автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Устройство регистрации места утечки воздуха из модуля космической станции

На правах рукописи

Занин Алексей Николаевич /

003480761

УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ МЕСТА УТЕЧКИ ВОЗДУХА ИЗ МОДУЛЯ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники

и систем управления

2 2 ОКТ 7ПП

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара-2009

00340418672229

Работа выполнена в Самарском государственном аэрокосмическом универст имени' академика С.П. Королёва (СГАУ) на кафедре радиотехники и медицинск диагностических систем

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

Сёмкин Николай Данилович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Логвинов Леонид Митрофанович.

Ведущая организация: НИИ ядерной физики имени Д.В.Скобельцына,

МГУ имени М.ВЛомоносова (НИИЯФ МГУ).

Защита состоится «6» ноября 2009 года в 10 часов на заседай диссертационного совета Д 212.215.05 при Самарском государственн аэрокосмическом университете имени академика С.П. Королёва по адресу: 4430! г.Самара, Московское шоссе 34, ауд. 209.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственнс аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва.

Автореферат разослан «2» октября 2009 года Учёный секретарь

доктор технических наук, профессор

Кузнецов Павел Константинович.

диссертационного совета

Калентьев А.А.

1. Общая характеристика работы

Диссертация посвящена исследованию и разработке прибора для обнаружения овых течей в корпусе космической станции (КС).

Актуальность проблемы. При длительной эксплуатации космических аппаратов М, орбитальных космических станций существует вероятность сквозного пробоя ментов конструкции частицами искусственного или естественного происхождения, а же образование трещин в результате различного рода напряжений и динамических •рузок, вследствие чего происходит разгерметизация КА. Разработка аппаратуры, шоляющей быстро локализовать источники утечек воздуха, является важной задачей, ; для международной космической станции, так и для некоторых типов КА, что ;бует создания расчетных моделей объекта исследования (источника утечки газа из дуля КС), методов и средств регистрации, методик проведения экспериментов.

Анализ работ, опубликованных в последнее время по этой теме, показывает, что ;витие космической техники требует повышения достоверности обнаружения утечки ¡духа истекающего из модуля космической станции и точной регистрации места ¡никновения течи. Возникают задачи повышения разрешающей способности прибора ксирующего газовую течь, метода оценки характеристик газовых потоков, истекающих микротрещин и михропробоев модуля космической станции. В связи с вышесказанным мая работа является актуальной.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является разработка и создание гройства для регистрации места утечки воздуха, истекающего из модуля космической -шции.

соответствии с поставленной целью определены и основные задачи диссертации, а генно:

1. Анализ существующих методов и устройств обнаружения места утечки воздуха, модуля космической станции;

2. Анализ и разработка математической модели истечения струи газа из модуля смической станции;

3.Разработка алгоритмических и программных средств моделирования процесса течения воздуха из отсека КС и создание моделей процессов регистрации газовых чей в корпусе КС;

4. Экспериментальное исследование процессов регистрации утечки воздуха в бораторных условиях;

5. Создание многопараметрического преобразователя с распределенными /нкциональными возможностями.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1 Разработана физико-математическая модель истечения газа из замкнутого объёма вакуум для случаев различных каналов, щели, а также при наличии ЭВТИ

толяющая получить зависимости потока газа от параметров источников утечки в юстранстве и времени.

2 На основе известных методов и устройств, основанных на различных физических эинципах выполнен структурный синтез произвольной совокупности измерительных эеобразователей сложных систем, позволяющий найти оптимальную по заданным эитериям совокупность методов регистрации утечки воздуха из модуля космической ганции.

3 На основе анализа выбранной системы уравнений и соответствующих устрой разработана математическая модель взаимодействия потока воздуха многопараметрическим устройством регистрации утечки с учетом наличия экрапп вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ)

Разработанная модель позволяет определить технические возможности выбранш совокупности датчиков при обнаружении утечки в условиях приближенных к реальны

Практическая значимость результатов работы определяется следующим:

• исследованы на практике возмущающие факторы истечения газа из модуля КС;

• разработана методика проведения эксперимента по обнаружению места утечки модуля КС;

• теоретически и экспериментально исследованы зависимости концентрации га от расстояния до источника течи и начального давления внутри КС;

• разработан и экспериментально исследован прибор регистрации газовых течей.

• разработана методика процесса поиска источника течи в режиме диалога;

• показана возможность точного определения области истечения газа из корпуса К(

Публикации. По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ, из них 5 -

изданиях, рекомендуемых ВАК России, получен патент на изобретение.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• анализ существующих методов и устройств регистрации места утечки воздуха модуля космической станции;

• модели истечения струи и регистрации ее параметров;

• алгоритмические и программные средства моделирования процесса истечен воздуха из отсека КС для различных случаев дефекта ЭВТИ;

• программные средства, позволяющие определить оптимальный cocí многопараметрического датчика;

• результаты экспериментов с различными видами натекателей;

• методы определения газовых течей в конструкции корпуса КС;

• устройство регистрации места утечки воздуха из модуля космической станции.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 9-

международных и всероссийских и на трех студенческих научно-техническ конференциях.

Личный вклад соискателя: все основные оригинальные результаты, на котор: базируется диссертация, получены автором.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 1 страницах машинописного текста, иллюстрируется 121 рисунками и 11 таблицами состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 105 наименований.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, сформулированы цели и зада научных исследований. Рассматриваются достоинства и недостатки существуют методов поиска течей.

Первая глава посвящена сравнительному анализу технических возможное! различных методов и средств регистрации места утечки. В результате анагн различных средств регистрации было получено:

1 Определение места утечки КА на основе использования его системы управлеь эффективно при больших размерах отверстий.

2 Анализ устройств на основе использования лазера и электронной пушки

зывает на возможность получения достаточного для регистрации количества ионов

[ значительных габаритах, массы и потреблении таких устройств.

3 Более предпочтительным с точки зрения максимального удовлетворения бованиям, предъявляемым к такого рода аппаратуре, является применение ктронных пушек, являющихся элементом, например, масс-спектрометра, или тзационного датчика.

4 С точки зрения высокой надежности, более полной информации об исследуемом .екте, наиболее перспективным является создание многоинформативных юбразователей.

5 Создание малогабаритных, малопотребляющих датчиков на основе кроэлектронных, микрополосковых, МДМ-, МДП- структур для решения проблемы гаружения утечки воздуха из КА может быть перспективным при решении вопросов шшения их чувствительности к потоку газа из источника течи.

6 Важной проблемой, характерной для любых го рассмотренных методов и ройств является создание системы обработки информации функционирующей на не различного рода шумов космической станции.

Вторая глава посвящена построению математической модели истечения газа из ¡личных типов отверстий и математической модели многопараметрического гобразователя.

Модели истечения газа из замкнутого объема в вакуум

При обнаружении утечки воздуха из модуля КС практический интерес едставляют: поток газа через отверстие в плоской бесконечно тонкой и не эаниченной по размерам пластине, в длинных и коротких каналах с круговым и не уговым сечением, а также поток газа через щель и через ЭВТИ. Результатом делирования являются зависимости параметров газовых струй от характеристик нала, щели с учетом динамики модуля КС.

Основой для расчета потока газа через отверстие является уравнение Менделеева-|апейрона

Поток зависит, в том числе, от геометрических параметров отверстия, в частности, длины канала (в нашем случае, толщины обшивки КА ~ 2 мм).

Наиболее вероятными являются два типа источника течи: сквозной пробой 1крометеороидом или частицами космического мусора, либо щель, образующаяся при 1вреждении обшивки КС в результате старения конструкции или каких-либо шульсных нагрузок. Поток воздуха I в этих случаях, инициируемый местом утечки 1здуха описывается для отверстия и щели с вязкостным истечение«, соответственно, швнениями:

I Ра Рвых

Ро+Рвых

ехй -2 р;

'вых

щ лЯ £>" кМУ 2567 I-

Ь2[р2о~ Ъ]1

Рвых)

а2 Ь —+8 2

Ь\г.

