Имитаторы космоса

Компания ООО «ЭРСТВАК» является опытным производителем комплексных решений в области проектирования и производства оборудования для моделирования космического пространства (термовакуумных установок).

Будучи надежным партнером предприятий аэрокосмической промышленности России, ЭРСТВАК является одной из немногих компаний, которая может реализовать имитирование суровых условий космоса с помощью вакуумных, термических и криогенных технологий. Инженеры компании ЭРСТВАК разрабатывают и изготавливают весь спектр оборудования от простых вакуумных камер до установок со сверхточным управлением температурой и прецизионным перемещением испытуемых приборов.

Мы разрабатываем установки имитации космического пространства «под ключ», которые помогут Вам с уверенностью проводить испытания высокоответственных приборов и опираться на полученные результаты в своей дальнейшей работе:

1. Размеры систем варьируются от настольных установок до полевых сооружений.
2. Конфигурации доступны для тестирования как одного параметра условий космоса, так и комплексных испытаний.
3. Системы разработаны для установки и крепления образцов различных размеров и конструкций.

• 1. Имитаторы космоса ERSTEVAK
• 2. Применение систем имитации космического пространства
• 3. Состав установок имитации космического пространства ERSTEVAK
• 3. 1. Вакуумная камера
• 3. 2. Внутрикамерная оснастка
• 3. 3. Вакуумные насосы и откачная система
• 3. 4. Средства контроля уровня вакуума
• 3. 5. Система контроля температуры
• 3. 5. 1. Обеспечение низких температур при использовании жидкого азота
• 3. 5. 2. Установки с циркулирующим газообразным азотом ЭРСТВАК
• 3. 5. 3. Циркуляционный термостат
• 3. 5. 4. Высокоэмиссионные покрытия
• 3. 6. Дополнительные приспособления и оборудование для траснпортировки
• 4. Автоматизация и панели управления термовакуумными установками
• 5. Обслуживание установок и сопутствующие услуги
• 6. Аттестация установок имитации космического пространства

Установки имитации космического пространства производства ЭРСТВАК предназначены для моделирования различных условий космоса и эффективного тестирования аэрокосмической аппаратуры и приборов. Мы предлагаем комплексные решения с возможность сбора данных в процессе испытаний, которые помогут Вам обеспечить готовность Вашего оборудования к экстремальным космическим условиям.

Имитатор космоса позволяет смоделировать следующие условия космического пространства:

• Сверхнизкое давление (вакуум).
• Низкая температура космоса.
• Поглотительная способность (холодная сорбция) «чёрного» космоса.
• Солнечное излучение.
• Естественное излучение Земли или других космических объектов.

Установка имитации космоса позволяет испытать приборы аэрокосмической промышленности на следующие параметры:

• Стойкость к низким и высоким температурам и циклическим воздействиям температуры в условиях вакуума.
• Герметичность изделия в условиях вакуума (гелиевым способом).
• Точность позиционирования в процессе полета.
• Стойкость к ультрафиолетовому и инфракрасному излучению.

Установка имитации космического пространства имеет в своем составе следующее оборудование и системы:

• Вакуумная камера.
• Система вакуумной откачки.
• Система измерения и/или регулирования уровня вакуума.
• Система терморегулирования.
• Автоматизированная система управления.
• Вакуумная запорно-регулирующая арматура для обвязки системы.
• Прочая арматура и вспомогательные системы - пневматические линии, силовые, сигнальные, управляющие кабели, каркасная арматура и пр.
• Система автономной подачи осушенного сжатого воздуха.
• Система автономного водяного охлаждения.
• Комплект ЗИП (комплект запчастей согласуется с заказчиком).

Камера - это сердце вакуумной установки, которое создает безопасный барьер между внешней средой и внутренними процессами. Компания ЭРСТВАК проектирует, изготавливает и обслуживает любые вакуумные камеры для испытания космического оборудования, начиная от небольших электронных компонентов и кончая спутниками и космическими аппаратами.

