ОПЫТ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТЕОРНОЙ ЗАЩИТЫ КА

© М.Н.Анохин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2007 г.

Определение особенностей взаимодействия осколообразования и пространственной формы потока разлетающихся частиц при соударении сверхвысокоскоростных метеорнотехногенных тел (МТТ) с преградой является одной из сложнейших задач современной физики, т. к. в диапазоне скоростей от 0,1 до 10 км/с наблюдаются переходы к трём различным механизмам разрушения преграды и ударника, а граница режимов перехода зависит от многих факторов (физико-механических свойств материалов преграды и ударника, размеров и формы ударника, угла подлёта ударника к поверхности и т. д.). Более точные данные о взаимодействии преграды с ударником определяются экспериментально, при проведении испытаний мишеней на специализированных газодинамических установках. На основании анализа элементов конструкции КА «Электро-Л» для оценки опасности воздействия на них метеорно-техногенных тел был составлен перечень элементов, критичных к воздействию МТТ. Предварительные проработки показали, что соответствующая защита от воздействия МТТ может быть выполнена в виде системы однослойных плоских экранов из сплава АМг6М, δ ≥ 1 мм, установленных на расстоянии ≥ 20 мм от защищаемого элемента (или эквидистантно, т. е. равномерно удалённых экранов сложной формы).

Калужскому филиалу было поручено разработать защитный экран для баков двигательной установки, используемой на базовом служебном модуле «Навигатор» КА «Электро-Л». Для экрана была выбрана заготовка, используемая для изготовления шаробалонов двигательной установки другого изделия. В связи с дефицитом масс КА «Электро-Л» было принято решение об уменьшении толщины противометеоритной защиты двигательной установки с расчётных 2 мм до 1,2…1,5 мм при одновременном увеличении зазора между баком и защитой с расчётных 20 мм до 40 мм. При этом удалось уменьшить массу защиты на 25%.

Кроме того, по предварительным разработкам было установлено, что более значимое уменьшение массы рассматриваемого экрана возможно в результате проведения экспериментально-расчётной оптимизации экранной защиты и её конструктивного исполнения (переход к титановому сплаву вместо АМг6М или к двуэкранной защите из АМг6М, применение накатки-рифления поверхности экрана и т. д.).