Відділ динаміки розрідженого газу

Вакуумна аеродинамічна установка (ВАУ-2М)

Заввідділом - член-корреспондент НАН України, д-р фіз.-мат. наук, професор В.І. Тимошенко

В 1988 р. при безпосередній фінансовій підтримці НВО “Енергія” і КБ “Південне” у відділі була введена в експлуатацію вакуумна аеродинамічна установка (ВАУ-2М) з системою криогенної відкачки, яка за своїми параметрами не поступається кращим закордонним установкам замкнутого типу, що працюють в рефрижераторному циклі.

Вакуумна аеродинамічна установка (ВАУ-2М)
з системою криогенної відкачки

Основні технічні параметри установки

№ п/п	Параметр	Одиниця вимірів	Значення параметра
1	Обсяг робочої камери	м³	3.0
2	Обсяг камери джерела	м³	0.5
3	Тиск у робочій камері	Торр	5•10^-6...5•10^-5
4	Тиск у камері джерела	Торр	5•10^-5...5•10^-4
5	Швидкість відкачки робочої камери	л•с^-1	8•10^-3
6	Швидкість відкачки камери джерела	л•с^-1	6•10^-3
7	Середньо масова швидкість потоку	м•с^-1	4•10^-3...8•10^-3
8	Ступінь іонізації потоку		10^-2 ... 10^-6
9	Розбіжність потоку	град.	<=3
10	Діаметр ядра в робочій камері	м	0.1

Схема установки

1 – робоча камера; 2, 3 – автоматизована система виміру і керування експериментом (КАМАК, ПК IBM); 4 – гелієвий течешукач -7; 5 – блок живлення плазмового прискорювача; 6 – пульт газопостачання прискорювача; 7 – лазер газовий ЛГ-75-1; 8 – індукційний плазмовий прискорювач із перезарядженням; 9 – криогенний вакуумний насос; 10 – форвакуумний насос ВН-6МГ; 11 – камера прискорювача; 12 – високовакуумний агрегат АВП-8; 13 – турбомолекулярний насос ТМН-200; 14 – вакуумний колектор; 15 – цистерна з рідким азотом ЦТК-1/0,25; 16 – установка криогенна гелієва КГУ-150/4,5; 17 – координатний пристрій; 18 – модулятор прискореного потоку; 19 – об'єкт дослідження.

На даній установці отриманий ряд нових результатів, що стосуються:

виміру ефективних перетинів розсіювання атомів і молекул розрідженого газу при зіткненнях у діапазоні середніх енергій взаємодії (~10 эв);
статичних і динамічних випробувань негерметичних відсіків КА, бортової наукової та службової апаратур;
визначення коефіцієнтів обміну імпульсом й індикатрис розсіювання надзвукових нейтральних потоків на основних конструкційних матеріалах зовнішніх покриттів КА (сплав АМГ-6, екранно-вакуумна теплоізоляція (ЕВТІ), фрагмент сонячної батареї, емаль АК-12).

Ці результати дозволили провести натурні аеродинамічні експерименти за допомогою пасивних еталонних ШСЗ «ПИОН».

Разом зі ЦСКБ, НТЦ «Наука»(м. Самара), НДІОЦ «Космос» (м. Москва) був реалізований космічний експеримент «Варіація». Одночасно на ту саму орбіту запускалися два сферичних ШСЗ приблизно однакових розмірів -0,3м і маси ≈ 45 ÷ 50 кг, але покритих різними конструкційними матеріалами (сплав АМГ-6, склотканина (Si), нітроемаль (АКА-12). Залучення існуючих засобів контролю космічного простору для одержання інформації про зміну періоду обертання -T цих супутників дозволило виключити щільність атмосфери з оброблюваної інформації й установити відношення їхніх коефіцієнтів опору CXi/CXj.

Результати натурних і лабораторних експериментів наведені в таблиці.

Спосіб отримання інформації	C_X1 / C_X2	C_X3 / C_X4	C_X6 / C_X5
Лабораторне моделювання	1.045	0.957	1.042
Натурний експеримент	1.039	0.984	1.035

Калібровані значення коефіцієнтів лобового опору моделей супутників "ПИОН" були визначені у вакуумній аеродинамічній установці ВАУ-2М до їхнього запуску. Якісний і кількісний збіг результатів обробки трубних і натурних експериментів дозволило зробити висновок про досить адекватне моделювання фізичних особливостей взаємодії високошвидкісних потоків розрідженого газу з основними конструкційними матеріалами зовнішніх покриттів ШСЗ в установці ВАУ-2М та їхньому перерахуванні на натурні умови польоту.

НОМЕР ТЕЛЕФОНУ:	+38-056-372-06-41
E-MAIL:	vitymoshenko@nas.gov.ua