Эмиссия

Эмиссия
Шифр эксперимента: Эмиссия
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: Перспективные технологии освоения космического пространства
Наименование эксперимента: Исследования средств и методов контроля процесса микродеструкции материала гермокорпуса РС МКС, вызванного развитием локального процесса язвенной коррозии
Цель эксперимента:

Целью КЭ является отработка методов и средств инструментального контроля развития процесса микродеструкции конструкционного материала гермокорпуса РС МКС, вызванного развитием локального процесса язвенной коррозии, в обеспечение создания штатных бортовых средств для РС МКС и перспективных ПКК

 

Описание эксперимента: КЭ «Эмиссия» предполагается проводить в обеспечение создания штатных бортовых средств контроля развития процесса микродеструкции гермокорпуса РС МКС, вызванного развитием локального процесса язвенной коррозии, для РС МКС и перспективных ПКК.

В результате экспериментальных исследований на лабораторной установке в рамках НИР «Паскаль» (КНИР «Магистраль» ч.7 в 2010-2011 гг.) постановщиками КЭ подтверждена возможность использования акустико-эмиссионной приемно-анализирующей аппаратуры (АЭПА) для мониторинга зон микродеструкции, выявленных микроскопированием, в целях подтверждения развития очагов коррозии и контроля герметичности корпуса. Технические характеристики переносного комплекта акустико-эмиссионных датчиков, устанавливаемых на поверхности имитатора гермокорпуса, позволяют регистрировать изменение параметров структурного ультразвукового поля в материале (алюминиевом сплаве), подвергаемом нагружению аналогично корпусу РС МКС.

Экспериментально подтверждено, что анализ параметров сигналов, формируемых алгоритмами акустико-эмиссионной обработки, позволяют выявить признаки развития очагов локальной коррозии, контролировать скорость развития и глубины язв.

В ходе КЭ «Эмиссия» предполагается проводить мониторинг зон гермокорпуса, выявленных в ходе КЭ «Бар», опасных с точки зрения наличия или возможного возникновения очагов коррозии. В том числе, по результатам инспектирования микросостояния поверхностей гермокорпуса пироэндоскопом «Пирэн-В» (из комплекта «Бар»), выбираться и помечаться контрольные точки в ближней зоне каждого очага коррозии, для регулярного размещения в них датчиков АЭ для последующих сеансов мониторинга. В рамках мониторинга в выбранных контрольных точках должны размещаться датчики портативной системы акустоэмиссионной диагностики «АКЭМИД» для регистрации данных акустической эмиссии. Результаты мониторинга параметров АЭ сигналов для каждой контрольной точки в ближней зоне очага коррозии должны заноситься в базу данных, содержащую данные микросостояния гермокорпуса пироэндоскопом «Пирэн-В» (картированная база данных видеоизображений , разработанная в рамках КЭ «Бар») и являться базовыми для оценки состояния гермокорпуса в части масштаба повреждения поверхности, что чрезвычайно важно в условиях продления ресурса модулей МКС.

Пополняемая база данных позволит:

- анализировать динамику изменения;

- подготовить данные для «паспорта» коррозионного состояния гермокорпуса для обоснования возможности продления сроков эксплуатации.

Все сеансы КЭ выполняются двумя российскими членами экипажа МКС. КЭ должен быть проведен в объеме не менее 10 сеансов в течение каждой из пяти последовательных основных экспедиций МКС.

Научная аппаратура: При выполнении КЭ должен использоваться имеющийся на борту пироэндоскоп "Пирэн-В" из комплекта НА «Бар».

Для выполнения КЭ на борт РС МКС доставляется портативная система «АКЭМИД», включающая- преобразователь акустической эмиссии (ПАЭ) – 4…8 шт. (определяется на этапе технического проекта);

- блок преобразования и усиления сигналов (БПУ) многоканальный;

- комплект программного обеспечения (для постановки на бортовой Лэптоп).