-+Ь 2

V

Щ кТ

(1).

где р0, Рвых ~ давления внутри КА и на выходе отверстия, соответственно, к = 1,0352-Ю"19 Тор см3/К, Г=293 К, хар - средняя арифметическая скорость молекул в газе, о - молекулярная масса газа, О - диаметр отверстия, а, Ь - геометрические размеры щели.

Моделирование потока газа через ЭВТИ

ЭВТИ представляет собой слоистую структуру, причем первый и последний с. выполняются из синтетической ткани рисунок 1 и внутренние слои, котор представляют собой полимерные пленки с отверстиями диаметром 2 мм расположенные на расстоянии 1 см друг от друга (рисунок 2).

Рисунок 1 - Форма отверстий в ячеистой Рисунок 2 - Форма отверстий в полимерной пленке структуре ЭВТИ. структуры ЭВТИ.

Толщина пленки составляет 100 мкм, поэтому в расчетах ею пренебрегай Расстояние между слоями ЭВТИ и обшивкой КА считается равным 0,5 - 1 мм.

Каждое отверстие в пленке рассматривается как вторичный источн распространения фронта воздушной волны полусферической формы, причем давлен зависит от расстояния между ним и отверстием предыдущего слоя, а также давления] в этих отверстиях. Первым и начальным источником является дефект в обшив космического аппарата. Полученный таким образом профиль давления представля собой суперпозицию профилей давлений во внешнем слое экранно-вакуумн теплоизоляции. При этом форма распространения молекул воздуха приобретя эллиптичность за счет перераспределения в слоях ЭВТИ.

Синтез многопараметрического преобразователя

Изучение объекта исследования, и рассмотрение возможных методов и средс поиска места течи, позволяет сделать вывод, что использование какого-либо одного них не обеспечивает перекрытия всего диапазона давлений, создаваемых различны! утечками. Для решения данной проблемы применено комплексирование метод регистрации, использующих несколько датчиков. Однако создание таких систем связа: с определенными трудностями и первая из них - решение вопроса о том, какие датчи должны войти в измерительный комплекс.

Из большого числа всех вариантов, полученных в результате проектирован можно синтезировать наилучший, с точки зрения предъявленных к нему требовани Для правильного выбора необходимо ввести количественную оценку. Для это вводится некоторая функция Дг), называемая функцией цели. Вид функции выбирает таким, чтобы оптимальный вариант имел минимальное значение функции цели. Д получения оптимальной по заданным параметрам структуры комплекса датчик проведен структурный синтез произвольной совокупности измерительш преобразователей сложных систем.

Существует множество функций целей, наиболее распространенными сре, которых являются линейные функции и как пример функция взвешенных сумм

где I - номер датчика, / - номер параметра г-го датчика, а, - весовой коэффициент_/'-параметра, /у опт - оптимальное значениеу'-го параметра, - значениеу'-го параметра я /-го датчика. Весовые коэффициенты задаются априорно. Минимальное значение г] будет соответствовать выбранной совокупности уравнений, обеспечивающей ксимальную точность измерения.

Поиск минимума целевой функции должен осуществляться в пределах допустимой ласти, которая должна удовлетворять следующим условиям:

1 Условие выполнения наложенных ограничений на массу, габариты и требляемую мощность;

2 Условие полноты, состоящее в том что система уравнений, входящих в Од, лжна разрешаться относительно заданных параметров объекта исследования, то есть ело уравнений должно соответствовать числу неизвестных.

3 Условие совместимости датчиков, которым соответствуют вектора ~г е ц..

Выбранная совокупность описывается уравнениями:

тЛ

, (4)

¡и№

х. +е,х„

где ит, ии, иэ - напряжение на термопарном, ионизационном и электретном тчиках соответственно; а, - коэффициенты степенного ряда; 11(1) - напряжение с иемника ионов; Т- время регистрации спектральной линии; /0 - ширина спектральной нии; х0 - расстояние между обкладками в состоянии покоя; ДГ| - толщина электрета; =8,85-Ю"12 Ф/м; £1 - относительная проницаемость; ст, - плотность заряда.

Чувствительность пьезоэлектрического датчика ограничивает зону регистрации течи, иницами сантиметров дня отверстий диаметром менее 0,5 мм и щелей д линной порядка 10 мм шриной до 0,5 мм при наличии слоя ЭВТИ. Данные выводы верны при нормальном давлении утриКА.

Термопарный датчик позволяет обнаруживать источники течи (каналы, под ЭВТИ, том числе и при наличии сквозного пробоя в ЭВТИ) диаметрами порядка 0,1-0,5 мм в диусе до 50 см, для более крупных отверстий (щелей), зона обнаружения может стигать 1-1,5 м и более.

Ионизационным датчиком можно обнаружить большинство источников утечек [аметром 0,1-0,5 мм в радиусе до 0,5-1 м, в зависимости от уровня шумов. Более упные источники можно обнаружить в зоне до 5м. Для этого типа датчиков щественным является наличие шумов. Они, в частности, резко ограничивают зону 'вствительности, так как потоки от малых (до 0,1 мм) и средних (0,1 - 0,5мм) каналов :рекрываются шумовыми потоками уже на расстоянии 0,5-1,5 м. Выходом из ожившейся ситуации может служить использование датчиков на базе масс-гектрометра (с учетом специальной доработки), в качестве приемника которого ¡пользуется ВЭУ-7.

Значения шумов СВА взяты приближенно 10'5 мм.рт.ст. и 10"6 мм.рт.ст.

Анализ многопараметрического преобразователя

Построена модель поиска места утечки воздуха из модуля КС с соответствующими )пущениями (рисунок 3).

Результаты расчетов приведены на рисунке 4.

1Е+16 1Е+15 1Е+1-1 1Е+13

I 1Е+)2

1 1Е+! 1 | 1E^10 | 1Е+09 1Е+08 1Е+07 1000000 100000

зона чувствительности пьезоэлектрического датчика зона чувствительности термопарного датчика зона чувствительности ионизационного датчика

-Шумовая характеристика

- Щель. а-11.5мм Ь=10мм. р=760Тор

- Щель, а >0.1 мм. Ь-Юмм. р=7бОТор

- Канал. ¿=2мм. р-1Тор

- Канал. (1-11.5мм р=760Тор

- Канал. (1=0,|мм. р=760Тор Канал (без ЭВТ1-1). й=0,5мм, р=760Тор

— Канал, е(=!ш1. р=760Тор

О 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Расстояние по нормали до источника утечки, см

Рисунок 3 - Зоны чувствительности выбранных датчиков в зависимости от концентрации :: воздуха на расстоянии Я. по нормали к источнику утечки до источника утечки. Обшивка К;" покрыта ЭВТИ. Параметры КА: объем 180 м3, температура 293 К, тип газа - воздух (29 г/моль)

1 - зона работы электретного датчика, 2 - зона работы термопарного датчика, 3 - зона работы масс-сепаратора.

Из рисунка 4 видно, что поиск следует начинать при помощи масс-сепаратор.' затем при помощи термопарного датчика, и на последнем этапе при помо!_,_, электретного микрофона. Однако при поиске малых течей электретный датч становится неинформативным и исключается из алгоритма поиска.

Таким образом, представляется возможным определить место утечки возду?. Однако остаются вопросы, связанные с точностью определения места и параметрам самого дефекта. Для их решения необходимо ввести ещё один измеряемый параметр,: именно, расстояние /? от источника до преобразователя.

