Uzay ve Uydu Bileşenler için Hızlı Sistemleri Tasarımı

Uzay Çevresi: Terrestrial Engineering'in Ötesini Talep Ediyor

Uzaylı sistemler için bağlantı kurmak ve uydu bileşenleri, yüzlerce milyon dolarlık bir malzeme karışımını gerektirir ve bu da, yörüngedeki aşırı sıcaklık ve ötesinde akut bir anlayışa sahiptir. Boş bir cıvatanın küçük bir rahatsızlıka neden olabileceğinden, uzayda başarısız bir bağlantı kurmak, görev başarısızlığının yüzlerce milyon dolar veya tehlikeye atması gerekir. Zorluklar, radyasyon, yoğun termal bisiklet ve şiddetli fırlatma titreşimleri içerir - tüm on yıllardır bakımsız kalması gereken bir sistem içinde.

Uzayın Vakumu: Outgassing ve Cold Kaynak

Uzayın sert vakumunda, geleneksel yağlar ve organik bileşikler, % 1.0'ın altında toplam kütle kaybı ve % 0.1'in altında sabitlenebilir malzeme toplamayı gerektirir.Bu, kamyum dahil olmak üzere birçok yaygın karasal kaplamayı ortadan kaldırmak gerekir. Vakumlu süreçler, uçuştan önce uçucuları kullanmak zorunludur.

Başka bir vakum özel tehdit soğuk kaynaktır - atom seviyesinde temiz metal yüzeyler bağ, montaj sırasında veya yıllarca süren yük bisiklete katılmadan yanar. Yüzey geçişleri, paslanmaz çelik tomurcuklamalar veya Nomex tabanlı gazketleri kırınırsakları, tüm doğrulanan gazlar için tekrarlanan bir çuvalda tutar.

Malzeme Seçimi: Kilo, Güçlü ve Termal Uyumluluk

Mass uzayda nihai para birimidir - her ağırlık ağırlığının ağırlığı, yük kapasitesini azaltır. Mühendisler olağanüstü özel güçle malzemeye öncelik verirler. Ti-6Al-4V, yüksek ağırlık oranları nedeniyle yüksek performanslı uygulamalara sahiptir, korozyon direnci ve geniş sıcaklık kapasitesi. Ancak, titanyumun vakum talepleri için hassaslığı garanti eder.(Ti-5553) Ti-6D:0) alaşımASTM B348, titanyum taşıyıcı stokları için temel özellikler sunar.

7075-T73 gibi alüminyum alaşımlar daha az termal agresif bölgelerde ortaya çıkar, ancak Inconel 718 gibi zorluklar ve stres rahatlaması uzun süre boyunca çalışır. 2099-T83 gibi alüminyum alaşımları, metal matrisleri azaltır ve gelişmiş yorgunluk büyüme direncini geliştirir, ancak Inconel 718 gibi seramik parçacıkların terzi ve ısıtılması gibi yüksek oranda sıkıştırılabilir.

Çevre Meydanları ve Mühendislik Çözümleri

Termal Bisiklet ve Termal Genişlemenin Dayanıklılaştırılması Mismatch

Düşük Dünya yörüngesindeki bir uzay aracı günde 16 güneş bataklığı ve gün batıklarına kadar deneyimliyor, yüzeysel stres için sıcaklık ısıtıcıları ısıtıyor - 15 yıllık bir geostation görevinde bulundu, bu 87.000'in üzerinde ısıtılmış ısıtıcıları, ısıtılmış ısıtıcıları içeren malzemelere katılıyor - paslanmaz su geçirmez yapılarda camdan ısıtıyor.

Galvanic korozyon ve Radyasyon Etkileri

Vakum klasik galvanic korozyonu azaltırken, risk, paslanmaz çelik veya kompozit parçalar ile donatılır.(FLT:0)ECSS standartları) derece kabul edilebilir kaplama sistemleri ve hem galvanic korozyonu ve soğuk kaynak için test eder. Karbon fiber için çelik veya kompozit iplikler ile karıştırılır.

Uzay için Mekanik Tasarım İlkeleri Hızlı

Preload Stability and Joint Integrity

Properly tasarlanmış kollektif eklemler, sabit disklerle sabit yüklerin çok daha sıkı bir şekilde dağıtılması için hassas yüklere güvenerek aşırı sıcaklık uçları boyunca sabit tutmalı veya sertleştirici mühendisler, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan K-faşlı devreleri kullanarak önyükleme ilişkileri hesaplayabilirler.Q-faktor, Web kameralarının %25'inden daha iyi değişebilir.

