УСКОРЕННЫЕ ТЕПЛОВАКУУМНЫЕ ИСПЫТАНИЯ БОРТОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ КОСМИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Н.П.Семена, В.В.Левин, М.Н.Павлинский, Е.Б.Цукерман, И.В.Чулков, М.В.Бунтов А.Коновалов, Д.Тимонин

Роль наземных испытаний в процессе создания аппаратуры космического применения Создание аппаратуры итерационный процесс (изготовление – испытания – доработка – испытания – доработка - … - испытания, подтверждающие работоспособность) На наземные испытания приходится до 50% затрат, связанных с созданием космической аппаратуры Роль наземных испытаний возрастает, поскольку из-за отсутствия средств часто используется элементная база, не сертифицированная для космического применения; Одним из наиболее эффективных способов уменьшения стоимости наземных испытаний и, следовательно, уменьшение затрат на создание аппаратуры, является сокращение продолжительности испытаний; Идея данной работы: Разработка и апробация методов, позволяющих уменьшить продолжительность наиболее дорогостоящих, наземных тепловакуумных испытаний аппаратуры космического применения и за счет этого сократить общие затраты на ее создание

Некоторые особенности современной электронной аппаратуры рост сложности, степени интеграции уменьшение габаритных размеров значительные точечные тепловыделения

Натурные и воспроизводимые при наземных испытаниях тепловые режимы космического аппарата

Метод ускорения этапов ТВИ, в процессе которых происходит нагрев объекта испытания Необходимое оборудование: технологичес кие нагреватели, размещенные внутри объекта испытания Типовая динамика нагрева объекта испытания

Четыре шага ускорения этапа испытаний, в процессе которых происходит нагрев объекта 1 шаг: быстрый нагрев при номинальном тепловыделении объекта испытания

Четыре шага ускорения этапа испытаний, в процессе которых происходит нагрев объекта 2 шаг: экстраполяция динамики быстрого нагрева, оценка стационарной температуры

Четыре шага ускорения этапа испытаний, в процессе которых происходит нагрев объекта 3 шаг: включение технологических нагревателей и ускорение нагрева за счет их мощности

Четыре шага ускорения этапа испытаний, в процессе которых происходит нагрев объекта 4 шаг: выключение технологических нагревателей при температуре объекта испытания, близкой к оценке стационарной температуры и возвращение к номинальному режиму нагрева

Способ ускорение этапов, в процессе которых происходит охлаждение Совмещение подготовительного этапа с охлаждением объекта испытания Оптимизация общей циклограммы испытаний путем совмещения подготовительного этапа с холодным этапом тепловакуумных испытаний

Тепловой макет типового блока системы управления служебным комплексом СК «Содарт»

Схема экспериментальной установки

Общий вид основных систем экспериментальной установки

Ход эксперимента

Способ ускорение холодного этапа этапа Наименова ние этапа Содержание этапаПримененные методы ускорения ТВИ Под гото ви тель ный Вакуумиро вание Захолажи вание Откачка воздуха из вакуумной камеры до давления 1Па Охлаждение криоэкранов до –180 О С откачка остаточной атмосферы до давления Па Ускорение ТВИ за счет совмещения этапов захолаживания и первоначального охлаждения объекта эксперимента

Ускорения этапа перехода от холодного к горячему режиму методом ступенчатого нагрева

Исследование максимальных пропускных характеристик токопроводящих дорожек электронных плат Ширина дорожки, мм Толщина дорожки, мкм Материал дорожки Максималь ный ток, А Состо яние 3,535медь5Норм. 1,535медь5Норм. 0,2535медь5нет

Основные выводы В настоящее время весьма актуальными являются вопросы, связанные со снижением затрат на создание научной аппаратуры космического применения при сохранении ее высокой надежности Одним из наиболее эффективных способов сокращения затрат на создание космической аппаратуры является снижение самого дорогостоящего этапа наземной отработки – тепловакуумных испытаний при сохранении достоверности их результатов В данной статье предложен метод ступенчатого нагрева, сочетающий нормальный нагрев, ускоренный нагрев до прогнозируемой на основе экстраполяции экспериментальных данных температуры за счет дополнительных технологических нагревателей. Данный метод позволяет в несколько раз сократить продолжительность наземных тепловакуумных испытаний В настоящее время весьма актуальными являются вопросы, связанные со снижением затрат на создание научной аппаратурыкосмического применения при сохранении ее высокой надежности Предложены также вспомогательные способы ускорения испытаний, основанные на оптимизации общей циклограммы испытаний и на совмещении различных этапов друг с другом Представленные методы опробованы при тепловакуумных испытаниях типовых печатных плат блоков управления служебного комплекса телескопа «Содарт». Применение этих методов позволило сократить продолжительность испытаний в 3-5 раз