности в зоне дефекта и вокруг него, предварительное формирование пробки, ее пропитку безусадочной герметизирующей композицией, установку пробки в дефект, выдержку до отверждения безусадочной герметизирующей композиции и нанесение одного или более слоев безусадочной герметизирующей композиции, дополнительно зачистку поверхности в зоне дефекта и вокруг него проводят изнутри ПКА, для формирования пробки используют салфетку из прореженного тканого материала с высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью, центральную часть салфетки пропитывают безусадочной герметизирующей композицией с формированием пятна диаметром, идентичном размеру и глубине дефекта, удерживая салфетку за ее периферийную часть, вводят пропитанную безусадочной герметизирующей композицией часть салфетки в дефект на всю его глубину, контролируя ее выход за пределы оболочки ПКА, подают безусадочную герметизирующую композицию в течение времени ее жизнеспособности в дефект с помощью истекающего в вакуум воздуха до заполнения дефекта с избытком, удаляют избыток салфетки, контролируют герметичность образованной пробки ультразвуковым течеискателем, а один или несколько слоев безусадочной герметизирующей композиции через заданный интервал времени наносят на сформированную пробку и зачищенную поверхность вокруг нее.

Указанный способ позволяет с одной стороны, за счет потока истекающего в вакуум воздуха сквозь поры салфетки, обеспечить подачу безусадочной герметизирующей композиции (герметика) в заделываемое отверстие на всю его глубину, а с другой стороны, используя нарастающую вязкость герметика по мере исчерпания времени его жизнеспособности, удержать его с помощью салфетки в сквозном дефекте оболочки ПКА. Тем самым из пропитанных волокон салфетки и герметика по всему объему отверстия формируется композитная пробка в виде стержня с выпуклой головкой, находящейся с внутренней стороны оболочки ПКА. Пробка удерживается в заделанном дефекте за счет высокой адгезии и клейких свойств герметика, а также за счет воздействия на нее давления атмосферы изнутри ПКА.

Технический результат предлагаемого способа заключается в том, что решена задача простой и надежной заделки сквозных дефектов диаметром до 10 мм в оболочке ПКА, в том числе в местах негерметичного присоединения силовых шпангоутов к оболочке изнутри ПКА. Максимальный размер дефекта, который подлежит заделке определяется, с одной стороны, временем, необходимым для его локализации и заделки экипажем в условиях падения давления в ПКА до уровня, допустимого для нахождения в ней человека (не менее 490 мм рт.ст.), а с другой стороны - способностью материалов, из которых изготавливается пробка, обеспечивать требуемый уровень герметичности оболочки ПКА после заделки дефекта.

Предлагаемый способ герметизации дефекта в оболочке ПКА в условиях космического полета осуществляют следующим образом:

- зачищают зону дефекта и вокруг него на расстоянии не менее 15 мм изнутри ПКА;

- берут прореженный тканый материал, обладающий воздухопроницаемостью и высокой гигроскопичностью (пропитываемостью) (например, хлопчатобумажную салфетку из отбеленной марлевой ткани поверхностной плотностью 28-52 г/м2);

- формируют салфетку из двух или более слоев ткани в зависимости от размера дефекта и поверхностной плотности ткани;

- пропитывают центральную часть салфетки безусадочной герметизирующей композицией (например, герметиком металлополимер «Герметалл-1») с размером пятна, идентичном размеру и глубине дефекта;

- удерживая салфетку за ее периферийную часть заводят пропитанную герметиком часть салфетки в дефект на всю его глубину, контролируя при этом выход салфетки за внешнюю часть оболочки ПКА. Для целей заведения салфетки в дефект, контроля ее гарантированного выхода за пределы оболочки ПКА и исключения возможности прокола салфетки, используют, например, тупой стержень с диаметром заведомо меньше диаметра заделываемого дефекта;

- подают герметик в дефект с помощью истекающего в вакуум воздуха до его заполнения с избытком и формируют поверх дефекта выпуклую головку диаметром, превышающем поперечный размер дефекта в 1,5-2 раза, в течение времени жизнеспособности герметика,

- после отверждения герметика удаляют, например ножницами, избыток салфетки,

- контролируют герметичность образованной заделки дефекта (пробки) ультразвуковым течеискателем,

- наносят сплошной слой герметика с перекрытием наружной поверхности пробки, а после его затвердевания наносят, при необходимости, последующий слой с полным перекрытием первого слоя. Затем осуществляют выдержку до окончательного отверждения герметика.