£/:=■--

-1,606x10 р +0,005/7 + 0,105

и\, = 392415,813р3 -1446,813р2 + 242,112р-0,0001

и'э = -2,78 х 10'14 р + 5,07 х 10"' р2 + 5,229 х 10"6 р + 0,199

где и'т, и],, и'э - значения уровня сигнала с термопарного, ионизационного и

пектретного датчиков, соответственно, р - давление газа.

В третьей главе приведены результаты экспериментального моделирования заимодействия потока воздуха с прибором для определения параметров утечки воздуха з модуля КС.

Для проведения экспериментов с многопараметрическим преобразователем араметров струи газа разработан экспериментальный стенд. За основу взят онизационный датчик, использующийся в режиме сепарации масс. Диапазон его аботы - 1,33-10"2+1,33-10"5 Па, что позволяет определять малые значения потоков газа, ля расширения динамического диапазона регистрации давления газа, выходящего из гверстия, в преобразователь введены термопарный и микрофонный датчики, труктурная схема прибора приведена на рисунке 5.

4 3 2 5

-

Рисунок 5 - Структурная схема прибора для регистрации места утечки воздуха из модуля международной космической станции

I - масс-сепаратор с широким диапазоном масс; 2 - микрофонный датчик; 3 - термопарный датчик; 4 -сталкивающая сетка; 5 - заземляющая сетка; 6 - источник электронов; 7 - приемник ионов; 8 - блок ¡работки и индикации; 9 - приемная камера; 10 - вакуумная камера; 11 - система откачки воздуха; 12 -[куумметр

Для проведения экспериментов в области давлений более 1,33-10"2 Па разработан (спериментальный стенд, состоящий из вакуумной камеры, с подключенной к ней ^стемой откачки воздуха. Для имитации течи в стенке вакуумной камеры установлен атекатель с устройством управления. Внутри вакуумной камеры напротив натекателя лановлен многопараметрический преобразователь.

Для имитации различных уровней течей были изготовлены несколько натекателей.

В режиме работы термопарного датчика получена зависимость давления потока р г расстояния по нормали к источнику утечки до источника (рисунок 7).

Результаты экспериментов показали на удовлетворительное совпадение характера сспериментальной кривой с теоретическими расчетами в случае отсутствия ЭВТИ, что эдтверждает теоретические расчеты.

В режиме работы микрофонного датчика была исследована зависимость выходно напряжения датчика от начального давления в камере при различных величин, потоков воздуха (рисунок 8).

1.Е-01

а 1.Е-04

Рисунок 7 - Экспериментальные и теоретические зависимости для термопарного датчика 1, 3 -экспериментальные зависимости с ЭВТИ и без ЭВТИ соответственно; 2, 4 - теоретичсск! зависимости с ЭВТИ и без ЭВТИ соответственно. Параметры отверстия: длинный канал, I = 2,4310"' Пал-'•м'2, температура 293К, тип газа - воздух (Л/= 29 г/моль), начальное давление внутри вакуумной камеры 1 П;

и, В

Рисунок 8 - Зависимость напряжения выходного сигнала микрофонного датчика от начального давления в камере /, = 3,3-10'' Пал-с'-м"2; 1г = 5,45-Ю"2Па-лс '■м'2; Т - теоретическая зависимость

о 10 20 з 50°

Рисунок 9- График зависимости выходного сигнала микрофон юго д атчика и егг угла направления на источник течи. Пунктирной линией показан график зависимое™ с ЭВТИ в качестве преграды перед потоком. Начальное давление р=133 Па, М,1-10"1 Па-лс'-м"2

Для исследования чувствительности микрофонного датчика в зависимости от ег углового положения к нормали оси струи прибор в камере был установлен на штатив возможностью его поворота.

В случае наличия ЭВТИ в качестве преграды, датчик не обнаруживает разнос! сигнала, так как источник звукового сигнала сильно приглушен.

Проведена серия экспериментов для определения формы струи, истекающей I натекателя, диаграмма направленности струи воздуха изображена на рисунке 10

Стенка камеры

0% 20% 40% 60% 80% 100% Рисунок 10 -Диаграмма направленности струи Эксперименты для подтверждения возможности использования ионизационного атчика в режиме сепарации масс для моделирования процесса поиска места утечки из одуля космической станции проводились в РКК "Энергия" в вакуумной камере бъемом 190 м3 и остаточным давлением в испытательной камере 1,33-10' Па.

Стенд (рисунок 11) содержит вакуумную камеру -06 метров, в которую введены пинные каналы с капиллярами К1 и К2. К1 закрыт слоями Э8ТИ для имитации окрытия модуля КС. Давление воздуха в них регулируется манометром.

Датчик

Штанга горизонтального перемещения датчика

I?

Пульт Блок

управления обработки

перемещением информации

Рисунок 11 - Схема экспериментальной установки Ниже показаны сигналы с ионизационного датчика в процессе его перемещения по »ризонтали без ЭВТИ (рисунок 12) и с ЭВТИ (рисунок 13) относительно капилляров, гличина потока составляла 1,1-Ю-1 Па •л-с"'-м"2. Максимальное значение сигнала (ответствует совмещению оси прибора с осью капилляра. Наличие других максимумов Уясняется попаданием в ионизационный датчик отраженных от стенок вакуумной меры частиц воздуха, а также возможными турбулентностями струи газа из капилляра в связи с этим неравномерностью углового распределения струи.

Графики получены с помощью специально разработанной аппаратуры и ЭВМ. искретность записи в ЭВМ составляла 2000 значений в секунду.

Натекающий контрольный поток воздуха создает дополнительный фон к тественному шумовому фону в камере. Чем больше этот дополнительный фон, тем |уднее с ним справиться насосам, откачивающим из камеры воздух.

Проведена серия экспериментов для определения зоны неопределенности при феделении места утечки.

О 20000 4 0 0 О 0 60000 80000

Рисунок 12 - Зависимость выходного сигнала от времени при продвижении датчика по горизонтали справа налево

о 20000 щова в ооос еоооо

Рисунок 13 - Зависимость выходного сигнала от времени при продвижении датчика по горизонтали, капилляр обернут ЭВТИ, натекшие 5,5101 Пал-с'м"2

Рама с устройством перемещения устанавливалась на различных расстояниях (2,0 1,5; 1,0; 0,5 м), и производилось сканирование квадрата размером 2x2 м, по результата! измерений построены объемные графики чувствительности прибора (рисунки 14,15).

Рисунок 14-График зависимости выходного Рисунок 15 - График зависимости выходног

сигнала масс-сепаратора от координат X, Y на сигнала микрофонного датчика от координат X, расстоянии Z-2,0 м при расстоянии Z=0,5 м

1. Разработанный прибор может обнаруживать источник течи с величиной лото! от 10"3 до 700 Па л-c''-M"2.

2. Масс-спектрометрический сепаратор позволяет обнаруживать источник утечки воздуха из КА через отверстия 00,1-0,5 мм на расстоянии до 1-1,5 м. Мете сепарации позволяет значительно уменьшить влияние шумов СВА КА, на npouei обнаружения места утечки и точнее локализовать место течи при слабых поток; воздуха из источника течи (30 мТорр/с и менее).

3. Микрофонный датчик позволяет обнаруживать источник течи с величиш потока от 133 до 700 Па-л-с"'-м"2. Также микрофонный датчик определяет вект! направления на источник течи.

Четвертая глава посвящена анализу погрешностей. Рассмотрены классификац: погрешностей, основные причины появления различных погрешностей и их вклад суммарную погрешность.

Разработана методика поиска места утечки воздуха из международной космическ станции, позволяющая уменьшить зону неопределенности местонахождения течи.