При проектировании вакуумной камеры для нас являются ключевые моменты – это подходящий размер, форма, дизайн и удобство эксплуатации, при этом эффективное использование рабочей зоны и оптимизация производства.

Колпаковые вакуумные камеры

Данный тип камер получил распространение в лабораторных установках, где необходимо частое и удобное открывание камеры путем подъёма крышки (колпака) камеры. Камера может быть снабжена системой электромеханического подъема колпака.

Цилиндрическая вакуумная камера

Наиболее распространенное решение. Данное исполнение - оптимальное соотношение массы камеры к ее объёму при сохранении высокой технологичности. В зависимости от требований камера может иметь одну или две распашных или откатных дверцы.

Кубическая вакуумная камера

Данный тип камер имеет наиболее удобный доступ внутрь камеры. Также они удобны для использования в помещениях с ограниченным пространством.

Камера с D-образной формой

Данный тип камер получил распространение в напылительных установках. Данный конструктив совмещает в себе удобный доступ в камеру и малый занимаемый объём.

Вертикальные камеры со съемной крышкой

Данные камеры предназначены для вертикальной загрузки объектов, имеющих большие габаритные размеры и располагаемых в процессе испытаний вертикально. Крышка может открываться автоматически или вручную по средствам кран-балки. Кроме того, данный тип камер может быть многосекционный, что позволяет унифицировать камеры под различные задачи.

Как и во всех разработках, мы начинаем работу по подготовке предложения с четкого понимания того, как будет использоваться Ваша камера и какие процессы должны быть выполнены внутри нее. Стандартная конструкция камеры ЭРСТВАК варьируется от 100 мм до 5 м в диаметре. Наши инженеры разрабатывают специальную внутрикамерную оснастку для размещения больших объектов как по массе, так и по габаритам.

При разработке вакуумных камер и металлических конструкций наши инженеры обязательно проводят прочностной расчет в специализированных программах.

Стандартное исполнение вакуумной камеры включает:

• Горизонтальная цилиндрическая, вертикальная цилиндрическая, колпаковая, D-образная, кубическая конструкция или любая другая конфигурация.
• Стандартные и нестандартные двери или крышки.
• Несущие конструкции, рама, стол или тележка для установки камеры.
• Технологические фланцы для подключения вакуумных насосов, датчиков, течеискателя.
• Испытания камеры на герметичность гелиевым течеискателем после производства.

Дополнительное оснащение вакуумной камеры:

• Наличие смотровых окон.
• Наличие освещения внутри камеры.
• Наличие дополнительных электрических, пневматических или гидравлических вводов в камеру.
• Дополнительное оснащение рубашкой охлаждения/нагрева или двойными стенками. Нагрев камеры используется для предотвращения конденсации газов, а также для предварительного обезгаживания стенок камеры для улучшения предельно остаточного давления.
• Возможность изготовление камеры, рассчитанной на работу как под вакуумом, так и под избыточным давлением.
• При необходимости на стенки камеры нанесено специальное покрытие для обеспечения требуемых технологических режимов при испытаниях.
• Дополнительные фланцы под требования заказчика.
• Автоматический прибор открытия двери или крышки.

Компания ЭРСТВАК проектирует и производит любую внутрикамерную оснастку для крепления, а также перемещения испытуемых объектов любой формы и массы.

Внутрикамерная оснастка в процессе испытаний позволяем следующее:

• Надежно закрепить испытуемых объем в камере.
• Вращать стол с объектом.
• Поворачивать объект.
• Прецизионное перемещение объекта под углом.

Мы предлагаем конструкции и конфигурации вакуумных насосов для поддержания нужных технологических параметров испытаний для любых изделий.

Выбор вакуумного оборудования основан на производительности, надежности и удобном обслуживании. Наши инженеры работают с Вами, чтобы определить оптимальную систему для Вашего применения, основанную на размере камеры, параметрах вакуума и скорости откачки.

