Учебное пособие. — Самара: Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2010. — 320 с. — ISBN
978-5-7883-0758-9.
Обобщены литературные данные и собственные экспериментальные и
теоретические результаты авторов в области методик проведения
испытаний элементов конструкций космических аппаратов. Основное
внимание уделено вопросам испытаний элементов конструкций и
электронного оборудования на воздействие космических излучений,
вакуума, частиц космического мусора, а также разработкам и
результатам радиационных испытаний. Рассмотрены физические модели
взаимодействия основных видов космических излучений с твердыми
веществами. Приведены различные конструкции экспериментальных
стендов для наземных испытаний, результаты испытаний. Приведены
также некоторые результаты натурных испытаний, подтверждающих
теоретические разработки моделей собственной внешней атмосферы,
электризации космических аппаратов, высокоскоростного
взаимодействия микрометеороидов и частиц космического мусора, а
также многочисленных данных по измерению солнечной активности,
воздействию различных видов излучений на электронное оборудование
космических аппаратов.
Книга может быть полезна инженерам, студентам соответствующих специальностей в области создания элементной базы, научной электронной и радиотехнической продукции для космических исследований, а также студентам аэрокосмического приборостроения и научным сотрудникам предприятий космического профиля. Содержание
Введение
Инженерная модель космической среды для диапазона орбит 300…1000 км и солнечной активности F10,7 = 70…370
Роль солнечной активности
Солнечная активность и факторы космического пространства
Солнечная активность и космические технологические системы
Особенности инженерной модели космического пространства
Сущность модели
Применение инженерных методов при составлении модели
Выбор профиля солнечной активности для инженерных работ
Потоки космических нейтральных частиц (атомы, молекулы) на поверхности космической станции
Состав и объемная плотность газовых частиц атмосферы на орбите МКС
Потоки газовых частиц орбитальной атмосферы на поверхности орбитальной станции (по нормали к поверхности)
Флюенсы газовых компонентов атмосферы на орбитах МКС (по нормали к поверхности)
Угловой корректирующий фактор
Потоки коротковолновых ультрафиолетовых и мягких рентгеновских фотонов на поверхности космической станции
Прогноз потоков коротковолнового ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучений Солнца
Потоки мягкого рентгеновского излучения
Потоки крайнего ультрафиолетового излучения
Космическая пылевая плазма на поверхности станции
Пылевые образования вокруг Земли
Концепция пылевой плазмы
Пылевые частицы как часть плазмы
Пылевая плазма в магнитосфере
Потоки пылевых частиц на орбитах космической станции
Методика и технология проведения испытаний РЭС на климатические воздействия
Особенности методики испытаний
Испытания на температурные воздействия
Испытания на повышенную температуру
Испытания на пониженную температуру
Испытания на изменение температур
Испытания на воздействие инея и росы
Испытания на воздействие повышенной влажности
Испытания на воздействие солнечного излучения
Испытания на воздействие пыли
Испытания на воздействие атмосферного давления
Испытания на воздействие повышенного гидростатического давления
Испытания на воздействие соляного тумана
Испытания на внешнее воздействие воды
Испытания на ветроустойчивость
Испытания на герметичность
Испытания на биологические воздействия
Специальные виды космических испытаний
Методика и технология проведения испытаний РЭС на механические воздействия
Общая структура и методические принципы проведения испытаний
Испытания на определение резонансных частот конструкции
Испытания на наличие резонансных частот конструкции в заданном диапазоне частот
Испытания на виброустойчивость и вибропрочность
Испытания на ударную прочность
Испытания на воздействие линейного ускорения
Испытания на воздействие акустического шума
Методика и технология проведения радиационных испытаний РЭС
Виды ионизирующих излучений, воздействующих на РЭС
Радиационная стойкость
Особенности воздействия ионизирующих излучений на материалы и элементы РЭС
Методика проведения радиационных испытаний
Взаимодействие факторов космического пространства с материалами
Электромагнитное излучение
Электроны
Ионы, протоны
Взаимодействие нейтронов с материалами
Воздействие потоков микрометеоритов и пыли планетарного происхождения на материалы космических аппаратов
Имитация и моделирование условий космического пространства
Экспериментальное оборудование для имитации факторов КП и измерений характеристик покрытий
Имитация спектров заряженных частиц космического пространства
Моделирование спектров заряженных частиц
Основные закономерности при замене спектров моноэнергетическими пучками
Порядок определения эквивалентной плотности потока