Предлагается сначала провести серию измерений на большом расстоянии от моду КА (примерно 2-3 метра). Все измерения выполняются на одной высоте от обшив! таким образом, координата Z для всех точек одной матрицы постоянна. В слу^ обнаружения максимума в матрице |Р2| необходимо провести измерения давлений меньшем расстоянии от обшивки модуля, так как направление струи воздуха мо"

12

ть отличным от нормали к обшивке. За начало координат принимается первая точка ¡мерения. Так как схема измерений аналогична для координаты X и У, то процесс .¡числения можно представит на плоскости (рисунок 16). Координаты точки В (ХЬ,УЬ^Ь):

(хг-х\\гг-2\)

■¿\ • (6) (Г2-ПХ22-г1) г\

ХЬ = Х 1--

7.Ь = г2

[Р2{Х2У2,22)

А(Ха,Уа,га) д В(ХЬ,УЬ,гЬ)

0,2

0.4

0,6

0,8

жг

Рисунок 16 - Схема определения места утечки воздуха из модуля МКС.

Рисунок 17 - Зависимость погрешности Д от соотношения Ъ\!Ъ2

Максимальное смещение истинных координат максимума от измеренных составит )и цифровой обработке половину шага, а именно /г/2. Максимальная погрешность /дет определяться как:

(7)

Длт = ^{Ха-ХЬУ +{Га-УЬУ = Лл/2^

гг-г\ \

—+_

г\ 2

При шаге сканирования равном 15 см, максимальная погрешность составит 12,5 см. В пятой главе приведена конструкция и внешний вид устройства обнаружения гста утечки воздуха из космической станции, рассмотрены конструктивно-:хнологические особенности построения датчиков преобразователя газовых потоков. Приведены описания конструкции датчиков, и всего преобразователя в целом. Внешний вид преобразователя показан на рис.5

Рисунок 18 - Внешний вид преобразователя газовых потоков Преобразователь имеет одно окно для проникновения газа в область ионизации другое окно снабжено насадкой для уточнения места течи. Многопараметрически... датчик обладает следующими параметрами:

Диапазон регистрируемых потоков от 1,6-10"2 Па-л-с"'-м"

Что соответствует течи диаметром 0,1 мм в обшивке толщиной 2 мм при давлени : внутри космического аппарата 1 атм.

Максимальное расстояние регистрации минимального потока при давлении внутр космического аппарата 1 атм., с учетом СВД 2,0

Масса: 0,41

Энергопотребление: 1,5 Е

Габариты: датчиковый блок (в сложенном состоянии) 84x80x66 м

Время автономной работы прибора 3 час

I

2. Основные результаты работы и выводы

1 На основании проведенного анализа произведен выбор наиболее перспективт: средств регистрации места утечки воздуха из космической станции

2 Разработана теоретическая модель объекта исследования для канала и щели с внутренним и сквозным истечением в ЭВТИ.

3 На основе известных методов и устройств, основанных на различных физическ принципах выполнен структурный синтез произвольной совокупности измерительны преобразователей сложных систем, позволяющий найти оптимальную по заданнь . критериям совокупность методов регистрации утечки воздуха из модуля космическ. станции.

4 На основе анализа выбранной системы уравнений и соответствующих устройс разработана математическая модель взаимодействия потока воздуха многопараметрическим устройством регистрации утечки с учетом наличия экране; вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ), позволяющая найти возможности регистрац: утечки воздуха с помощью разработанных аппаратных средств, с учетом шумов:' характеристики собственной внешней атмосферы космического аппарата.

5 Проведены лабораторные эксперименты с датчиками преобразователя (масс-паратор, термопарный и пьезоэлектрический), в вакуумной камере при различных пеканиях воздуха, подтверждающие работоспособность прибора в рассматриваемом тпазоне потоков воздуха.

6 Разработана методика поиска места утечки, позволяющая оптимизировать юцесс обнаружения утечки.

7 Сравнительный анализ теоретических моделей и проведенных экспериментов жазал адекватность разработанной физико-математической модели и правомерность >инятых допущений.

8 Разработаны аппаратные средства регистрации места утечки воздуха из модуля 1Смичеекой станции, на основе многопараметрического преобразователя.

9 Разработан экспериментальный стенд для тарировки устройства в натурных ловиях, позволяющий отработать методику в реальных космических условиях.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях рекомендуемых ВАК России:

1. Семкин, Н.Д. Метод определения места утечки воздуха из модулей космической станции [Текст]/ Н.Д Семкин,К.Е. Воронов, Д.Г. Бобин, А.Н. Занин// Метрология, 2000, №8, с.32

2. Ананьин, A.A. Моделирование процессов утечки газа из модуля космического аппарата [Текст]/ АААнаньин, А.Н.Занин, НД.Семкин//Измерительная техника, 2001, №4, с29-32.

3. Семкин, Н.Д. Прибор для обнаружения места утечки газа из модуля космического аппарата [Текст]/ Н.Д.Семкин, К.Е.Воронов, АН.Занин, А.А.Кириллов//Приборы и техника эксперимента, 2003, №5, с. 141-146

4. Семкин, Н.Д. Методы и средства определения утечки воздуха из модулей космической станции [Текст]/ Н.Д.Семкин,К.Е.Воронов, А.Н.Занин, ИВ.ПияковШриклашияфизика,2006,№2, с.108-121

5. Семкин, Н.Д. Времяпролетный масс-спектрометр для обнаружения места утечки воздуха из модуля космического аппарата [Текст]/ Н.Д.Семкин, А.Н.Занин, ИВ.Пияков, К.Е.Воронов//Приборы и техника эксперимента, 2007, №1, с. 116-120

В других изданиях:

6. Занин,А.Н. Структурный синтез оптимальной информационной системы для контроля параметров микрочастиц [Текст]/ А.Н.ЗанишТПервая международная молодежная школа-семинар "БИКАМП'98". Тезисы докладов. Санкт-Петербург. Издательство Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения, 1998, 86 с.

7. Модель определения места пробоя обшивки космического аппарата. [Текст]/ АААнаньин, А.Н.Занин, НДСемкин //Вестник Самарского Государственного Аэрокосмического Университета имени академика С.П. Королёва. Выпуск 3, Самара, 2000, с. 23 - 28.

8. Многопараметрический преобразователь параметров сгруи газа из модуля космической станции [Текст]/ А.Н.Занин//Вестник Самарского Государственного Аэрокосмического Университета имени академика С.П. Королёва. Выпуск 3, Самара, 2000, с. 40 - 42.

9. Моделирование процессов утечки газа из модуля космического аппарата [Текст]/ АААнаньин, А.Н.Занин, НДСемкин //Вестник Самарского Государственного Аэрокосмического Университета имени академикаСП. Королева. Выпуск 4, Самара, 2000, с. 37 - 43.

10. Занин, А.Н. Ионизационный датчик для регистрации параметров газовой струи из модуля КА [Текст]/ А.Н.Занин//50 студенческая научно-техническая конференция. Тезисы докладов. СГАУ, Самара, 2000 г., с. 43-44.

11. Ананьин, A.A. Перспективы развития времяпролетных масс-спектрометров для исследования пылевых и газовых частиц в космических условиях [Текст]/ А.А.Ананьин, РАПомельников, А.Н.Занин, С.В.Мясников//Международиая конференция. Тезисы докладов. Самара, СГАУ, 2000 г., с. 55.

12. Ананьин, A.A. Оценка влияния возможных утечек воздуха из гермоотсеков на динамику КА "Фотон'Т'Бион" [Текст]/ А.А.Ананьин, А.Н.Занин//Международная конференция. Тезисы докладов. Самара, СГАУ, 2000 г., с. 45.

