Современное состояние и перспективы разработки капиллярных топливозаборных устройств из комбинированных пористо-сетчатых материалов для космических аппаратов с длительным сроком активного существования

CURRENT STATE AND PROSPECTS OF CAPILLARY FUEL-INTAKE

UNITS MADE OF COMBINED POROUS METALS-MESH

FOR LONG LIFETIME SPACECRAFT

А.А. Aleksandrov

V.V. Khartov

Yu.M. Novikov

V.I. Krylov

D.А. Yagodnikov

Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation

e-mail:

rector@bmstu.ru

Central Research Institute for Machine Building, Korolev,

Moscow Region, Russian Federation

Development of the long lifetime spacecraft defines a number of problems. One of

them is reliability assurance of innertank capillary type devices. The paper considers

innertank capillary type devices. The research results demonstrate certain advantages

of innertank capillary type devices made of combined porous metal-mesh over those

made of metal-mesh based on separate metal woven wires. The research having

been conducted at BMSTU for a long time shows that the adoption of a new design

of innertank capillary type devices can be performed fast-track in case of close

cooperation with industrial enterprises. It is proved by a successful cooperation of

BMSTU and FSUE Research and Production Association n.a. S.A. Lavochkin resulted

in the development of both innertank capillary type devices and capillary-porous fuel

filters for Spektr-M spacecraft. The industrial prototypes of both innertank capillary

type devices and fuel filters made of combined porous metal-mesh were manufactured

on the designed and assembled prototype modules of the technological laser welding

station. This allows organizing a production sector for duplication of these devices

with the required quality which is predetermined by quality management systems.

The obtained results allow planning research into development of industrial, testing,

and check-out facilities for designing and manufacturing innertank capillary type

devices made of combined porous metal-mesh for propellant system of long lifetime

spacecraft, as well as training specialists in the appropriate field.

Keywords

porous permeable materials, innertank capillary type devices, spacecraft,

combined porous metal-mesh, technological laser welding station, filters, technology

welding machine.

Проблема многократного запуска жидкостных ракетных двигате-

лей, используемых в системах навигации и ориентации космических

летательных аппаратов (КЛА), особенно актуальна для аппаратов с

длительным сроком активной работы, определяемым в 10 лет для пер-

спективных КЛА [1]. Решение этой проблемы обеспечивается различ-

ными системами забора топливных компонентов из баков жидкостных

ракетных двигательных установок (ЖРДУ) верхних ступеней ракет-

носителей, разгонных блоков (РБ) и КЛА. Среди общих требований

к этим системам, которые определяют их эксплуатационные характе-

ристики и техническое совершенство, результирующим является раз-

деление жидкой и газовой фаз, которые формируются в условиях от-

сутствия тяготения (микрогравитации), а конечная задача — это обес-

печение подачи из топливного бака в топливную магистраль ЖРДУ

только жидкой фазы. Для этого применяются как некапиллярные си-

стемы, использующие эластичные мешки, металлические диафрагмы

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 6 131