غرفة فراغ حرارية ذات حجم مخصص مراقبة في الوقت الحقيقي لصناعة الطيران والفضاء

1مقدمة

2الخصائص الرئيسية

2.1 تحكم دقيق في درجة الحرارة

• نطاق درجة حرارة واسع: تم تصميم غرفة الفراغ الحراري المخصصة لتحقيق نطاق درجة حرارة واسع للغاية.و أيضاً تولد درجات حرارة عالية لتحاكي الحرارة التي تعاني منها أثناء إعادة دخول الغلاف الجوي للأرضعلى سبيل المثال ، يمكن أن تعمل من - 196 درجة مئوية (نقطة غليان النيتروجين السائل) إلى أكثر من 1000 درجة مئوية.مثل سبائك مقاومة للحرارة المستخدمة في محركات الصواريخ والأجهزة الإلكترونية الحساسة التي تحتاج إلى العمل في ظروف الفضاء البارد.
• تنظيم دقيق لدرجة الحرارة: لضمان نتائج الاختبار الموثوقة ، تم تجهيز الغرفة بأنظمة تحكم درجة الحرارة المتقدمة.هذه الأنظمة تستخدم أجهزة استشعار عالية الدقة و خوارزميات متطورة للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة ضمن حدود ضيقة جداعلى سبيل المثال، عند اختبار نظام التحكم الحراري للقمر الصناعي، القدرة على تنظيم درجة الحرارة بدقة تساعد في تقييم أدائه تحت الأحمال الحرارية المختلفة،ضمان حماية المكونات الداخلية للقمر الصناعي بشكل مناسب في الفضاء.

2.2 بيئة عالية الفراغ

• قدرة الضغط المنخفض للغاية: تم تصميم الغرفة لخلق بيئة فراغ عالية، مع ضغوط منخفضة تصل إلى 10-6 إلى 10-9 تور. هذا المستوى من الفراغ يقترب بشكل كبير من ظروف الفضاء الخارجي.تحقيق مثل هذه الضغوط المنخفضة أمر حاسم لاختبار أداء مكونات الطائرات الفضائيةعلى سبيل المثال ، يساعد في تقييم خصائص غازات المواد المستخدمة في بناء المركبات الفضائية.يمكن أن تسبب تلوث الأدوات الحساسة وتؤثر على الأداء العام للمركبة الفضائية.
• أنظمة ضخ فراغ فعالة: للوصول إلى حالة الفراغ العالي والحفاظ عليها، تم تجهيز الغرفة بمزيج من مضخات الفراغ عالية الأداء، مثل مضخات التوربوموليكول ومضخات الانتشار.تعمل هذه المضخات معًا لإخلاء الغرفة بسرعة وإزالة أي غازات متبقية باستمراربالإضافة إلى ذلك، فإن الغرفة لديها تصميم ختم محاط لمنع تسرب الهواء، مما يضمن الحفاظ على سلامة الفراغ أثناء الاختبار طويل الأجل.

2.3 تكوين داخلي قابل للتخصيص

• المكون - التثبيت المحدد: يمكن تخصيص داخل الغرفة مع أنواع مختلفة من الأجهزة لاستيعاب مكونات مختلفة في مجال الطيران.أو نظام ألكترونيات الطيران المعقد، يمكن تجهيز الغرفة بمقاعد تركيب متخصصة ومقاعد وهياكل دعم. وهذا يسمح بوضع المكونات بشكل آمن أثناء الاختبار ،ضمان تعرضهم بشكل مناسب لظروف الحرارة والفراغ.
• قدرات الحركة متعددة المحاور: لبعض متطلبات الاختبار في مجال الطيران والفضاء، يمكن تجهيز الغرفة بأنظمة حركة متعددة المحاور. هذه الأنظمة تسمح بحركة مكونات الاختبار في اتجاهات مختلفة،مثل الدورانهذا مفيد بشكل خاص لمحاكاة الحركة الديناميكية للقمر الصناعي في المدار أو اهتزاز الصاروخ أثناء الإطلاق.من خلال إخضاع المكونات لهذه السيناريوهات الحركة واقعية بينما في بيئة الحرارة - الفراغ، يمكن للمهندسين تقييم أدائهم واستدامتهم بشكل أفضل.

2.4 المراقبة المتقدمة واكتساب البيانات

• مراقبة المعايير في الوقت الحقيقي: يتم دمج نظام مراقبة شامل في غرفة الفراغ الحراري المخصصة. فإنه يراقب باستمرار المعلمات مثل درجة الحرارة والضغط والرطوبة (إذا لزم الأمر) ،والإشارات الكهربائية من مكونات الاختباريتم وضع أجهزة استشعار متعددة بشكل استراتيجي داخل الغرفة لضمان جمع البيانات بدقة. على سبيل المثال ، يمكن استخدام أجهزة استشعار تحت الحمراء لقياس درجة حرارة سطح المكونات ،بينما أجهزة استشعار الضغط تراقب مستوى الفراغ.
• تسجيل البيانات وتحليلها: يتم تسجيل البيانات التي تم جمعها أثناء الاختبار في الوقت الحقيقي ويمكن تحليلها لاحقًا.غالباً ما يتم ربط نظام جمع البيانات بمنصة برمجيات مبنية على الكمبيوتر تسمح بتصور البيانات بسهولة، تحليل الاتجاهات، وتقديم التقارير. وهذا يساعد مهندسي الطيران الفضائي لتحديد أي شذوذ أو مشاكل الأداء خلال عملية الاختبار،تمكينهم من اتخاذ قرارات مستنيرة حول تصميم وتطوير المكونات.

