Космическая трибология - Space tribology

Космическая трибология - это дисциплина в области трибологии, которая занимается трибологическими системами для космических аппаратов . Исследования в этой области направлены на создание надежных трибологических систем, способных противостоять суровым условиям космоса .

Вызовы

Помимо обычных трибологических нагрузок, элементы машин для космического применения должны выдерживать суровые условия во время запуска и на орбите . В частности, важнейшими входами трибосистемы являются:

Смазки для космического применения

Жидкие смазки

Жидкие смазочные материалы для космического применения должны иметь низкое давление пара (летучесть), чтобы выдерживать высокий вакуум на орбите. Подходящие смазочные материалы включают перфторполиэфиры , циклопентаны и полиальфаолефины , в основном в виде базовых масел для консистентной смазки .

Поскольку скорость испарения увеличивается с температурой, использование жидких смазочных материалов часто ограничивается температурами ниже 100 ° C. С другой стороны, вязкость жидких смазочных материалов увеличивается с понижением температуры; т. е. чем ниже температура, тем более вязкая смазка (см. также индекс вязкости ). Таким образом, использование жидких смазочных материалов ограничено температурами около -40 ° C.

Твердые смазки

Твердые смазочные материалы используются для приложений с экстремальными температурами или там, где испарение смазочных материалов может вызвать повреждение чувствительных инструментов.

Твердые смазки наносятся в виде покрытий или через самосмазывающиеся материалы . В первом случае обычно используются распыленный дисульфид молибдена (MoS 2 ) и свинец с ионным покрытием (Pb); в последнем случае часто используются полиимидные композиционные материалы на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ), а также свинцовая бронза .

Приложения

Космическая трибология обеспечивает надежную работу механизмов на борту космического корабля, которые можно в целом сгруппировать в одноразовые устройства (например, развертываемые солнечные панели , развертываемые антенны и солнечные паруса ), а также устройства, работающие непрерывно и периодически (такие как реактивные колеса , электродвигатели и т. Д.). контактные кольца ).

Рекомендации

  1. WR Jones, Jr., MJ Jansen (2000). «Космическая трибология» (PDF) . НАСА / ТМ-2000-209924 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ а б в г д Робертс, EW (2012). «Космическая трибология: ее роль в механизмах космических аппаратов» . Журнал физики D: Прикладная физика . 45 (50): 503001. Bibcode : 2012JPhD ... 45X3001R . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 45/50/503001 .
  3. ^ Aglietti, Гульельмо S. (2011). «Механизмы космических аппаратов». В Фортескью, Питер; Суинерд, Грэм; Старк, Джон (ред.). Системотехника космических аппаратов . John Wiley & Sons, Ltd., стр. 495–526. DOI : 10.1002 / 9781119971009.ch15 . ISBN   9781119971009 .