Mikrogravity'in Reaksiyonu Üzerine Etkisi ve Giyinme

Reaksiyon tekerlekleri, uzay aracının en kritik bileşenleri arasındadır.Bu, Dünya gözlemi, veya derin uzay iletişimleri için gerekli olan bir rotoru dönüştürerek, uzayın mikrogravity ortamında, yağlayıcıların beklenmedik ve sık sık sık sık sık sık giymeleri için onları kaçınılmaz kılar, bu davranışları ve mühendislik sağlam çözümlerin, veya derin uzay iletişimin kalıcı hale getirilmesi için temel oluşturur.

Mekaniklerden farklı olarak, reaksiyon tekerlekleri iyi bir kontrol sunar ve dayanılmazları tüketmezler, ancak mikrogravity'in yıllarca kesintisiz çalışmasını etkileyen parçaları araştırıyorlar ve enerjik olarak kullanılan yağları sağlam bir şekilde kullanmasına yardımcı olur.In Orbit, yağları gelişmiş tasarım değişiklikleri için sağlam bir şekilde yapar - bir görevin tam zamanından emin olun.

Reaksiyon Wheel Operasyonlarının Temelleri

Bir reaksiyon tekerleği, bir mil üzerinde monte edilen ağır bir rotordan oluşur, aksi yönde döndürmek için uzay aracına yol açar - ya da üç tane tekerlek ile yönlendirilir (bir dördüncü kırmızı tekerlekle birlikte), bir uzay aracının üç eksenli kontrolü tam olarak elde edebilir.

Taşın kalbidir ve uygun yağlanma, metal-to-metal temaslarında hızlı aşınmaya ve baskıya neden olur.Saçlar genellikle aşırı ısınır, radyasyon ve dışarı çıkarlar, düşük volümlü hassas optik aletleri önlemek için düşük bir volüme gerektirir.

Modern reaksiyon tekerlekleri birkaç yüz ila 6.000 rpm hızlarında, gerekli torklara bağlı olarak geri döner. Bu hızlarda, küçük aşınma veya yağlayıcı göçü bile tork ripple'a neden olabilir, gürültüyü ve işaretlenme kaybı.

Uzayda Boyama: Farklı Paradigm

Dünya'da, yerçekimi, sıvı yağlayıcıların ırklara yerleşmelerini sağlar ve daha soğuk yüzeylerde bile yeniden inşa edilir. Mikrogravity, ancak, yağlayıcılar iletişim yüzeylerinden uzaklaşmak için ücretsizdir. Bu, dengesiz kalınlık filmlerine yayılabilir veya hatta soğuk yüzeylere yeniden kullanılabilir.Bu değiştirilmiş davranış üç birincil zorluk yaratır: yeniden dağıtım, bozulma ve artan aşınma.

Lubricant Re dağıtım

Ağırlıksız, yüzey gerilimi ve güçlerimizi kontrol edin, bir taşıma toplantısında, petrol yarıştan çıkıp mili veya konutlara geri dönmediği gibi, "tehdit" bir "kanıtlama" modunda çalışan, yüksek frekanslı geçiş modundan dolayı özellikle telaffuz edilebilir.

Bir çözüm, yüksek yüzey gerilimi ile düşük çözünürlükte yağ kullanmak, ancak o zaman bile, küçük miktarda zaman kaybı kritik olabilir. Mühendisler genellikle tasarımRANFLT:0) bazı tasarımları, eğimli yağdan yarışa geri dönmek için bir yanardağlar içerir veya hissettim. ancak bu sadece tekerlek döndüğünde çalışır.

Degradasyon Mechanisms

Uzayda Lubricants birden fazla yol boyunca ayrılırlar.ETHFLT:0)Outgassing) büyük bir endişedir: çok düşük vakum altında, uçucu bileşenler çok fazla yıllık görevlerin değiştirilmesi ve geri kalanının geride kalması.

Gazların ötesinde, yağlar, koreal asitlerin oluşumuna maruz kalıyorlar: 0,3. radyasyonun varlığına bağlı olarak, elektronlar ve kozmik ışınların) kimyasal bağlar, polimerizasyona yol açan, çapraz bağlantıya veya korrosif asitlerin oluşumuna yol açıyorlar. Örneğin, bazı PFF'ler Lewis asit sitelerinin metal yüzeylerdeki varlığına engel olabilir, Korrosif florese bileşikleri üretenler üretirler.

Mikrogravity'de Giyin

Rejimli yataklar, yetersiz veya bozulan yağların doğrudan bir sonucudur. Sınırda, yağ filminin tamamen ayrı yüzeylere çok incedir - yuvarlanıcı elementlere ve yarışlara neden olan elektrik gürültüsü, smearing ve pitting.

Belki de en kritik aşınma modu şöyledir:0)Düşme brinelling[Dönetici: 1), sabit veya yavaş yavaş dönen yataklar önceden yük altında küçük osilasyon hareketleri deneyimliyor.

