СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ В АТМОСФЕРНЫХ УСЛОВИЯХ СИСТЕМ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ИМЕЮЩИХ В СВОЕМ СОСТАВЕ АМПУЛИЗИРОВАННУЮ СИСТЕМУ Российский патент 1998 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на герметичность в атмосферных условиях систем крупногабаритных космических аппаратов (КА), имеющих в своем составе ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом, применяющимся для контроля герметичности, на заключительном этапе подготовки КА к полету.

Известен способ контроля герметичности в атмосферных условиях систем крупногабаритных КА, заключающийся в оценке негерметичности систем КА путем измерения скорости уменьшения давления контрольного газа в системах КА, в том числе в ампулизированной системе по датчикам давления телеметрической системы измерения параметров КА [1].

Недостатком известного способа является его низкая точность, обусловленная значительными градиентами температур, существующими в крупногабаритных КА и вызывающими значительные погрешности при определении изменения интегрального количества контрольного газа, заправленного в системы КА.

Известен способ контроля герметичности в атмосферных условиях систем крупногабаритных КА, заключающийся в оценке негерметичности КА путем определения приращения концентрации пробного газа, натекающего через негерметичности заправленной пробным газом испытываемой системы КА, в воздух, окружающий КА и отделенный от атмосферы замкнутой оболочкой, образующей объем накопления, за время накопления [2].

Недостатком способа является невозможность определения негерметичности ампулизированной системы, обусловленная тем, что отсутствует возможность зафиксировать начальные ("нулевые", без давления пробного газа в ампулизированной системе) показания течеискателя, так как ампулизированная система уже содержит пробный газ под рабочим давлением.

Техническим результатом предложенного способа является осуществление возможности контроля герметичности систем крупногабаритного КА, включающего ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом, применяющимся для контроля герметичности, на заключительном этапе подготовки КА к полету.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля герметичности в атмосферных условиях (при атмосферном давлении P_атм систем КА, имеющих в своем составе ампулизированную систему, КА помещают в замкнутую оболочку, подключает испытываемые системы КА к источнику пробного газа, подключают течеискатель к замкнутой оболочке, герметизируют оболочку, заполняют поочередно испытываемые системы КА пробным газом до рабочего давления, определяют величину негерметичности каждой испытываемой системы КА по изменению показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа в замкнутой оболочке Δα_сист за период времени (T₁), необходимый для достижения заданной чувствительности испытаний i-й магистрали КА, в замкнутую оболочку помещают КА, имеющий в своем составе ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом, применяющимся для контроля герметичности, измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы (Δα_амп1) в замкнутой оболочке за период времени накопления для ампулизированной системы (T_амп), подают в оболочку тарированную дозу пробного газа (V_тар), измеряют величину изменения показаний течеискателя от тарированной дозы пробного газа (Δα_тар), , открывают оболочку и продувают ее атмосферным воздухом для удаления пробного газа, вновь герметизируют оболочку, повторно измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы (Δα_амп2) в замкнутой оболочке за период времени накопления для ампулизированной системы (T_амп), при условии (Δα_амп1) ≈ (Δα_амп2) определяют величину негерметичности ампулизированной системы, затем приступают у контролю герметичности остальных систем КА, заполняя поочередно системы пробным газом и измеряя величины изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности испытываемой системы (Δα_исп) в замкнутой оболочке за период времени накопления для испытываемой системы (T_i), при этом измеренную величину (Δα_исп) уменьшают на величину приращения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы в соотношении, обратном временам накопления i-й а ампулизированной систем КА