Примеры определения эквивалентных потоков для терморегулирующих покрытий
Ускоренные испытания материалов
Основные понятия и определения
Влияние интенсивности электромагнитного излучения, имитирующего солнечное, на изменение свойств материалов
Модельные представления о влиянии интенсивности электромагнитного излучения на изменение свойств материалов
Закономерности накопления дефектов при действии электромагнитного излучения Солнца на материалы
Экспериментальные результаты
Влияние плотности потока заряженных частиц космического пространства на изменение свойств материалов
Влияние плотности потока тяжелых заряженных частиц на накопление дефектов в материалах
Влияние плотности потока электронов на изменение свойств материалов. Взаимодействие электронов космического пространства с материалами
Влияние ускоренности комплексного облучения на деградацию свойств материалов
Общие положения
Экспериментальные результаты
Методы определения режимов ускоренных испытаний
Метод, основанный на теории надежности – метод Седякина
Метод линейного суммирования
Ускоренные температурные испытания
Масс-спектрометрический метод определения эквимодельной области
Определение ускоренности испытаний по накоплению заряда
Имитационные вакуумные испытания
Имитация вакуумных условий
Имитация солнечного электромагнитного излучения
Методы изучения влияния продуктов СВА на оборудование КА
Имитация воздействия на материалы ка ионосферной плазмы и солнечного ветра
Ускорители атомарных и ионных пучков низких энергий
Имитация ионосферной плазмы с помощью высокочастотного разряда
Эксперименты на низкоорбитальных КА
Моделирование взаимодействия высокоскоростных частиц с материалами, оборудованием космических аппаратов и натурные испытания
Методы ускорения твердых частиц
Инжекторы заряженных частиц
Ускорители заряженных пылевых частиц
Моделирование взаимодействия частиц с элементами конструкций космических аппаратов
Взаимодействие частиц с терморегулирующими покрытиями
Взаимодействие частиц с высокотемпературными тепловыми трубами
Взаимодействие частиц с оптическими элементами
Взаимодействие частиц с фотоэлектрическими преобразователями
Взаимодействие частиц с многослойными пленочными структурами
Натурные испытания
Эксперименты по регистрации характеристик микрометеороидных и техногенных частиц
Эксперименты по регистрации интенсивных потоков частиц с помощью ракет
Испытания материалов и электронных модулей на стойкость к воздействию радиационных факторов космической среды
Воздействие ионизирующих излучений на диэлектрики
Радиационная проводимость диэлектриков
Лабораторные испытания
Электростатические разряды в диэлектрике
Поверхностные радиационные эффекты в интегральных схемах
Основные физические процессы деградации в отдельных структурах интегральных схем
Деградация параметров МОПТ
Радиационные эффекты в биполярных интегральных схемах
Особенности радиационных отказов больших интегральных схем
Расчетно-экспериментальное моделирование деградации характеристик интегральных схем
Книга может быть полезна инженерам, студентам соответствующих специальностей в области создания элементной базы, научной электронной и радиотехнической продукции для космических исследований, а также студентам аэрокосмического приборостроения и научным сотрудникам предприятий космического профиля. Содержание
Введение
Инженерная модель космической среды для диапазона орбит 300…1000 км и солнечной активности F10,7 = 70…370
Роль солнечной активности
Солнечная активность и факторы космического пространства
Солнечная активность и космические технологические системы
Особенности инженерной модели космического пространства
Сущность модели
Применение инженерных методов при составлении модели
Выбор профиля солнечной активности для инженерных работ
Потоки космических нейтральных частиц (атомы, молекулы) на поверхности космической станции
Состав и объемная плотность газовых частиц атмосферы на орбите МКС
Потоки газовых частиц орбитальной атмосферы на поверхности орбитальной станции (по нормали к поверхности)
Флюенсы газовых компонентов атмосферы на орбитах МКС (по нормали к поверхности)
Угловой корректирующий фактор
Потоки коротковолновых ультрафиолетовых и мягких рентгеновских фотонов на поверхности космической станции
Прогноз потоков коротковолнового ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучений Солнца
Потоки мягкого рентгеновского излучения
Потоки крайнего ультрафиолетового излучения
Космическая пылевая плазма на поверхности станции
Пылевые образования вокруг Земли
Концепция пылевой плазмы
Пылевые частицы как часть плазмы
Пылевая плазма в магнитосфере
Потоки пылевых частиц на орбитах космической станции
Методика и технология проведения испытаний РЭС на климатические воздействия
Особенности методики испытаний
Испытания на температурные воздействия
Испытания на повышенную температуру
Испытания на пониженную температуру
