ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВА ГАРМАТА ДЛЯ РУЧНОГО ЗВАРЮВАННЯ В УМОВАХ ПОВЕРХНІ МІСЯЦЯ
DOI:
https://doi.org/10.15407/knit2024.01.080Ключові слова:
електронно-оптична система гармати, електронно-променеве зварювання, кросовер, монтажних і ремонтно-відновлювальні роботи, обладнання для зварювання, обладнання для ручного електронно-променевого зварювання, тріодна емісійна система гарматиАнотація
В останні роки в космічній тематиці все більший акцент робиться на питаннях освоєння Місяця. Не останню увагу приділяють вирішенню проблем, пов'язаних із забезпеченням необхідних життєвих умов для астронавтів, із побудуванням та збиранням на місці великої кількості технічних приладів та споруд. Експлуатація та розвиток орбітальних комплексів, а також перспективні завдання створення споруд на місячній і марсіанській поверхні, передбачають впровадження технологій монтажу та ремонту космічних об'єктів. При роботі у відкритому космосі існує велика кількість операцій (в першу чергу, ремонтно-відновлюваних або фіксація фрагментів велико-габаритних конструкцій), до яких попередньо підготуватися складно і неможливо. Крім того можлива вірогідність надзвичайних ситуацій, які потребують термінових технологічних операцій різання, зварювання або паяння, при яких процес та об’єм операції будуть визначатися космонавтом безпосередньо на місці, де він зможе оцінити об’єм та спосіб виконання необхідних робіт. Тому створення сучасного електронно-променевого обладнання для ручного зварювання, що буде сприяти продовження строку експлуатації космічного об’єктів, а іноді і збереженню життя екіпажів є необхідним. Це обладнання повинно бути компактним та ефективно здійснювати операції по електронно-променевому зварюванню та спорідненим технологіям в умовах на поверхні Місяця. Результати проведених у відкритому космосі експериментів із ручного електронно-променевого зварювання свідчать про те, що апаратура, яка була створена раніше, дає можливість виконувати зварювання нержавіючих сталей, титанових та алюмінієвих сплавів завтовшки до 1,5 мм. В той же час товщина матеріалу, який використовується при виготовленні оболонок пілотованих космічних апаратів, досягає 4…6 мм, а довжина зварювальних швів може сягати декількох метрів. Метою цієї роботи є створення обладнання нового покоління, яке дозволить вирішити проблему зварювання матеріалів від 4 до 6 мм, що в основному використовуються в сучасній аерокосмічній техніці. Результати досліджень, які використані для створення цієї статті, були одержані при виконанні робіт, що проводилися в рамках Цільової програми НАН України з наукових космічних досліджень на 2018-2022 рр.Посилання
Akopiants K.S., Zubchenko Yu.V. (1979). Methodology for calculating the electron-optical system of a welding gun. Automatic Welding, No. 11, 33-36 [in Russian].
Vorobyov G.S., Drozdenko A.A., Ponomarev A.G. (2007) Transition radiation in the diagnostics of high-intensity electron beams. Kharkiv Nanotechnological Assembly 2007. No 2, 219-223. [in Russian]
Vorobyov G.S., Barsuk I.V., Drozdenko А.А. (2011). Intense Electron Beams Formation and Analysis Methods in Static Electromagnetic Fields (Review). J. Nano- Electron. Phys., No 3, 67-79
https://jnep.sumdu.edu.ua/download/numbers/2011/3/articles/en/jnep_eng_2.
Zubchenko Yu.V. and Ternovoj E.G. (2015). Development of new emission systems of electron beam guns for process operations under space conditions. The Paton Welding Journal, No 12, 34-38.
https://doi.org/10.15407/tpwj2015.12.07
Mikhajlovskaya E.S. , Shulym V.F. and Zagrebelny A.A. (2002). Results of experiments on manual EBW In a manned space simulation test chamber. Automatic Welding, No. 2, 23-27. [in Russian].
Nikitsky V.P., Lapchinsky V.F., Zagrebelny A.A., Gavrish S.S., Stesin V.V., Shelyagin V.D. (2000).Testing a hand-held electron beam instrument in outer space.. In: Space: Technology, Materials Science, Constructions. Collection of scientific papers. Ed. B.E. Paton. Kyiv: E.O. Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, 183-191. [in Russian].
Paton B.E., Lapchinsky V.F. (1998). Welding and related technologies in space. Peculiarities and Prospects. Kyiv. Naukova dumka. 182 P. [in Russian].
Paton B.E., Gavrish S.S., Shulym V.F., Bulatsev A.R. . Manual electron beam technological work in space. In: Space: Technology, Materials Science, Constructions. Collection of scientific papers. Ed. B.E. Paton. Kyiv: E.O. Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, 191-215. [in Russian].
Paton B.E., Dudko D.A., Bernadsky V.N., Lapchinsky V.F., Zagrebelny A.A., Stesin V.V., Chalov V.I. (2000). Possibilities of manual electron beam welding in space.. In: Space: Technology, Materials Science, Constructions. Collection of scientific papers. Ed. B.E. Paton. Kyiv: E.O. Paton Electric Welding Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, 179-183 [in Russian].
Paton B.E., Lobanov L.M., Ternovy Ye.G., Zubchenko Yu.V. Device for manual electron beam welding and related technologies in open space. Patent for the invention No 118896, 25.03.2019, Bull. No 6. [in Ukrainian]
Paton B.E., Lobanov L.M., Asnis Yu.A., Ternovoj E.G., Zubchenko, Yu.V. (2017). Equipment and technology for electron-beam welding in space. Space Sci.&Technol., 23, No 4, 27-32.
https://doi.org/10.15407/knit2017.04.027
Agafonov A.V., Bogachenkov V.A., Krastelev E.G. (2004). High-current electron beam guiding by the creation of profiled plasma channel. Problems of atomic science and technologies, Series: Nuclear Physics Investigations (42). No 1, 35-37.
https://vant.kipt.kharkov.ua/TABFRAME2.html
Chunxu L.I., Chengdan H.E., Qijin X.U., Jiang Caiyun (2005). Design of Electrostatic Focusing for Space Electron Beam Welding Gun. Chinese J Aeronaut., 18(3) 256-262.
https://doi.org/10.1016/S1000-9361(11)60307-5
Lobanov L.M., Asnis E.А., Ternovy Ye.G. et al. (2021). Some issues of repairing manned space vehicles in outer space using electron beam welding, Scientific.net, 315, 101-105.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.315.101
Paton B.E., Lobanov L.M., Naidich Yu.V., Asnis Yu.A., Zubchenko Yu. ., Ternovyi E.G., Volkov V.S., Kostyuk B.D., Umanskii V.P. (2019). New electron beam gun for welding in space, Science and Technology of Welding and Joining, 24:4, 320-326.