Для установок имитации космического пространства используются безмасляные средства откачки, для того, чтобы исключить попадание паров углеводородов (паров масла) в объем вакуумной камеры, которые могут негативно влиять на результаты испытаний:

• Криогенные насосы: от стандартных размеров входного диаметра (ДУ 200 мм) до больших насосов с фланцем до ДУ 1320 мм.
• Механические насосы (безмасляные винтовые, спиральные, двухроторные типа Рутс).
• Турбомолекулярные насосы.

Расчет вакуумной системы является неотъемлемой частью при подборе средств откачки как при проектировании установки «с нуля», так и при модернизации имеющейся камеры.

Для обеспечения правильных и точных результатов испытаний и работы установки вцелом средства контроля уровня вакуума должны быть высокоточными, надежными. И, как обязательное требование к приборам измерения для аэрокосмической промышленности, датчики вакуума должны быть внесены в реестр средств измерения Российской Федерации и поставляться с сертификатом первичной поверки.

Компания ЭРСТВАК укомплектовывает свои установки только поверенными вакуумметрами, которые отличаются высокой надежность, точностью и удобством использования.

Система измерения вакуума может выполнять следующие функции:

• Непосредственно контроль вакуума внутри камеры во время проведения испытаний.
• Контроль и поддержание требуемого уровня вакуума (опционально).

Некоторые испытания требуют не только точного поддержания температуры, но и заданного давления. Уровень давления (вакуума) задается с панели оператора и поддерживается в системе автоматики за счет использования высокоточного вакуумного натекателя, позволяющего контролировать уровень вакуума в диапазоне от 10-8 до 1000 мбар. Существуют различные способы и схемы регулировки уровня вакуума, которые подбираются в соответствии с заданием заказчика.

Опыт инженеров ЭРСТВАК позволяет проектировать и изготавливать системы контроля температуры с высокой точностью.

Система контроля температуры необходима для проверки воздействия экстремальных и изменчивых условий космической среды (термовакуумные испытания) на аппаратуру, используемую в аэрокосмических устройствах. Благодаря большому опыту работы в отрасли, ЭРСТВАК предлагает современные технологии терморегулирования для получения точных результатов испытаний, необходимых для самых сложных программ сегодняшнего дня.

ЭРСТВАК предлагает варианты управления температурой для поддержки рабочих параметров испытаний. Наши инженеры оказывают поддержку в выборе наилучшего решения, анализируя несколько факторов, таких как рабочий диапазон температур, скорость изменения температуры, равномерность и тепловая нагрузка, получаемая от испытуемого изделия.

Тепловой расчет при проектировании системы терморегулирования является не менее важным этапом по сравнению с прочностными расчетами и расчетами откачной системы. Наши специалисты проводят все необходимые расчеты на специализированных пакетах программного обеспечения, что позволяет подобрать оборудование с оптимальными техническими характеристиками.

1. Жидкий азот -190 °C.
2. Циркулирующий газообразный азот -183 °C до 150 °C.
3. Циркуляционный термостат от -85 °C до 250 °C.
4. Нагрев излучением до 300 °C.

Обеспечение низких температур при использовании жидкого азота

• В зависимости от требований в камере могут быть установлены захолаживающие экраны и термоплиты, вместе или по отдельности.
• В зависимости от требуемой температуры в качестве рабочей жидкости в экранах и термоплитах может быть использовано специальное термомасло (подается от замкнутого термостатирующего устройства), либо сжиженный азот или гелий для обеспечения более низких температур.

Оборудование сконструировано с использованием материалов с отличной теплопроводностью - как правило, изготавливаем из алюминиевого сплава. Элементы выдерживают экстремальные температурные колебания. Наш выбор профилей подходит для большинства типов тепловых потоков, кроме того, возможно изготовление любой формы. После конструирования сборка подвергается термическим испытаниям с последующим испытанием на герметичность при помощи гелиевого течеискателя для обеспечения высокого вакуума. Окончательная очистка и упаковка обеспечивают эффективную сборку и установку без наличия загрязнений.