13. Balakin, V.L. Impact of space debris on international space station: methods and means of detection of a place of depressurization [Текст]/ V.L.Balakin, l.V.Belokonov, N.D.Semkin, K.E.Voronov,

A.N.2anin//Proc. Third European conference on space debris, ESOS, Darmstadt, Germany, 19-2. ma 2001, c.39.

14. Прибор для определения состава газовых потоков [Текст]/ А.Н. Зании, И.В. Пияков// Been. Самарского Государственного Аэрокосмического Университета имени академика С.П. Королев Выпуск5,Самара, 2001, с. 18-21.

15. Математические модели истечения воздуха из модуля космической станции (Текст]/ А.А.Анапьи К.Е.Воронов, А.Н.Занин//Вестник Самарского Государственного Аэрокосмического Универспгс имени академика С П. Королёва. Выпуск 6, Самара, 2001, с. 47 - 56.

16. Воздействие космического мусора на орбитальные пилотируемые космические модули: методы средства обнаружения места разгерметизации [Текст]/ К.Е.Воронов, А.Н.Зани 11.Д.Семкин//Международнал космическая конференция - 2001 "Космос без оружия - apei мирного сотрудничества в XXI веке". Тезисы докладов. -М.: Изд-во МАИ, 2001,204 с.

17. Кудряшов, A.A. Сепарация ионных пакетов во время пролетном масс-спектрометре. [Текс А.А.Кудряшов, А.Н.Занин. XXVII Самарская областная студенческая научная конференция, Сама 18-28 апреля 2001г.

18. Воронов, К.Е Прибор для обнаружения места утечки воздуха из космического аппарата [Текс КЕ.Воропов, А.Н.Занин, И.В.Пияков//У правление движением и навигация летательных аппаратов: с тр. X Всерос. научи.-техн. семинара по управлению движением и навигации летательных аппарате СГАУ, Самара, 2002, с. 256-259.

19. Воронов, К.Е. Прибор для регистрации утечки воздуха из модуля космической станции [Текс К.П.Воронов, А.Н.Занин, Н.Л.Богоявленский/Яретья международная народно-практическ конференция «Современные информационные и электронные технологии». Тезисы доклад! Одесса, Украина, 2002 г., с. 56.

20. Семкин, Н.Д. Многопараметрический преобразователь утечки газа из модуля международн космической станции [Текст]/ Н.Д.Семкин, А.Н.Занин, К.Е.Воронов, М.А.Назим( А.А.Кириллов//Научно-техническая конференция. Датчики и преобразователи информации сист измерения, контроля и управления «Датчик-2003». Тезисы докладов, Москва, 2003г., с. 112.

21. Воронов, К.Е. Обнаружение и регистрация утечки воздуха из международной космической стани [Текст]/ К.Е.Воронов, А.А.Кириллов, А.Н.Занин, И.В.Пияков//Н-я Международная науч! техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов». Тези докладов, Самара, СГАУ, 2003 г. с. 67.

22. Занин, А.Н. Метод и средство регистрации утечки воздуха из модуля космического annapi [Текст]/ А.Н.Занин, К.Е.Воронов, Н.Д.Семю)»//Всероссийская научно-техническая конферени «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций». Тезисы докладов, Самара, СГ/ 2005г., с. 44.

23. Пияков, И.В. Прибор для регистрации места утечки воздуха из Международной космичс« станции [Текст]/ И.В.Пияков, А.Н.Занин//У Международная научно-техническая конфереш «Физика и технические приложения волновых процессов». Тезисы докладов, Самара, СГАУ, 2( г., с. 58.

24. Пияков, И.В. Многопараметрический течеискатель для регистрации мест утечки воздуха международной космической станции [Текст]/ И.В.Пияков, А.Н.Зага VII Международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложи волновых процессов». Тезисы докладов, Самара, СГАУ, 2008 г. с. 68.

25. Пияков, И.В. Многопараметрический течеискатель для регистрации мест утечки воздуха международной космической станции (МКС) [Текст]/ И.В.Пияков, А.Н.Занин// Международ конференция SPEXP. Тезисы докладов, Самара, СГАУ, 2008г., с. 78.

26. Пияков, И.В. Автоматизация процесса поиска места утечки воздуха из модулей космичес станции [Текст]/ И.В.Пияков, А.Н.Занин//Материалы Всероссийской научно-техничес конференции "Актуальные проблемы ракетно-космической техники и es роль в устойчи: социально-экономическом развитии общества", посвященной 50-летию образования ЦСКБ и летию со дня рождения Д.И.Козлова (28 сентября - 3 октября 2009г., г.Самара), под общей ] А.Н.Кирилина, СамНЦ РАН - Самара 2009г., с. 157.

27. Пат. 46128 Российская Федерация, Пылеударный масс-спектрометр [Текст]/ Пияков И.В., Воро К.Е., Занин А.Н., Помельников P.A., бюл, №16 от 10.06.2005.

Отпечатано с готового оригинзп-макета Подписано е печать 25.09.09 Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Тираж 100 экз.

Введение

Глава 1. Методы и средства определения утечки воздуха из модулей космической станции

1.1 Методы на основе использования системы ориентации КА

1.2 Методы на основе использования датчиков микроускорений КА

1.3 Методы на основе переносных датчиков утечки воздуха из КА

1.3.1 Методы на основе применения тепловизора

1.3.2 Методы на основе ионизации атомов и молекул газа

1.3.3 Ионизация электронным пучком

1.3.4 Методы и устройства на основе использования масс-спектрометров

1.3.5 Приборы на основе тонких пленок

1.4 Многоинформативные преобразователи параметров газа из КА 33 Выводы

Глава 2 Теоретические основы построения устройства обнаружения утечки воздуха из модуля космической станции

2.1 Модели истечения газа из замкнутого объема в вакуум

2.1.1 Расчет потока газа через различные типы отверстий без учета структуры потока

2.1.2 Поток газа через отверстие в плоской бесконечно тонкой и не ограниченной по величине пластине

2.1.3 Проводимость длинных каналов с круговым сечением при молекулярных условиях

2.1.4 Поток газа через канал с некруговым сечением и короткие каналы при молекулярных условиях

2.1.5 Поток через длинный канал с круговым сечением при вязкостных условиях

2.1.6 Промежуточные условия

2.1.7 Поток газа через щель

2.1.8 Молекулярные условия течения газа через щель

2.1.9 Вязкостные условия течения газа через щель

2.1.10 Модель истечения газа из отверстия через ЭВТИ

2.2 Определение оптимальной конструкции многопараметрического преобразователя

2.2.1 Синтез многопараметрического преобразователя

2.2.2 Анализ многопараметрического преобразователя

2.2.2.1 Термопарный датчик

2.2.2.2 Времяпролетный масс-анализатор

2.2.2.3 Электретный датчик

2.3 Модель взаимодействия потока воздуха с устройством обнаружения утечки

Выводы

Глава 3 Экспериментальное моделирование взаимодействия прибора для определения параметров утечки воздуха из модуля

3.1 Экспериментальный стенд для проведения исследований процессов взаимодействия потока воздуха с прибором

3.2 Моделирование взаимодействия термопарного датчика с источником течи

3.3 Моделирование взаимодействия микрофонного датчика с источником течи

3.4 Моделирование взаимодействия масс-сепаратора с источником течи

3.5 Моделирование процессов регистрации места утечки воздуха с помощью многопараметрического преобразователя прибора

Выводы

Глава 4 Анализ погрешностей многопараметрического течеискателя

4.1 Классификация погрешностей

4.2 Анализ погрешностей

4.3 Анализ методической погрешности 138 Выводы

Глава 5 Элементы конструкции преобразователя газовых потоков и задачи, решаемые с его помощью

5.1 Конструкция и внешний вид прибора

5.2 Применение времяпролётного преобразователя для решения задачи обнаружения места утечки воздуха из космического аппарата

5.3 Конструкции ионных источников

5.4 Приёмники ионов

5.5 Бортовой натекатель газов 164 Выводы 172 Заключение 173 Список использованных источников

Длительное существование на околоземной орбите обитаемых космических аппаратов и станций (например, МКС, шаттлы), функционирующих в условиях воздействия различных факторов космической среды требует обеспечения их высокой надежности. Возрастающее в последние десятилетия количество космического мусора [10,15,17,42,74], потоков микрометеороидных частиц, а также наличие больших размеров станций увеличивает вероятность их разгерметизации [7, 34,45,66].