Shear vs. Gerç Yükler ve Titreşim Direnişi

Uzaylı yapılar başlangıçta şarj edilir, kabin basıncı gemileri ve pervantlı tanklar için son derece yüklenir.Genellikle eğimli bir kural bükmeden kaçınmaktır; delikli yüzeylerde yorgunluktan vazgeçilirken, yüksek çözünürlükte ancak yüksek çözünürlükte kilitli kalır.

Tanıtım ortamı ayrıca 2000 Hz'ye kadar geniş kapsamlı rastgele vibrasyonlar ve akustik yüklere yükleniyor.0.Wedge-lockingers, rotasyonu önlemek ve MIL-ST-810'da titiz testlerden sonra daha fazla kabul edilebilir. yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan yüzeyler için, şarj edici güneş setleri, esiri kullanan kişilerle birlikte baskı yapanları koruyor.

Yenilikçi Hızlılaştırma Sistemleri

NonPenetating and Prestige-Bonded Fasteners

Basınçlı gemilere veya ince renkli yapılar stres konsantrasyonlarını ve sızıntı yollarını tanıtmaktadır. UV veya ısınıcıların altında bile olsa, ortaklar, uydu optik benches için, yÃ1⁄4stleri kullanarak yükleri dağıtır - flexural çatlakları kullanarak nanometrelerin üst düzey konumsuz stabilitesini mekanik yedekleme ile birleştirir, yapıştırıcıların UV veya termal bisiklet altında düşmesine izin verir, ortaklar için düşük miktardaki sıvazlanır.

Hızlı-Release ve Robotik Hızlılaştırma

Yeni gereksinimlere hizmet etmek ve servis etmek yeni gereksinimleri kullanıyor. Uluslararası Uzay İstasyonu, 7/16 inçlik hex kafaları gloved el veya robot araçları için tasarlanmıştır. Future :1 ve Mars uzay görevleri, robot kolları tarafından otonom bağlantılarını talep ediyor, makine vizyonu için görünür fidular ve kontrol edilen tonlama işlevleri ile kontrol ediliyor.

Akıllı Hızlılaştırıcılar, Gömülü Sağlık İzlemesi

Doğrudan bağlantı kurmacaları algılamak, ışık sinyalleri elektromanyetik müdahaleye yol açıyor, büyük yapılarda yapılan izlemeleri ölçerek, akustik dürtü veya ultrasonik zaman aralığına sahip olan bir optik boşluk ölçümler, işlevsel bir müdahaleye bağlı olarak, yüksek çözünürlükte yapılan bir ölçümleme yöntemiyle yapılan yüksek çözünürlükte otomatik olarak doğrulayıcı bir şekilde sabitlenebilir.

Test, Kazanılan Derece ve Standartlar

Sert bir test programı olmadan uçmuyor. Yeterlilik genellikle şunları içerir:

  • Termal vakum bisikleti - periyodik tork kontrolleri ile sıcak ve soğuk sınırlar arasındaki döngüler.
  • Titreşim testi - en az tahmin edilen ortamdaki rastgele vibrasyon ve yeterlilik seviyelerinde şok genellikle en yüksek tahmini ortamın% 150'si.
  • Metalurjik muayene - iplik deformasyonu, galing veya çatlakları incelemek için test ettikten sonra.
  • ASTM E595'te assaysing assays.
  • Yaşamsallık - yeniden kullanılabilir sistemler için seçilmiş bir montaj / topluluk.
  • Statik güç ve yorgunluk - oar ve S-N eğrilerini karakterize etmek için bir yükleme testleri.
  • Korozyon direnci - ASTM B117 ve ECSS-Q-ST-70-37 için kristal ve uyumluluk.

NASA'nın Malzemeleri ve Süreçleri Şubesi ve ESA'nın Malzemeleri ve Bileşenleri Teknolojisi Bölümü, Orion Avrupa Hizmet Modülleri için gerekli olan 200 adet termal vakum ve titreşim testini yerine getirmek için kapsamlı bir delta-kulification gerektirir.

İlgili Standartlar

Tasarımcılar standartların bir webini gezinmeli: 03.04.2015; ISD-5009 kırık kontrol için, [[ENFLT:2|NASA-STD16) malzemeler ve süreçler için, ve ECSS-Q-ST-70-71 Avrupa projeleri için. SAE International'ın AS serisi, mürettebat ve toklama ilişkileri için iplik geometrilerini ve toklama ilişkilerini tanımlar.