Используя проверенную методологию проектирования и производства, оборудование ЭРСТВАК для поддержания и контроля температуры обеспечивает точность и надежность в критические периоды испытаний.

Мы предлагаем различные стандартные размеры и конфигурации, а также изготавливаем системы по чертежам заказчика.

Установки с циркулирующим газообразным азотом ЭРСТВАК

Использование газообразного азота для испытания приборов и проведения термовакуумных испытаний обеспечивает точное и стабильное поддержание температуры.

Терморегулирующие системы ЭРСТВАК с циркуляцией газообразного азота оснащены воздуходувкой высокого давления, которая позволяет работать от -180 °C до 150 °C и также оборудована вспомогательной зоной LN2 для работы при температуре -196 °C. Наши системы позволяют поддерживать в автоматическом режиме весь диапазон температур с высокой точностью.

Компания ЭРСТВАК на территории России является единственной компанией, которая имеет опыт производства таких установок. Наши установки успешно эксплуатируются на ведущих предприятиях аэрокосмической отрасли России, и мы с радостью готовы пригласить наших новых заказчиков на демонстрацию работы оборудования.

Циркуляционный термостат

Компания ЭРСТВАК имеет собственную линейку циркуляционных термостатов ERSTEVAK TSM с диапазоном температур от -85 °C до +250 °C, мощность охлаждения от 1,0 кВт до 20 кВт и выше. Мы рады предложить данное оборудование в составе целой установки или для поставки отдельно. Предлагаемые нами термостаты благодаря их конструктивному исполнению позволяет с высокой точностью проводить испытания.

Для регулирования температуры испытываемого изделия используются специальные термостолы. Внутри стола выполнен специально-спрофилированный канал для протока теплоносителя из термостата. При проектировании проводятся тепловые и гидравлические расчёты для получения требуемых параметров.

Циркуляционные термостаты находят самое широкое применение в различных отраслях, используются как для лабораторных исследований и в промышленности. Данный тип термостатов идеально подходит для поддержания заданной температуры объектов и термостатирования внешних систем - а именно при работе с реакторными системами, автоклавами, реакторами с рубашкой, системами дистилляции, вакуумными камерами, вакуумными системами имитации космоса и т. д. Термостаты замкнутого типа имеют ряд преимуществ перед термостатами с открытой гидравлической системой – теплоноситель не деградирует под действием внешней среды, требуется меньший объём теплоносителя, имеет более высокий КПД. В качестве теплоносителя используется специальное кремнийорганическое масло.

Высокоэмиссионные покрытия

ЭРСТВАК использует несколько высокоэмиссионных красок и покрытий на своем криогенном оборудовании для оптимизации теплообмена с испытуемым изделием.

Покрытия выбираются для конкретных применений на основе нескольких характеристик:

• Значения коэффициента излучения / поглощательной способности.
• Диапазон температур.
• Скорость дегазации.
• Простота применения и цикл отверждения.

Краски наносятся на специальном отделочном оборудовании, используя проверенные методы нанесения для обеспечения хорошего сцепления, контроля толщины и тепловых характеристик.

Наружная поверхность термоэкранов полирована для отражения теплового излучения с поверхности вакуумной камеры, а внутренняя поверхность покрывается специальной краской для поглощения спектра тепловых излучений от объекта испытаний. Для покраски используется запатентованный состав, позволяющий получить коэффициент поглощения ε > 0,92 и коэффициент полной потери массы в вакууме TML < 0,1. Покрытие устойчиво во всем диапазоне используемых температур.

Дополнительные приспособления и тележки предназначены для транспортировки и установки дорогостоящих приборов вовремя предтестовой подготовки и испытаний в вакууме.

У нас есть стандартные решения, которые могут быть оптимизированы для конкретных требований к оборудованию и весу -или мы можем изготовить приспособления по Вашим чертежам. Наши инженеры обеспечивают соответствие оборудования строгим стандартам качества и метрологии, которые могут требоваться для Ваших задач.