Проводимые в настоящее время исследования направлены на создание регистрирующей аппаратуры, с помощью которой определяется место утечки воздуха с внешней и внутренней стороны космического модуля [18,91,92].

В данной работе проводится анализ существующих и разрабатываемых в настоящее время методов и средств определения утечки воздуха из модулей космической станции [28,29,59,62,63,93,99]. Утечка воздуха из гермоот-секов космического аппарата (КА) вызвана следующими факторами:*

1 Воздействие микрометеороидов или орбитальных осколков (космического мусора.)

2 Соударение при стыковке-расстыковке КА.

3 Повреждение корпуса при монтажно-ремонтных работах.

При проектировании аппаратуры необходимо выполнить ряд требований, таких как определение утечки воздуха снаружи модуля, а также при «выходе» экипажа или при использовании манипулятора, причем работу с прибором должен выполнять один космонавт.

Кроме того средства должны позволять определение характеристик источников утечки: а) отверстие (или трещина) в гермокорпусе; б) утечка через уплотнение; в) утечка через иллюминатор и т. д.; г) утечка через клапаны.

Существуют два подхода к решению рассматриваемой проблемы: 1 .Использование стационарных систем, сопряженных с устройствами управления и ориентации КА на основе акселерометров, тепловизоров, и т.д. 2.Использование переносных средств космонавтом.

Выводы

1. Преобразователи газовых частиц могут применяться для поиска места утечки воздуха из международной космической станции и в составе систем контроля за внутренней атмосферой космических аппаратов.

2. Наиболее эффективны ионные источники с накоплением электронов, особенно при ограниченном количестве исследуемого газа и (или) узком выходном окне ионного источника.

3. Приёмники ионов ВЭУ-6 и ВЭУ-7 удовлетворяют требованиям, предъявляемым к приёмникам ионов. ВЭУ-7 имеет более высокую чувствительность и окно приёма, что позволяет применять его в более широких условиях, чес ВЭУ-6.

Заключение

1 На основании проведенного анализа произведен выбор наиболее перспективных средств регистрации места утечки

2 Разработанная теоретическая модель объекта исследования (канала и щели с внутренним и сквозным истечением в ЭВТИ

3 На основе известных методов и устройств, основанных на различных физических принципах выполнен структурный синтез произвольной совокупности измерительных преобразователей сложных систем, позволяющий найти оптимальную по заданным критериям совокупность методов регистрации утечки воздуха из модуля космического аппарата (КА)

4 На основе анализа выбранной системы уравнений и соответствующих устройств разработана математическая модель взаимодействия потока воздуха с многопараметрическим устройством обнаружения утечки с учетом наличия экранно-вакуумной теплоизоляции (ЭВТИ), позволяющая найти возможности регистрации утечки воздуха с помощью разработанных аппаратных средств, с учетом шумовой характеристики собственной внешней атмосферы космического аппарата

5 Проведены лабораторные эксперименты с датчиками преобразователя (масс-сепаратор, термопарный и пьезоэлектрический), в вакуумной камере при различных натеканиях воздуха, подтверждающие работоспособность прибора в рассматриваемом диапазоне потоков воздуха

6 Разработана методика поиска места утечки, позволяющая оптимизировать процесс утечки

7 Анализ погрешностей показал, что основным видом погрешности является методическая и зависит от типа и геометрии источника течи

8 Сравнительный анализ теоретических моделей и проведенных экспериментов показал адекватность разработанной физико-математической модели и возможность принятых допущений

9 Разработаны аппаратные средства регистрации места утечки воздуха из модуля космической станции, на основе многопараметрического преобразователя

10 Разработан экспериментальный стенд для тарировки устройства натурных условиях, позволяющий отработать методику в реальных космических условиях

1. Агейкин, Д.И. Датчики контроля и регулирования:Справочные материалы Текст./ Д.И. Агейкин, Е.Н.Костина, Н.Н.Кузнецова. -М.: Машиностроение. 1965г. -928 с.

2. Айзенштат, И.И. Теплотехнический справочник. Том 1 Текст./ под. ред. И.И.Айзенштат. —М.: Госэнергоиздат, 1957 — 728 с.

3. Аммовецкий, И.В. Электронные пучки и электронные пушки Текст./ И.В.Аммовецкий. — М.: Атомиздат, 1977 г. — 456 с.

4. Ананьин, А.А. Модель определения места пробоя обшивки космического аппарата Текст./ А.А.Ананьин, А.Н.Занин, Н.Д.Семкин //Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва. Выпуск 3, Самара, 2000, с. 23 28.

5. Ананьин, А.А. Оценка влияния возможных утечек воздуха из гермоотсеков на динамику КА "Фотон'У'Ъион" Текст./ А.А.Ананьин, А.Н.Занин. Международная конференция, Самара, 25-30 июня 2000 г

6. Ананьин, А.А. Перспективы развития времяпролетных масс-спектрометров для исследования пылевых и газовых частиц в космических условиях Текст./ А.А.Ананьин, Р.А.Помельников, А.Н.Занин, С.В.Мясников. Международная конференция, Самара, 25-30 июня 2000 г.

7. Аш, Ж. Датчики измерительных систем Текст./ Ж.Аш М.: Мир, 1992. 576 с.

8. Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны Текст./ Г.Ёиркгоф, Э.Сарантонелло. -М.: Мир, 1964

9. Больцман, Л. Избранные труды. Молекулярно-кинетическая теория газов Текст./ Л.Больцман. -М.: Наука 1984. 590 с.

10. Больцман, Л. Лекции по теории газов Текст./ Л.Больцман. -М.: Гос.изд-во технико-теоретической литературы, 1953г. —555 с.

11. Борен, К. Поглощение и рассеяние света малыми частицами Текст./ К.Борен, Д.Хафмен.-М.:Мир. 1986.-723с

12. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов Текст./ Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. -М.: Наука 1982г., 544 с

13. Вернов, С.Н. Модель космического пространства Текст./ Под ред. Ак. Вернова С.Н., М: Издательство МГУ, 1983, с.281.

14. Виглеб, Г. Датчики. Устройство и применение Текст./ Г.Виглеб. — М.: «Мир» 1989, -196с.

15. Герштейн, Г.Н. Моделирование полей методом электростатической индукции Текст./ Г.Н.Герштейн. -М.: Наука,-316с.

16. Гиршфельдер, Дж. Молекулярная теория газов и жидкостей газа Текст./ Дж.Гиршфельдер, Ч.Кертисс, Р.Берд —М.: Изд.иностранной литературы, 1961г. 929с.

17. Грин, Б.Д.Окружающая среда КЛАМИ "СПЕЙС ШАТТЛ": газы, макрочастицы и свечения Текст./ Грин Б.Д., Коледопия Дж.Э., Уилкерсон Т.Д. //Аэрокосмическая техника, №9, 1986, с. 130-147

18. Грошковский, Я. Техника высокого вакуума Текст./ Я.Грошковский. -М.: Мир, 1975 г. 624 с.

19. Девятков, Н.Д. Тепловизионные приборы и их применение Текст./ Н.Д.Девятков, А.Г.Жуков, А.Н.Горюнов, А.А.Кальфа. М.: Радио и связь, 1983 г.-168 с.