Использование предлагаемого способа дает возможность герметизации сквозных дефектов оболочек ПКА, в том числе в виде отверстий с характерным диаметром до 10 мм, на борту ПКА в процессе космического полета, работающих в диапазоне эксплуатационных давлений, при этом получить надежную герметичную систему. Способ прост в эксплуатации и не требует применения дополнительного оборудования.

Способ герметизации сквозного дефекта в оболочке пилотируемого космического аппарата, включающий зачистку поверхности в зоне дефекта и вокруг него, предварительное формирование пробки, ее пропитку безусадочной герметизирующей композицией, установку пробки в сквозной дефект, выдержку до отверждения безусадочной герметизирующей композиции и нанесение одного или более слоев безусадочной герметизирующей композиции, отличающийся тем, что зачистку поверхности в зоне сквозного дефекта и вокруг него проводят изнутри пилотируемого космического аппарата, формирование пробки производят путем пропитки безусадочной герметизирующей композицией центральной части салфетки из прореженного тканого материала с высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью с формированием пятна, идентичного размеру и глубине сквозного дефекта, затем, удерживая салфетку за ее периферийную часть, вводят пропитанную безусадочной герметизирующей композицией часть салфетки в сквозной дефект на всю его глубину, при этом контролируют выход салфетки за внешнюю часть оболочки пилотируемого космического аппарата, после чего подают безусадочную герметизирующую композицию в течение времени ее жизнеспособности в сквозной дефект с помощью истекающего в вакуум воздуха до заполнения дефекта с избытком, удаляют избыток салфетки и контролируют герметичность образованной пробки ультразвуковым течеискателем, а один и более слоев безусадочной герметизирующей композиции наносят через заданный интервал времени на сформированную пробку и зачищенную поверхность вокруг нее.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к космической технике, а более конкретно к ремонту космического аппарата. Устройство для оперативной герметизации пробойного отверстия в корпусе космического объекта содержит герметизирующий элемент и резервуар.

Группа изобретений относится к области космической техники, а более конкретно к излучателям низкопотенциальной энергии. Излучатель устройства сброса низкопотенциальной энергии космического аппарата содержит по меньшей мере одну трубку из теплопроводящего материала с по меньшей мере одним продольным ребром, выполненным за одно целое с трубкой.

Изобретение относится к космической технике. Способ воздействия на космические объекты включает воздействие мелкодисперсными частицами посредством их распыления на космические объекты, при этом воздействие осуществляют заряженными мелкодисперсными частицами, которые заряжают статическим электричеством со знаком заряда, противоположным знаку заряда космических объектов.

Изобретение относится к космической технике. Устройство разрушения потенциально опасных космических объектов предназначено для уничтожения космических объектов естественного происхождения: астероидов и метеоритов, и космических объектов техногенного происхождения: космических аппаратов и объектов космического мусора.

Изобретение относится к области обеспечения долговременной устойчивости космической деятельности и может быть использовано для защиты космического аппарата (КА) от столкновения с частицами космического мусора (КМ).
Изобретение относится к космической технике и может использоваться для защиты космического аппарата с активно сближающимся объектом. Защита космического аппарата от столкновения с активно сближающимся объектом осуществляется по регистрации непрерывной последовательности сигналов с нарастающей амплитудой в оптическом диапазоне спектра, что позволяет определить пространственную ориентацию активно сближающегося объекта.

Группа изобретений относится к космической технике. Устройство 100 для транспортировки целевого объекта в космосе включает в себя блок 110 приклеивания, предназначенный для приклеивания к целевому объекту в космическом пространстве, и приводной блок 120, предназначенный для получения движущей силы.