Испытания на изменение температур
Испытания на воздействие инея и росы
Испытания на воздействие повышенной влажности
Испытания на воздействие солнечного излучения
Испытания на воздействие пыли
Испытания на воздействие атмосферного давления
Испытания на воздействие повышенного гидростатического давления
Испытания на воздействие соляного тумана
Испытания на внешнее воздействие воды
Испытания на ветроустойчивость
Испытания на герметичность
Испытания на биологические воздействия
Специальные виды космических испытаний
Методика и технология проведения испытаний РЭС на механические воздействия
Общая структура и методические принципы проведения испытаний
Испытания на определение резонансных частот конструкции
Испытания на наличие резонансных частот конструкции в заданном диапазоне частот
Испытания на виброустойчивость и вибропрочность
Испытания на ударную прочность
Испытания на воздействие линейного ускорения
Испытания на воздействие акустического шума
Методика и технология проведения радиационных испытаний РЭС
Виды ионизирующих излучений, воздействующих на РЭС
Радиационная стойкость
Особенности воздействия ионизирующих излучений на материалы и элементы РЭС
Методика проведения радиационных испытаний
Взаимодействие факторов космического пространства с материалами
Электромагнитное излучение
Электроны
Ионы, протоны
Взаимодействие нейтронов с материалами
Воздействие потоков микрометеоритов и пыли планетарного происхождения на материалы космических аппаратов
Имитация и моделирование условий космического пространства
Экспериментальное оборудование для имитации факторов КП и измерений характеристик покрытий
Имитация спектров заряженных частиц космического пространства
Моделирование спектров заряженных частиц
Основные закономерности при замене спектров моноэнергетическими пучками
Порядок определения эквивалентной плотности потока
Примеры определения эквивалентных потоков для терморегулирующих покрытий
Ускоренные испытания материалов
Основные понятия и определения
Влияние интенсивности электромагнитного излучения, имитирующего солнечное, на изменение свойств материалов
Модельные представления о влиянии интенсивности электромагнитного излучения на изменение свойств материалов
Закономерности накопления дефектов при действии электромагнитного излучения Солнца на материалы
Экспериментальные результаты
Влияние плотности потока заряженных частиц космического пространства на изменение свойств материалов
Влияние плотности потока тяжелых заряженных частиц на накопление дефектов в материалах
Влияние плотности потока электронов на изменение свойств материалов. Взаимодействие электронов космического пространства с материалами
Влияние ускоренности комплексного облучения на деградацию свойств материалов
Общие положения
Экспериментальные результаты
Методы определения режимов ускоренных испытаний
Метод, основанный на теории надежности – метод Седякина
Метод линейного суммирования
Ускоренные температурные испытания
Масс-спектрометрический метод определения эквимодельной области
Определение ускоренности испытаний по накоплению заряда
Имитационные вакуумные испытания
Имитация вакуумных условий
Имитация солнечного электромагнитного излучения
Методы изучения влияния продуктов СВА на оборудование КА
Имитация воздействия на материалы ка ионосферной плазмы и солнечного ветра
Ускорители атомарных и ионных пучков низких энергий
Имитация ионосферной плазмы с помощью высокочастотного разряда
Эксперименты на низкоорбитальных КА
Моделирование взаимодействия высокоскоростных частиц с материалами, оборудованием космических аппаратов и натурные испытания
Методы ускорения твердых частиц
Инжекторы заряженных частиц
Ускорители заряженных пылевых частиц
Моделирование взаимодействия частиц с элементами конструкций космических аппаратов
Взаимодействие частиц с терморегулирующими покрытиями
Взаимодействие частиц с высокотемпературными тепловыми трубами
Взаимодействие частиц с оптическими элементами
Взаимодействие частиц с фотоэлектрическими преобразователями
Взаимодействие частиц с многослойными пленочными структурами
Натурные испытания
Эксперименты по регистрации характеристик микрометеороидных и техногенных частиц
Эксперименты по регистрации интенсивных потоков частиц с помощью ракет
Испытания материалов и электронных модулей на стойкость к воздействию радиационных факторов космической среды
Воздействие ионизирующих излучений на диэлектрики
Радиационная проводимость диэлектриков
Лабораторные испытания
Электростатические разряды в диэлектрике
Поверхностные радиационные эффекты в интегральных схемах
Основные физические процессы деградации в отдельных структурах интегральных схем
Деградация параметров МОПТ
Радиационные эффекты в биполярных интегральных схемах
Особенности радиационных отказов больших интегральных схем
Расчетно-экспериментальное моделирование деградации характеристик интегральных схем