NASA'nın Reaksiyon Wheel Assembly (RWA) for theETHFLT:0)Hubble Space Teleskobu) klasik bir örnek olarak değiştirildi.Bu tür bir bozulmadan dört tanesi, yağdırma ve aşınma nedeniyle deneyimli 6 reaksiyon tekerleğinin sayısı arttı.

Mitigation Strategies

Mikrogravity-indüklenmiş yağ zorluklarının üstesinden gelmek için mühendisler, malzeme bilimi, triboloji ve akıllı mekanik tasarım ile bir araya getirilen çok yaygın bir yaklaşım geliştirdiler.Bu stratejiler üç geniş kategoriye girer: Katı yağlar, gelişmiş sıvı yağlar ve tasarım yenilikleri.

Solid Lubricants

Katı yağlar uzay mekanizmaları için temel bir yerdir, çünkü gazları, yeniden dağıtım ve birçok bozulma mekanizmasıdır.Ücretsiz:0)Molybdenum disulfide (MoS2)[FLT 1: 1 ve 03)[D:2 )) Paragrafi[Dörtücükürücüklükten daha iyi performans gösterir. MoS2, kolayca kırılmış bir yapıya sahiptir.

Diğer sağlam yağlar da dahil: 0.diamond-like karbon (DLC)) kaplamalar, çok düşük sürtünme ve yüksek sertlik sunar ve DÖRT:2|evcut filmlere uygulanır[DDDDLCT:3) ve katı yağlar ana dezavantajı, kaplamalar yavaş yavaş yavaş giyerler ve bir kez silinir, metal-onmetal iletişim oluşur.En üstlenebilir, tasarımcılar yaşam boyu süren filmleri uygularlar (özellikle birkaç mikron) ve “kendini-repsizin” yüzeyinin ana dezavantajıdır.

[0] Avrupa Uzay Ajansının triboloji laboratuvarı[[Dönetici:0) MoS2 uzun süredir test edilmiş görevler için. Çalışmaları, uygun ön şart ve doğru çevresel koşullarla, MoS2, yüksek hızlı, ağır yük altındaki milyarlarca devrim hayatta kalabilir.

Uzay için sıvı Lubricants

Zorluklara rağmen, sıvı yağlayıcılar hala birçok reaksiyon tekerleğinde kullanılırlar çünkü üst yenileme ve daha düşük başlangıç sürtünme sunarlar. Anahtar, uzay çevreye dayanabilecek olan yağlayıcıları formüle etmektir. ”ŞUygunluk özellikleri ve direnç toparçaları (PFPEs)), Lewis asitleri (Fykırıklar) gibi, en yaygın nem birikimine sahip olan floridler, iyi vizoidasyon özellikleri ve direnç.

Bunu azaltmak için, modern PFPE formülasyonları, asitli türlerin nötralize edilmesi gereken katkı maddeleri içerir. Ek olarak, [[Dönetici sıvılar), yeni bir uzay yağlayıcısı sınıfı olarak ortaya çıkıyor.

Sıvı yağlar genellikle bir bardak aksiyon yoluyla bağlantıya teslim edilir: 0) Gözdengeçmiş bir polimer kafesi[Dönetici veya poliimide) ki bu sültasyon mekanizmaları, kapiller eylem yoluyla taşıyıcılardan kaçınmak için dikkatli olmalıdır. Bazı tasarımları da sürekli bir tedarik sağlamak için ayrı bir yağ sump içerir.

Tasarım Yeniliği

Filtreleme seçiminin ötesinde, mekanik tasarım kritik bir rol oynar.()Denizli ve baskılı konutlar[Döneticiler[Döneticiler) tarafından yağlanmış ve kontraksiyondan yağdırılabilir. Bazı reaksiyon tekerlekleri algikasyonu kullanır:2 sıçrama-sikrobrikasyon[Döneticileri) , tırnakları doğrultucuya doğru sürüklenme (belirli bir film).

[FONT:0]Magnetic yataklar[[[Dönetici:0) Tamamen fiziksel temasları ortadan kaldıran ve tamamen aşınmaya devam eden bir alternatiftir. Ancak, daha karmaşık ve bugün çoğu görev için pratik yapmak, onları pratikleştirmek için gereklidir.

[FONT:0) Redplacecy[Dönetici:0) Son işlem: Uzay teleskopu [Dönetici:2], dört reaksiyon tekerleği ile başlatılan veya birincil görevin sonuna kadar bir “zorun” konfigürasyonunu kullanan bir tekerlekin arızası tekrar tekrar tekrarlanabilir. Örneğin, [[Kepler uzay teleskopu).

Vaka Çalışmaları: Reaksiyon Wheel Başarısızlıkları

Çeşitli önemli görevler, yağlanma ve aşınma nedeniyle reaksiyon tekerlek başarısızlıklarını deneyimlidir, gelecekteki tasarımları için değerli dersler sunar.

