Vesmírná tribologie - Space tribology
Vesmírná tribologie je obor v oboru tribologie která se zabývá tribologickými systémy pro kosmická loď aplikace.[1] Výzkum v této oblasti si klade za cíl navrhnout spolehlivé tribologické systémy, které vydrží drsné podmínky prostředí vesmíru.
Výzvy
Kromě pravidelného tribologického stresu prvky stroje pro vesmírné aplikace musí vydržet drsné prostředí během zahájení a dál obíhat. Zejména kritické tribosystém vstupy jsou:[2]
- náhodné vibrace a akustický hluk v době zahájení, což vede k vysokému přechodnému zatížení a vysokofrekvenčnímu pohybu s nízkou amplitudou, který může způsobit vztekat se
- extrémní teploty a teplota fluktuace, "od kryogenní teplota na několik stovek stupňů Celsia ".[2] To může vést k drastickým změnám ve vlastnostech materiálu, zejména v případě maziva.
- vakuum řádově 10−7 do 10−13 mbar, vedoucí k vypařování maziv. To může způsobit obojí mazání porucha a kontaminace citlivých nástrojů.
- záření, který se zhoršuje maziva a další nekovové součásti (ačkoli maziva jsou zřídka vystavena přímému záření)
Maziva pro vesmírné aplikace
Tekutá maziva
Tekutá maziva pro vesmírné aplikace musí být nízká tlak páry (volatilita), aby vydržely vysoké hodnoty vakuum na oběžné dráze. Mezi vhodná maziva patří perfluorpolyethery, cyklopentany a polyalfaolefiny, většinou ve formě základní oleje pro mazací tuk.[2]
Vzhledem k tomu, míra vypařování se zvyšuje s teplotou, použitím kapaliny maziva je často omezena na teploty pod 100 ° C. Na druhé straně spektra je viskozita kapalných maziv se zvyšuje s klesající teplotou; tj. čím nižší teplota, tím viskóznější mazivo (viz také index viskozity ). Proto je použití kapalných maziv omezeno na teploty kolem -40 ° C.[2]
Tuhá maziva
Tuhá maziva se používají pro aplikace s extrémními teplotami nebo tam, kde by odpařování maziv způsobilo poškození citlivých nástrojů.
Tuhá maziva se nanášejí ve formě nátěry nebo prostřednictvím samomazné materiály. V prvním případě prskal disulfid molybdenu (MoS2) a iontově pokovené Vést (Pb) se běžně používají; v druhém případě polyimid kompozitní materiály na bázi polytetrafluorethylen (PTFE) jsou často používány, stejně jako olovnaté bronz.[2]
Aplikace
Vesmírná tribologie zajišťuje spolehlivý provoz mechanismy na palubě kosmické lodi, do které lze obecně seskupit jednorázová zařízení (například nasaditelný solární panely, nasaditelný antény a sluneční plachty ), a nepřetržitě a přerušovaně pracující zařízení (jako reakční kola, elektromotory a sběrací kroužky ).[3]
Reference
- ^ W.R.Jones, Jr., M.J.Jansen (2000). "Vesmírná tribologie" (PDF). NASA / TM-2000-209924.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ A b C d E Roberts, E W (2012). „Vesmírná tribologie: její role v mechanismech kosmických lodí“. Journal of Physics D: Applied Physics. 45 (50): 503001. Bibcode:2012JPhD ... 45X3001R. doi:10.1088/0022-3727/45/50/503001.
- ^ Aglietti, Guglielmo S. (2011). "Mechanismy kosmických lodí". Ve Fortescue, Peter; Swinerd, Graham; Stark, John (eds.). Systémové inženýrství kosmických lodí. John Wiley & Sons, Ltd., str. 495–526. doi:10.1002 / 9781119971009.ch15. ISBN 9781119971009.