Способ контроля герметичности в атмосферных условиях (при атмосферном давлении P_атм систем КА, имеющих в своем составе ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом, применяющимся для контроля герметичности, осуществляют следующим образом:
1) КА помещают в замкнутую оболочку;
2) подключают испытываемые системы КА (кроме ампулизированной системы, которая не имеет средств для подключения к внешним источникам пробного газа) к источнику пробного газа, например гелия;
3) подключают течеискатель к замкнутой оболочке (она же является объемом накопления);
4) герметизируют оболочку;
5) измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы (Δα_амп1) в замкнутой оболочке за период времени накопления для ампулизированной системы (T_амп);
6) подают в оболочку тарированную дозу пробного газа (V_тар), равную или меньше количества пробного газа, вытекающего из наиболее герметичной магистрали за счет ее допустимой негерметичности;
7) измеряют величину изменения показаний течеискателя от тарированной дозы пробного газа (Δα_таp);;
8) открывают оболочку и продувают ее атмосферным воздухом для удаления пробного газа;
9) вновь герметизируют оболочку;
10) повторно измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы (Δα_амп2) в замкнутой оболочке за период времени накопления для ампулизированной системы (T_амп);
11) при условии (Δα_амп1) ≈ (Δα_амп2) определяют величину негерметичности ампулизированной системы по формуле

12) затем приступают к контролю герметичности остальных систем КА, заполняя поочередно системы пробным газом и измеряя величины изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности испытываемой системы (Δα_исп) в замкнутой оболочке за период времени накопления для испытываемой системы (T₁), при этом измеренную величину (Δα_исп) уменьшают на величину приращения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы в соотношении, обратном временам накопления i-й и ампулизированной систем КА

13) определяют величину негерметичности каждой i-q системы по формуле

При использовании предложенного способа осуществляется возможность контроля герметичности систем крупногабаритного КА, включая ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом, применяющимся для контроля герметичности, на заключительном этапе подготовки КА к полету, и как следствие этого надежность эксплуатации космических аппаратов.

Источники информации
1. Ланис В.А., Левина Л.Е. Техника вакуумных испытаний, Госэнергоиздат, 1963, с. 132.

2. Справочник "Вакуумная техника" /Под общей ред. Е.С.Фролова, В.Е.Минайчева. -М: Машиностроение, 1985, с. 344.

Способ может использоваться при испытаниях на герметичность в атмосферных условиях систем крупногабаритных космических аппаратов (КА), имеющих в своем составе ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом на заключительном этапе подготовки КА к полету. КА помещают в замкнутую оболочку, подключают испытываемые системы КА к источнику пробного газа, подключают течеискатель к замкнутой оболочке, герметизируют оболочку, измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы в замкнутой оболочке, подают в оболочку тарированную дозу пробного газа, измеряют величину изменения показаний течеискателя от тарированной дозы пробного газа, удаляют пробный газ, вновь герметизируют оболочку, повторно измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы в замкнутой оболочке, определяют величину негерметичности ампулизированной системы, затем заполняют поочередно остальные системы пробным газом и определяют величины негерметичности остальных систем с учетом негерметичности ампулизированной системы. Техническим результатом предложенного способа является осуществление возможности контроля герметичности систем крупногабаритного КА на заключительном этапе подготовки КА к полету.

Способ контроля герметичности в атмосферных условиях систем крупногабаритных космических аппаратов (КА), имеющих в своем составе ампулизированную систему, заполненную рабочим веществом, совпадающим с пробным газом, заключающийся в том, что КА помещают в замкнутую оболочку, подключают испытываемые системы КА к источнику пробного газа, подключают течеискатель к замкнутой оболочке, герметизируют оболочку, измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы в замкнутой оболочке, подают в оболочку тарированную дозу пробного газа, измеряют величину изменения показаний течеискателя от тарированной дозы пробного газа, удаляют пробный газ, вновь герметизируют оболочку, повторно измеряют величину изменения показаний течеискателя от приращения концентрации пробного газа от негерметичности ампулизированной системы в замкнутой оболочке, определяют величину негерметичности ампулизированной системы, затем заполняют поочередно остальные системы пробным газом и определяют величины негерметичности остальных систем с учетом негерметичности ампулизированной системы.