20. Делоне, Н.Б. Атом в сильном световом поле Текст./ Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов. — М.: Энергоатомиздат, 1984 г. — 224 с.

21. Делоне, Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом: курс лекций. Учебное руководство Текст./ Н.Б.Делоне. — М.: Наука, 1989 г. -280 с.

22. Занин, А.Н. Ионизационный датчик для регистрации параметров газовой струи из модуля КА Текст./ А.Н.Занин. 50 студенческая научно-техническая конференция, Самара, 1-3 марта 2000г.

23. Занин, А.Н. Метод и средство регистрации утечки воздуха из модуля космического аппарата Текст./ А.Н.Занин, К.Е.Воронов,

24. Н.Д.Семкин. Всероссийская научно-техническая конференции "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций", Самара, 12-13 мая 2005г.

25. Занин, А.Н. Многопараметрический преобразователь параметров струи газа из модуля космической станции Текст./ А.Н.Занин // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва. Выпуск 3, Самара, 2000, с. 40 42.

26. Занин, А.Н. Моделирование процессов утечки газа из модуля космического аппарата Текст./ А.Н.Занин, А.А.Ананьин, Н.Д.Сёмкин// Измерительная техника, №4, 2001 г., с.29-32.

27. Занин, А.Н. Прибор для определения состава газовых потоков Текст./ А.Н. Занин, И.В. Пияков // Вестник Самарского Государственного Аэрокосмического Университета имени академика С.П. Королёва. Выпуск 5, Самара, 2001, с. 18-21.

28. Иногамов, Н.А. Эмиссия вещества при гиперскоростном ударе Текст./ Н.А.Иногамов, С.И.Анисимов, -С.Б.Житенев //НСТФ,1991,Т.99, Вып.6,с.1699.

29. Казарян, А.А. Пленочные датчики давления Текст./ А.А.Казарян. Изд.: Бумажная галерея, 2006 г. —320 стр.

30. Каратаев, В.И. Новый принцип фокусировки ионных пакетов во времяпролётных масс-спектрометрах Текст./ В.И.Каратаев, Б.А.Мамырин, Д.В.Шмикк //ЖТФ, т. 41, вып. 7, 1971г., с. 1498-1501

31. Коган, М.Н. Динамика разреженного газа Текст./ М.Н.Коган. -М.: Наука, 1967 г. 440 с.

32. Кошмаров, Ю.А. Прикладная динамика разреженного газа Текст./ Ю.А.Кошмаров, Ю.А.Рыжов. -М.: Машиностроение, 1977. -232с.

33. Криксунов, JI.3. Приборы ночного видения Текст./ Л.З.Криксунов. Киев: Техника, 1975 г. - 215 с.

34. Криксунов, JI.3. Справочник по основам информационной техники Текст./ Л.З.Криксунов.- М.:Сов.Радио, 1978 г. 400с.

35. Кудряшов, А.А. Сепарация ионных пакетов во время пролетном масс-спектрометре Текст./ А.А.Кудряшов, А.Н.Занин. XXVII Самарская областная студенческая научная конференция, Самара 18-28 апреля 2001г.

36. Лебединец В.Н. Аэрозоль в верхней атмосфере и космическая пыль. Л.: Гидрометиздат, 1981.257с.

37. Летоков, B.C. Лазерная фотоионизационная спектроскопия Текст./ B.C.Летоков М.: Наука, 1987 г. - 320 с.

38. Малов, В.В. Пьезорезонансные датчики Текст./ В.В.Малов. -М.:Энергоатомиздат, 1989г,-272с.

39. Масевич, А.Г. Столкновение в околоземном пространстве (космический мусор). Сб. научн. трудов Текст./ Под. ред. А.Г. Масевича -М: Космоинформ, 1995г., 250 с.

40. Молоковский С.И., Сушков А.Д. Интенсивные электронные и ионные пучки Текст./ С.И.Молоковский, А.Д.Сушков — М.: Сов. Радио., 1966 г.-456 с.

41. Новиков, Л.С. Масс-спектрометрия ионов, эмитируемых при соударении микрометеорных частиц с материалами Текст./ Л.С.Новиков, Н.Д.Сёмкин, В.С.Куликаускас //Физика и химия обработки материалов №6, 1989 г.

42. Пияков, И.В. Многопараметрический течеискатель для регистрации мест утечки воздуха из международной космической станции (МКС) Текст./ И.В.Пияков, А.Н.Занин. //Международная конференция. Тезисы докладов. SPEXP, Самара, 2008г. с.98.

43. Пияков, И.В. Моделирование электрического поля ускоряющего промежутка времяпролётного масс-спектрометра Текст./ И.В. Пияков, Н.Д. Сёмкин// Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов, Красноярск, ИПЦ КГТУ, 2002, с.128-133.

44. Поттер, А.Э. Измерение характеристик космического мусора Текст./А.Э.Поттер //Аэрокосмическая техника, №1, 1989, с. 143-145.

45. Прохоров, А.М.Справочник по лазерам. Т.1 Текст./ под ред. А.М.Прохорова. -М.: Сов. Радио. 1976 г. 330с.

46. Рамендик, Г.И. Механизмы ускорения ионов в плазме вакуумного искрового разряда Текст./ Рамендик Г.И., Сысоев А.А., Олейников В.А. и др. //Письма в ЖТФ, 1979, т. 5, вып. 19, с. 1203-1206

47. Розеншер, Э. Оптоэлектроника Текст./ Э. Розеншер, Б. Винтер. Изд.: Техносфера, 2006 г. -592 с.

48. Сафронов, Ю.П. Информационная техника в космосе Текст./ Ю.П.Сафронов, Ю.Г.Андрианов, Д.С.Иевлев. -М.: Воениздат, 1963 г. -273 с.

49. Сёмкин, Н.Д. Анализ методов регистрации высокоскоростных пылевых частиц и их структурный синтез Текст./ Н.Д.Сёмкин// ВИНИТИ, №8566-В87, Куйбышев, 1987г., 37 с.

50. Семкин, Н.Д. Времяпролетный масс-спектрометр для обнаружения места утечки воздуха из модуля космического аппарата Текст./ Н.Д.Сёмкин,

51. А.Н.Занин, И.В.Пияков, К.Е.Воронов // Приборы и техника эксперимента,2007, №1,с.116-120

52. Сёмкин, Н.Д. Датчик состава газов на основе времяпролётного масс-спектрометра в режиме сепарации масс Текст./ Н.Д. Сёмкин, И.В. Пияков. -М.: МГИЕМ, 2003, с. 236-238.

53. Сёмкин, Н.Д. Детектор микрометеороидных и техногенных частиц Текст./ Н.Д.Семкин, К.Е.Воронов, С.В.Ротов// Измерительная техника. 1999.№8. с.45

54. Сёмкин, Н.Д. Исследование характеристик конденсаторного датчика для регистрации твердых частиц с помощью импульсного лазера Текст./ Н.Д;Семкин //Изв.вузов СССР. Сер. Приборостроение.-1986.-Т. XXIX, N8. -с.60-64.

55. Сёмкин, Н.Д. Метод определения места утечки воздуха из модулей космической станции Текст./ Н.Д.Сёмкин, К.Е.Воронов, Д.Г.Бобин, А.Н.Занин//Метрология, 2000г, №8, с.32-39.