Vaka Çalışmaları: Spaceflight'den dersler

Mars Rover Wheel Hızlılaştırma

NASA'nın Curiosity ve Peracance rovers, her bir cıvatalı kafayı kullanan birkaç tekerlekli sandalyeyi kullanarak karmaşık tekerlek montajlarını kullanıyor ve Martian termal salakları sonrası 12 gRms başlatıp, ayarlanmadan sonra sabit tutma işlemini çözdü.Bir sonraki derste, sabit diskolar için eklenmiş ısı geçişi tespit edildi.

Hubble Uzay Teleskobu Servicing

Hubble'ın gyroskopları ve magnetometresi dahil olmak üzere en ünlü on-orbit onarımı, birçok bağlantılı, metalik yıkım riski ortadan kaldırdığı zaman bile kolayca monte edilen esirgeme standartlarının geliştirilmesini sağladı.

İşlenebilir Güneş Dizisi Başarısızlık

Birkaç ticari uydular, uzun süreli statik baskıdan sonra düşük sürtünmeyi korumak için güneş ayarlı dağıtım başarısızlıkları izledi.Bir durumda, vakum altında yağlayıcı, salıverme mekanizması ile ilgili tüm iplikleri ve ikincil bir baharda test eden çipleri test ederek, düşük sürtünmeyi ortadan kaldırmak için endüstriyi test etmeye çalıştı.

Yeniden kullanılabilir olan araçlar için hızlı araçlar

SpaceX'in Falcon 9 gibi yeniden uygulanabilir roketlerin yükselişi, bu gelişmiş yorgunluk yaşam yönetimi ve yıkıcı değerlendirme teknikleri, motor parçaları, aşamalı çatlakları bozmadan algılamak için hızlı bir şekilde yeniden değerlendirme sağlar. Bakım aralıkları, uçuşa dayalı programlara çok fazla giriş yapmak için değişiyor.

Hızlı dönüş, tek kullanımlık kesicilere veya Frangibolt aktüatörlerine göre, minimum şokla temiz ayrılık için form hafıza alaşımları kullanarak geçiş yapar. Redupcy, birden çok kontrollü bir el elektrüksiyon için elde edilir.For iniş için, 50-küreli kompozit kaplamalar (e.g., nikel-cadmium) deniz suyuyla dolu soğuk testlerle dolu yüksek çözünürlükte.

Uzayda İmalat ve Meclis

Üretim uzay aracı taşıyıcıları sıkı toleranslar ve titiz kondüksiyon kontrolü gerektirir. İşitleme, pozitif baskı ISO 7 ortamları ile yapılır.Her bir grup mekanik özellikler ve iplik geometrisi için istatistiksel örnekleme yapar, tam izlenebilirlik sırasında, ham malzeme ısı numaraları. Assembly prosedürleri senaryolu, tork serisi, ve araç kalibrasyon döngüleri. kritik eklemler için, teknisyenler dijital veri girişi ile toplanlama araçları kullanır, bilgisayar destekli bir kayıt oluşturma.

Katkı üretimi dolaylı olarak bağlantı kurmaya başlıyor. Topologically optimize edilmiş para birimleri, konsolidelerin toplam sayıda bağlantısını azaltmaktadır. AM-prodüktörleri kendileri - şu anda Ti6-Al-4Vpath geometrisi ile ilgili olarak, yüksek ücretli işler için özel yük-perestlik uygulamaları,% 99.9'un üzerinde yoğunlaşan ve yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte.

Uzun görevler, daha küçük uydular ve standartlaşma, Ay Pasifleri ve küçüksatlar gibi uluslararası platformlarda şekillendirilecek, ticari hacimlerde en iyi donanım talep edecektir. Dağıtılmış fırlatma mimarisine ihtiyaç duyar.

Metamatery ve yüzey mühendisliği, ısıda sabit sürtünme katlarını uygun bir şekilde verebilir, eksel yağlayıcıları ortadan kaldırır.Pozitifliksel devreler ve yüzey mühendisliği, NiTiNOL gibi bellek alaşımları, montaj sırasındaki aktif taşıyıcılar için incelenebilir veya serbest bırakmalı - dağıtım mekanizmaları veya kendinden emin olmak için ortaklar için. - Superela-sentişimli bir elektrik devreleri üzerinde çalışır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Uzaylı sistemler için kurulum ve uydu bileşenleri, görünmez yerleşimlere karşı iten bir disiplindir. malzeme seçiminden, soğuk kaynaktan mümkün olan taş biçimlerine kadar kilitlenen, her karar bir araştırma, test ve operasyonel deneyim temelinden ayrılır.İnsanlık, uzay ve Mars'ta kalıcı yerleşimlere doğru iter, mümkün olan en temel, güvenilir ve mühendislik rigorunu sağlayan, hatta en yüksek donanıma sahip olacaktır.