- комплект ЗИП

Для проведения КЭ используется аппаратура из состава
служебных бортовых систем РС МКС: компьютер Лэптоп РС из состава ИУС РС МКС.
Сроки проведения: 2022-2023 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: ЦНИИмаш
Организации участники: ЗАО «Электронные технологии и метрологические системы»; ОАО «РКК «ЭНЕРГИЯ» им. С.П. Королева»; ФГБУ «НИИ ЦПК им. Ю.А. Гагарина»
Научный руководитель: Елкин К. С., ФГУП ЦНИИмаш, нач.отделения, к.т.н.
Публикации по эксперименту: В.В. Борисов, В.И. Лукьященко, Е.В. Маколкин, Е.В. Шубралова, В.Г. Шабельников, Е.А. Дешевая,Н.Д. Новикова. «Перспективы применения дистанционных средств для обнаружения мест негерметичности конструкций Международной космической» Космонавтика и ракетостроение. – 2007 №4 (49).- С. 174 – 182

Патент на полезную модель № 81319 Анализатор ультразвука, патентообладатель ФГУП ЦНИИмаш, авторы: Борисов В.В., Бычков В.Б., Краснов Н.К., Курчанов А.Ф., Маколкин Е.В., Шубралова Е.В., опубликовано: 10.03.2009 Бюл. №7. 

Борисов В.В., Дешевая Е.А., Кононенко О.Д., Шубралова Е.В., Н.Д. Новикова «Отработка метода обнаружения мест негерметичности на борту МКС» Журнал «Космонавтика и Ракетостроение» 2009, №4. , С.144-152 с.

Дешевая Е.А., Новикова Н.Д., Поликарпов Н.А, Борисов В.В., Шубралова Е.В, Бурлакова А.А., Кононенко О.Д., Незнамова Л.О. «Анализ результатов КЭ «Бар» и «Эксперт», выполненных на Российском сегменте МКС. Перспективы применения комплекта диагностической аппаратуры комплекта «Бар» для выявления потенциально опасных мест развития процессов микродеструкции гермокорпуса МКС» - в Трудах шестого Международного аэрокосмического конгресса 2010г. (диск).

Deshevaya Е.А., Е.V. Shubralova, N.D. Novikova, V.V. Borisov, O.D. Kononenko, N.A. Polikarpov «Testing and evaluation of a method for locating potentially hazardous sites of eventual microdestruction and detecting marks of ISS RS hull leakage» -J. Acta Astronautica, 2010.

Е.А. Дешевая, Е.В. Шубралова, Н.Д. Новикова, Н.А. Поликарпов «Результаты исследований влияния внутрикорабельной среды на состояние гермокорпуса, выполненных в космических экспериментах «БАР» и «Эксперт» на РС МКС в2008-2011 гг» Космический форум 2011, посвященный 50-летию полета Ю.А. Гагарина, Москва, 18-21 октября 2011 г.

 

Последнее обновление: 22.07.2019
Задачи эксперимента:

1.Экспериментальное подтверждение в натурных условиях на модулях МКС работоспособности и эргономических свойств экспериментального образца приемно-анализирующей акустико-эмиссионной диагностической аппаратуры (портативной системы «АКЭМИД»).

2.Исследование структурного ультразвукового поля в оболочке гермокорпуса обитаемых отсеков МКС для обеспечения эффективного контроля развития локального процесса язвенной коррозии гермокорпуса модулей РС МКС.

3.Получение информации по параметрам акустической эмиссии (форма, длительность и частота заполнения наблюдаемых импульсов АЭ) в местах опасных с точки зрения наличия или возможного возникновения очагов коррозии (места выпадения конденсата, зоны присутствия микроорганизмов) с помощью портативной системы «АКЭМИД».

4. Выявление источников (механизмов, оборудования, систем) фонового структурного ультразвукового поля и комплексные измерения для оценки связи с воздушным ультразвуковым полем.        

5. Отработка на борту РС МКС методов акустико-эмиссионной диагностики корпуса модулей в опасных зонах, выявленных в ходе КЭ «Бар», развития локального процесса язвенной коррозии, с помощью портативной системы «АКЭМИД»:

- проведение мониторинга зон с регистрацией фоновых данных акустической эмиссии;

- разработка методических рекомендаций по выявлению признаков наличия очагов коррозии на корпусе на основе обработки АЭ сигналов;

- разработка методических рекомендаций по выявлению признаков роста очагов коррозии на корпусе на основе обработки АЭ сигналов.

6.Пополнение разработанной в рамках КЭ «Бар» картированной базы данных микросостояния поверхности гермокорпуса РС МКС (MAPVD) параметрами АЭ сигналов в ближней зоне очагов коррозии, что позволит.

- анализировать динамику развития очага язвенной коррозии;

- оценить состояния гермокорпуса в части масштаба повреждения поверхности для обоснования возможности продления сроков эксплуатации;

- подготовить данные для «паспорта» коррозионного состояния гермокорпуса.             

7.Проведение исследований в наземных условиях изменения структурного ультразвукового поля на образцах конструкционного материала в напряженном состоянии в процессе развития очагов коррозии для оценки остаточного ресурса образца.

 

Страна: Россия