56. Сёмкин, Н.Д. Методы и средства определения утечки воздуха из модулей космической станции Текст./ Н.Д.Семкин, К.Е.Воронов, А.Н.Занин, И.В.Пияков. // Прикладная физика, 2006, №2, с. 108-121

57. Семкин, Н.Д. Многопараметрический преобразователь для регистрации места утечки воздуха из Международной космической станции Текст./ Н.Д.Семкин, И.В.Пияков, А.Н.Занин// Приборы и техника эксперимента, 2009, №5, с. 141-146

58. Сёмкин, Н.Д. Моделирование влияния факторов антропогенного загрязнения околоземного космического пространства на элементы конструкций и систем космических аппаратов Текст./ Н.Д. Сёмкин //

59. Тр.Всесоюз. научно-практ.конф. Тезисы докладов. Л.гГидрометиздат. 1990. с.31-36.

60. Сёмкин, Н.Д. Моделирование ионных пакетов в преобразователе газовых потоков времяпролётного типа Текст./ Н.Д.Сёмкин, И.В.Пияков// Физика волновых процессов и радиотехнические системы, №3, т.6, 2003 г., с. 80-85.

61. Сёмкин, Н.Д. Перспективы развития времяпролётных масс-спректрометров для анализа газовых и пылевых частиц Текст./ Н.Д.Сёмкин, И.В.Пияков// Прикладная физика, №2, 2002г., с. 24-42.

62. Сёмкин, Н.Д. Прибор для обнаружения места утечки воздуха из Международной космической станции Текст./ Н.Д.Сёмкин, В.Л.Балакин, К.Е.Воронов, И.В.Пияков// Авиакосмическое приборостроение, №7, 2003 г., с. 29-35. .

63. Сёмкин, Н.Д.-- Прибор для обнаружения места утечки газа из модуля космического аппарата Текст./ Н.Д.Сёмкин, К.Е.Воронов,

64. A.Н.Занин, А.А.Кириллов //Приборы и техника эксперимента, 2003, №5, с. 141-146

65. Сёмкин, Н. Д. Проводимость ударно-сжатого канала пленочной МДМ-структуры в режиме стационарного свечения Текст./ Н.Д. Сёмкин, К.Е. Воронов, Н.Л. Богоявленский // ЖТФ. 2007. Т. 77. Вып. 1. С. 85-89.

66. Сёмкин, Н.Д. Проектирование масс-спректрометров для космических исследований Текст./ Н.Д.Сёмкин//Учебное пособие, Самара: СГАУ, 2000 г. -164 с.

67. Сёмкин, Н.Д. Пространственно-временная фокусировка ионов, выталкиваемых из протяженной области ионизации Текст./ Н.Д.Сёмкин,

68. B.П.Глащенко //ЖТФ, 1987, Т.57.-Вып.10,-с.1142-1145.

69. Сёмкин, Н.Д. Пыль в атмосфере и околоземном космическом пространстве. Материалы научных съездов и конференций Текст./ Н.Д.Сёмкин //-М. :Наука, 1973 .-311 с.

70. Сёмкин, Н.Д. Расчет ионного спектра, образованного ударной плазмой во времяпролетном масс-спектрометре Текст./ Н.Д.Семкин, Г.Я.Юсупов. Куйбышев.-1985,с. 135-139.

71. Сёмкин, Н.Д. Система определения утечки воздуха из модуля космической станции Текст./ Н.Д.Сёмкин, Ю.А.Горелов/ЛЗестник СГАУ, Сер.Актуальные проблемы радиоэлектроники. Вып.1., Самара, 1999г., с.28-30.

72. Сёмкин, Н.Д. Устройство для определения химического состава пылевых частиц Текст./ Н.Д.Сёмкин, В.А.Бочкарев, Г.Я.Юсупов// Метрология. 1988, №1, с. 50-58.

73. Силин, В.П. Введение в кинетическую теорию газов Текст./ В.П.Силин -М.:Изд. Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, 1998г. 338с.

74. Сысоев, А.А., Введение в масс-спректрометрию Текст./ А.А.Сысоев, М.С.Чупахин. М.: Атомиздат, 1977 г. -302с.

75. Фрайден, Дж. Современные датчики. Справочник Текст./ Дж.Фрайден. Изд.: Техносфера, 2006 г. -592с.

76. Хаппель, Дж. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса Текст./ Дж.Хаппель, Г.Бреннер. -М.: Мир, 1976

77. Холпанов, Л.П. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела Текст./ Л.П.Холпанов, В.Я.Шкадов. -М.: Наука, 1990. -230с.

78. Хорст, К. Справочник по физике Текст./ К.Хорст. -М.: Мир, 1985 г. 520 с.1

79. Шарапов, В. Пьезоэлектрические датчики Текст./ В. Шарапов, М. Мусиенко, Е. Шараповаерия: Изд.: Техносфера, 2006 г. -632 с.

80. Шидловский, В.П. Вычислительные методы в динамике разреженных газов Текст./ В.П.Шидловский. М.: Мир, 1969 г. - 276 с.

81. Adams, N. G. Studies of microparticle impact phenomena Leading to the development of a highey sensitive micrometeoroid Detector Текст./ Adams N. G., Smith D.// Planet and Space Sci. 1971. V. 19. P. 195-204.

82. Bring, E. R. Micrometeorite measurements from 1958 al-pha and gaщma satellites Текст./ E. R. Bring// Planet and Space Sci. 1959. V. 1. № 1. pp. 27-31.

83. Einhhorn, G. Measurements of the light flach produced by high velocity particle impact Текст./ Einhhorn G. // Planet. Space Sci. 1959. p. 771.

84. Lee, Y.W. The Application of Correlation Functions in the Detection of Small Signals in Noise Текст./ Y.W. Lee, T.P Cheatham Jr., J.B. Wiesner// Technical Report, №41, Massachusetts Institute of Technology, 1949.

85. Roberts, Ron. Leak detection in manned spacecraft using structure-borne noise Текст./ Ron Roberts, Dale E. Chimenti, Stephen D., Holland, //Applied Physics Letters, April 2005, Volume 86, Issue 17, pp. 70-78.

86. Stephen, D. An ultrasonic array sensor for spacecraft leak detection finding Текст./ Stephen D. Holland, Ron Roberts, D.E. Chimenti, Jun Ho Song// Ultrasonics, № 45, 2006, pp.121-126.

87. Stephen, D. Distributed-sensor ultrasonic spacecraft leak detection using structure-borne noise Текст./ Stephen D. Holland, R. A. Roberts, D. E. Chimenti, M. Strei//Applied Physics Letters, April 2005, Volume 6, Issue 2, pp. 21-29/

88. Stephen, D. Locating air leaks in manned spacecraft using structure-borne noise Текст./ Stephen D. Holland, D. E. Chimenti, R. A. Roberts, M. Strei// The Journal of the Acoustical Society of America, Jun, 2007, p. 121.

89. Stephen, D. Two-sensor ultrasonic spacecraft leak detection using structure borne noise Текст./ Stephen D. Holland, R. A. Roberts, D. E. Chimenti, M. Strei// Acoustical Society of America, April 2005, pp. 63-68

90. Пат. 2112946 Российская Федерация, Способ контроля герметичности в атмосферных условиях крупногабаритных космических аппаратов Текст./ Липняк Л.В., Ольшанский В.А., Щербаков Э.В.; Заявитель и патентообладатель, Бюл.№15. с. 123.

91. Пат. 46128 Российская Федерация, Пылеударный масс-спектрометр Текст./ И.В.Пияков, К.Е. Воронов, А.Н.Занин, Р.А.Помельников. бюл, №16 от 10.06.2005.

92. Пат. 1691905 Российская Федерация, Способ формирования массовой линии во времяпролетном масс-спектрометре Текст./ Семкин Н.Д., Юсупов Г.Я. и др., Бюл. № 42 от 15.11.91.

93. Пат. 2239909 Российская Федерация, Масс-спектрометр газовых частиц Текст./ Семкин, Н.Д., Воронов К.Е., Пияков И.В., Помельников Р.А. МПК H01J 49/40 // БИ. 2004. №31. с. 10