Изобретение относится к методам и средствам очистки орбит от космического мусора, главным образом отработанных ступеней (ОС) ракет-носителей. Способ включает выведение в область очистки космического аппарата-буксира (КАБ) (1) и автономного стыковочного модуля (АСМ) (2) на тросе (4).
Изобретение относится к способам очистки околоземного космического пространства (ОКП) от крупногабаритных объектов космического мусора (КМ). Способ включает выведение космического аппарата (КА) в область орбит, предназначенных для их очистки от крупногабаритных объектов КМ.
Изобретение относится к сфере защиты поверхности Марса от метеорных тел. Способ включает смешивание марсианской пыли с марсианским воздухом и перемещение в виде аэрозоля в атмосферу Марса, где создают и затем поддерживают пылевую завесу.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для ремонта корпуса вентиляторов авиационных двигателей, внутренняя поверхность которого имеет повреждение.

Изобретение относится к ремонту тракта горячего дутья доменной печи. Осуществляют отсоединение от футерованных огнеупорным материалом штуцера горячего дутья воздухонагревателя и воздухопровода горячего дутья доменной печи по меньшей мере одной из двух пар футерованных водоохлаждаемых фланцев.

Способ включает использование инструмента 4 с работающим от источника питания ручным устройством, выполненным с возможностью вращения инструмента 4, который содержит дискообразный элемент 5 с диаметром от 9,525 мм до 76,2 мм, жестко соединенный с валом 2, и абразивную поверхность 9 вдоль наружной периферии 8 элемента 5 и последующее шлифование объекта посредством дискообразного элемента 5 при вращении инструмента 4 посредством работающего от источника питания ручного устройства.

Изобретение относится к области машиностроения и ремонта машин и может быть использовано как при изготовлении новых деталей, так и при восстановлении изношенных деталей, в частности подшипников скольжения.

Изобретение относится к способам восстановления деталей и может быть использовано для восстановления внутренней поверхности трубы или трубчатой конструкции. Для восстановления внутренней поверхности в трубу вводят устройство для обследования внутренней поверхности трубы.

Изобретение относится к стенду для испытания колес и осей колесных пар и способу восстановления внутреннего диаметра кольца рельсоимитатора. В держателе и крышке держателя стенда для испытания колес и осей колесных пар, удерживающих кольцо рельсоимитатора, выполнен паз, обеспечивающий доступ режущего инструмента и сварочного оборудования к кольцу рельсоимитатора.

Изобретение относится к формированию сварного соединения ударным воздействием в аддитивном технологическом процессе, в частности, при ремонте компонента турбины.

Изобретение относится к способу ремонта компонента турбинного двигателя. Способ ремонта компонента турбинного двигателя включает послойное изготовление заготовки путем селективного плавления порошка, содержащего смесь материала припоя и основного материала, идентичного или подобного материалу указанного компонента, и присоединение заготовки к компоненту турбинного двигателя диффузионной пайкой.

Изобретение относится к ядерной энергетике и может быть использовано для управления сроком службы и превентивного предупреждения аварий на энергоблоках атомных электростанций (АЭС), причиной которых может стать внезапное разрушение или разгерметизация корпуса ядерного реактора.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при ремонте трубопроводов распределительных сетей с рабочим давлением ≤1,2 МПа без остановки перекачки транспортируемой среды.

Изобретение может быть использовано для герметизации сквозного дефекта в оболочке пилотируемого космического аппарата. Формирование пробки производят путем пропитки безусадочной герметизирующей композицией центральной части салфетки из прореженного тканого материала с высокой воздухопроницаемостью и гигроскопичностью с формированием пятна, идентичного размеру и глубине сквозного дефекта. Удерживая салфетку за ее периферийную часть, вводят пропитанную безусадочной герметизирующей композицией часть салфетки в сквозной дефект на всю его глубину. Контролируют при этом выход салфетки за внешнюю часть оболочки пилотируемого космического аппарата. Подают безусадочную герметизирующую композицию в течение времени ее жизнеспособности в сквозной дефект с помощью истекающего в вакуум воздуха до заполнения дефекта с избытком. Затем удаляют избыток салфетки и контролируют герметичность образованной пробки ультразвуковым течеискателем. На сформированную пробку и зачищенную поверхность вокруг нее наносят один или более слоев безусадочной герметизирующей композиции через заданный интервал времени. Технический результат состоит в простой и надежной герметизации сквозных дефектов размером до 10 мм.

Наверх