Когда дело доходит до аэрокосмических испытаний, ЭРСТВАК понимает необходимость полного контроля над вашими процессами. У нас есть возможность проектировать и изготавливать современные панели управления и приборы для наших термовакуумных систем, предоставляя вам полный контроль и административный контроль на каждом этапе вашего проекта.

Наши системы автоматики и управления имеют:

• Архитектура системы управления на основе PLC (ПЛК-контроллера) для управления всеми системными функциями.
• Пользовательский интерфейс сенсорного экрана на шкафу управления или компьютер с лицензионным программным обеспечением (программный пакет SCADA).
• Общий статус системы и подсистемы, отображаемый на многоуровневых экранах.
• Полностью настраиваемый системный интерфейс.
• Оборудование для контроля и мониторинга внештатных ситуаций.

Системы автоматики ЭРСТВАК на базе промышленных контроллеров Siemens (Германия) и ABB (Германия) контролируют уровень вакуума в камере или системе камер, управляют откачной системой, запорно-регулирующей арматурой, системами нагрева и охлаждения и другими подсистемами, предусмотренными в системах имитации космоса.

АСУ обеспечивают стабильную и надежную работу оборудования в автоматическом, полуавтоматическом и полностью ручном режиме с использованием встроенной панели управления с функцией визуализации процесса.

Управление системой осуществляется через Touch Screen экран или с помощью кнопочного интерфейса по желанию заказчика. Визуализация состояния системы осуществляется на дисплее с мнемосхемой установки.

Как правило, в системах управления реализуется возможность выбора между различными режимами работы:

1. Ручной режим - оператор полностью контролирует процесс и управляет всеми рабочими элементами системы.
2. Полуавтоматический режим - оператор управляет только ключевыми моментами процесса, в то время как автоматика отрабатывает стандартные типовые алгоритмы.
3. Автоматический режим - оператору требуется только запустить алгоритм управления, после чего система сама отрабатывает весь процесс от начала до конца.

АСУ производства ЭРСТВАК оснащаются современными интерфейсами Ethernet, RS232 и RS485 для обмена данными с удаленным персональным компьютером или пультом центральной системы управления. При необходимости наши программисты решают задачу интеграции системы управления вакуумной установкой в общую централизованную систему управления, существующую на предприятии.

Одной из важных задач систем управления имитаторами космоса является решение задачи корректного терморегулирования. Зачастую в условиях вакуума, сверхвысоких и сверхнизких температур эти задачи переходят в разряд нетривиальных, и используемые в общей промышленности алгоритмы ПИД регулирования не применимы. Мы имеем большой опыт в решении подобных задач - разработанные для типовых процессов в нашей отрасли алгоритмы терморегулирования обладают высокой устойчивостью и скоростью работы.

Разработка программного обеспечения ведется опытными программистами, создавшими и испытавшими не один десяток вакуумных систем различной степени сложности. В разрабатываемых программах применяются типовые и нетиповые алгоритмы работы вакуумных систем.

Помимо подбора, расчетов, проектирования, изготовления и поставки установок имитации космического пространства компания ЭРСТВАК производит ряд сопутствующих услуг:

• Монтаж.
• Пуско-наладка.
• Испытания на герметичность.
• Ввод оборудования в эксплуатацию на территории заказчика.
• Проведение аттестации.
• Обучение персонала заказчика на поставленном оборудовании.
• Гарантийное обслуживание.
• Постгарантийное обслуживание и сервисные работы.

Все работы проводятся сертифицированными сервисными инженерами компании ЭРСТВАК.

Для использования любого испытательного оборудования для работы в аэрокосмической промышленности, оно должно проходить испытания по ГОСТ РВ 0008-002-2013.

Мы предлагаем свои услуги по написанию методике и программы испытаний и совместно с аккредитованным метрологическим центром провести аттестацию Вашей установки для проведения на ней испытания особо ответственных приборов.