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真空烘烤設(shè)備服務(wù)于航天器研制過程中的污染控制
來源:航天器環(huán)境工程 瀏覽 346 次 發(fā)布時(shí)間:2024-08-05
污染對(duì)航天器的影響不可忽略。美國(guó)在20世紀(jì)70—80年代就有24顆衛(wèi)星因污染影響而性能下降或失效。可見,污染已經(jīng)成為影響航天器壽命和可靠性的重要因素之一,必須采取相應(yīng)的控制和防護(hù)措施。
材料的真空放氣產(chǎn)物是航天器污染的主要來源之一。對(duì)于某些放氣率比較高、而在航天器上又不得不使用的材料,須在使用前通過真空烘烤提前將材料中的揮發(fā)性物質(zhì)釋放出來,以減輕航天器入軌后因材料的放氣率而引起的污染。
真空烘烤是當(dāng)前航天器研制中普遍采用的技術(shù)措施。美國(guó)NASA戈達(dá)德空間飛行中心(GSFC)建立了一批專用的烘烤設(shè)備,并制定烘烤技術(shù)流程,對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡等諸多光學(xué)系統(tǒng)和污染敏感部件成功進(jìn)行了污染控制。歐空局的ESTEC也有相應(yīng)的真空烘烤設(shè)備。
真空系統(tǒng)組成原理圖
試驗(yàn)測(cè)試
將結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)產(chǎn)品模擬試件放入容器進(jìn)行+120℃抽真空能力測(cè)試。在通入液氮,有載狀態(tài),且熱沉溫度≤100 K時(shí),測(cè)量容器真空度優(yōu)于1.5×10-4Pa。
將200M腈綸絲套管放入容器進(jìn)行+80℃烘烤測(cè)試,并用石英晶體微量天平進(jìn)行污染物揮發(fā)量監(jiān)測(cè)。開機(jī)后,石英晶體微量天平測(cè)量的初始值為4.554 3×10-7g/cm2;45min后為4.556 7×10-7g/cm2,變化量為2.4×10-10g/cm2;又經(jīng)65 min后為4.553 7×10-7g/cm2,變化量為-6×10-11g/cm2,并趨于穩(wěn)定,單位時(shí)間內(nèi)揮發(fā)量已經(jīng)變得很小。由此可見,該套設(shè)備具備有效的烘烤去污染能力。
該套設(shè)備可以進(jìn)行±100℃范圍內(nèi)的熱真空試驗(yàn),試驗(yàn)過程中真空度優(yōu)于1.0×10-3Pa,控溫精度優(yōu)于±0.5℃。此外,該套設(shè)備烘烤筒上的屏蔽保溫罩拆卸方便,拆下后,加熱籠可以獨(dú)立工作。
結(jié)論
用于結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)污染物去除的真空烘烤設(shè)備同時(shí)具備真空烘烤和熱真空試驗(yàn)的功能,適用于各類單機(jī)產(chǎn)品。自投入使用以來,設(shè)備運(yùn)行狀況良好,利用率較高,已成功完成了多次結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的去污染真空烘烤試驗(yàn)和熱真空試驗(yàn)。今后還需對(duì)污染物去除的真空烘烤工藝流程進(jìn)行優(yōu)化研究,以更好地服務(wù)于航天器研制過程中的污染控制。