  • [[Dönetici:0)Hubble Space Teleskobu:[Dönemli: [Dönemli:0)Zizbiy Uzay Teleskopu:[Dönemli Uzay Teleskopu:[Dönemli) Hubble’ın orijinal reaksiyon tekerlekleri sadece birkaç yıl süren operasyondan sonra daha fazla sürtünme gösterdi. Sorun top taşımaz.
  • [FONT:0]Fermi Gamma-ray Uzay Teleskopu: [Dönetici] 2010 yılında Fermi'nin tepki tekerleklerinden biri yörüngede yaklaşık iki yıl sonra bir kaza geçirdi. Analiz, yağlayıcının metal-tometal temasa geçtiğini belirtti.
  • [FONT:0)Kepler Uzay Teleskopu:[Dönetici:[Dönetici: 0) Kepler 2012 ve 2013 yılında iki reaksiyon tekerleğini kaybetti ve her biri yüksek sürtünme nedeniyle tekerlekler daha önce daha küçük görevler üzerinde başarıyla akan bir tasarıma dayanıyordu, ancak yüksek yükler ve uzun sürekli operasyon, yağdırıcının hayatını aştı. Kepler, birincil gezegene ayak izi devam edemedi, güneş basınç kontrolü kullanarak “K2” görevine yol açtı.
  • [FONT:0]SWOT Misyonu (Surface Water ve Ocean Topography): [Dönetici: 1) Daha yakın zamanda, Ortak SWOT misyonu kısa bir süre sonra reaksiyon tekerleklerinden biriyle bir anomali yaşadı. Sorun kırmızıdan bir tekerlekle geçişle çözülebilir, ancak olay modern uzay aracı için bile bir risk kalır.

Bu örnekler, reaksiyon tekerleğinin uzun süredir yetersiz bir bağlantı olduğunu göstermektedir. Her başarısızlık yağdırıcı formülasyonda gelişimlere yol açtı, kafes tasarımı ve operasyonel prosedürler (örneğin, periyodik “spin-up” döngülerinin yeniden dağıtması gibi).

Future Yol ve Araştırma

Devam eden araştırmalar, tepki tekerleğinin yaşam ve güvenilirliğinin sınırlarını zorlamayı amaçlamaktadır. Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS) yeni yağlayıcıları test eden ve gerçek mikrogravity koşulları altında malzeme taşıyan birkaç triboloji deneyine ev sahipliği yapmaktadır. Örneğin, ESD Deneyi'nde Malzemeler (MISSE)).

Ek olarak, yüksek çözünürlükte, otomatik olarak, yüksek çözünürlükte, otomatik olarak, otomatik olarak, akıllı Uzay teleskopu) kendini tanımlayan kompozitler (Döneticileri) ve tasarımın zaman içinde kontrol edilen miktarda yağdırdığı, potansiyel olarak boyutlandırmanın mümkün olduğu yeni yatak kafes tasarımlarına olanak sağlar.TheTV Web Sitesi Teleskopu) örneğin, hem sağlam hem de sıvı yağ yağdıran gelişmiş yataklar ile reaksiyon tekerleklerini kullanır.

Bir sonraki uzay aracı için - büyük uydu takımyıldızları veya aralıklı araştırmalar gibi -reksiyon tekerlekleri bakımsız 15-20 yıl boyunca çalışmanız gerekebilir.Bu sürücüler, temiz bir preurized gaz kullananlar için , ancak bu tür sistemler hala deneysel.

Son olarak, UltraD:0)makin öğrenme ve telemetri izleme[Dönetici:0)) Cihazın mevcut motordaki küçük değişiklikleri analiz ederek, titreşim veya sıcaklık, uzay operatörleri, güvenli bir şekilde kullanım için işlemleri ayarlayabilir.TheİLDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜNÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜD

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Mikrogravity, reaksiyon tekerleğinin eşsiz ve şiddetli zorlukları sunar, yağdırıcı göç ve hızlandırılmış aşınmaya yol açtı. Mühendisler tüm uzay işletmesine fayda sağlayan iyileştirmelere yol açtılar - Uzay için optimize edilmiş ve sıvı yağlayıcılar, uzay için optimize edilmiş yeni kafesler ve rezervuar tasarımları ve operasyonel teknikler.En kötü etkileri hafifletti.

Uzaylı daha yetenekli ve görev ömürleri daha uzun süre uzatıldığı için, sağlam reaksiyon tekerlek yağlarının önemi sadece ISS üzerinde araştırma devam edecek, malzemeler bilimindeki gelişmeler ve daha iyi izleme teknikleri, mümkün olanlarla olan boşluğu sürekli kapatıyor ve güvenilir olan en son hedef, tepki tekerlekleri bu kadar güvenilir hale getirmektir - insanlığın güvenliğe devam etmek için tek bir yer arayışına devam etmek, bir zamanda kesin bir rotasyonla devam etmek.