3المواصفات

4الفوائد لصناعة الطيران والفضاء

4.1 تحسين أداء المكونات وموثوقيتها

• تحسين التحقق من صحة التصميم: من خلال محاكاة الظروف الحرارية والفراغية القاسية في الفضاء، غرفة الفراغ الحراري المخصصة تسمح لمهندسي الطيران والفضاء للتحقق من صحة تصميم المكونات بدقة.هذا يساعد في تحديد عيوب التصميم المحتملة والضعف في وقت مبكر من عملية التطويرعلى سبيل المثال، إذا فشل أحد المكونات أثناء اختبار الفراغ الحراري، يمكن للمهندسين تعديل التصميم، واختباره مرة أخرى،وتضمن أن المنتج النهائي أكثر موثوقية وقادرة على تحمل بيئة الطيران القاسية.
• اختبار الصمود الطويل المدى: تتيح الغرفة اختبار متانة على المدى الطويل لمكونات الطيرانالمكونات يمكن أن تخضع لدورات متكررة من التغيرات في درجة الحرارة والفراغ لمحاكاة الشيخوخة والتكسير التي ستواجهها خلال حياتها التشغيلية في الفضاءيساعد هذا في التنبؤ بعمر المكونات وضمان استيفائها لمتطلبات الموثوقية الصارمة لصناعة الطيران والفضاء.

4.2 التكلفة - الكفاءة

• انخفاض حالات الفشل في المجال: التجارب الشاملة في غرفة الفراغ الحراري تساعد في تقليل عدد فشل المكونات في الميدان.يمكن أن يؤدي فشل عنصر واحد إلى خسائر مالية كبيرةمن خلال تحديد وإصلاح المشاكل المحتملة على الأرض، يمكن لصناعة الطيران والفضاء توفير التكاليف المرتبطة بفشل الأقمار الصناعية، وأعطال الصواريخ، وحالات إلغاء المهمة.
• اختيار المواد والمكونات الأمثل: إن القدرة على اختبار مواد ومكونات مختلفة في الغرفة تسمح باختيار مثالي.يمكن للمهندسين مقارنة أداء مواد مختلفة في نفس الظروف الحرارية والفراغ واختيار تلك التي تقدم أفضل مزيج من الخصائص، مثل القوة والوزن والمقاومة الحرارية. وهذا يمكن أن يؤدي إلى استخدام مواد أكثر فعالية من حيث التكلفة دون التضحية بالأداء.

4.3 دورات التطوير المتسارعة

• اختبار وتكرار أسرع: غرفة الفراغ الحراري المخصصة تمكن من اختبار أسرع وتكرار مكونات الفضاء الجوي مع التحكم الدقيق في ظروف الاختبار واكتساب البيانات في الوقت الحقيقيالمهندسون يمكنهم تقييم أداء المكون بسرعةهذا يسرع دورة التطوير، مما يسمح للمنتجات الجوية الجديدة بالوصول إلى السوق أو النشر في البعثات الفضائية بشكل أسرع.

5التطبيقات

• اختبار مكونات الأقمار الصناعية: يتم اختبار جميع أنواع مكونات الأقمار الصناعية ، بما في ذلك الأنظمة الفرعية الإلكترونية وأنظمة الطاقة وأنظمة التحكم الحراري ، في غرفة الفراغ الحراري.هذا يضمن أن يمكنهم العمل بشكل صحيح في بيئة الفضاء القاسية، حيث يمكن أن تشكل تقلبات درجة الحرارة وظروف الفراغ تحديات كبيرة.
• اختبار مكونات محرك الصواريخ: تُخضع مكونات محركات الصواريخ، مثل غرف الاحتراق، الفوهات، ومضخات التوربوبومب، لاختبار درجات الحرارة العالية والضغط العالي في الغرفة.هذا يساعد في تقييم أدائهم، والمتانة، والموثوقية في ظل الظروف القاسية لإطلاق الصواريخ وتشغيلها.
• اختبار بدلة الفضاء ومعدات رواد الفضاء: يتم اختبار بدلات الفضاء ومعدات رواد الفضاء الأخرى في غرفة الفراغ الحراري للتأكد من أنها يمكن أن تحمي رواد الفضاء من بيئة الفضاء القاسية.الغرفة يمكن أن تحاكي درجة الحرارة، الضغط، والظروف الإشعاعية للمساحة، مما يسمح بتقييم أداء المعدات ووظائفها.
•