Насосы KNF, отличающиеся чрезвычайной надежностью и длительным эксплуатационным ресурсом, никог...
Вакуумные насосы и системы KNF используются в научных исследованиях в Университете им. Фридриха-Александр...
Читать дальше
Каждый день шесть космонавтов на борту Международной космической станции (МКС) проносятся сквозь пространство и время со скоростью 28000 км/ч, совершая новый и новый виток вокруг Земли. 16 раз за сутки. Возможность выживания экипажа обеспечивается только благодаря тому, что их летящее «жилое и рабочее пространство» сконструировано специально для самых экстремальных условий. МКС дает необходимую стабильность, ее корпус и остекление защищают от жара, холода и потери давления, а системы жизнеобеспечения привносят земной комфорт в условия существования в космосе. От надежности всех систем и компонентов зависит жизнь космонавтов.
Благодаря рекомендации одного из наших партнеров мы получили запрос на создание насоса для рециркуляции использованного воздуха на МКС. Техническое задание для такого проекта содержит огромное количество требований, включая необходимость точной координации всех действий с партнерами.
Наша команда инженеров ответила на вызов и приняла участие в разработке жидкостного насоса совместно с Airbus Defence and Space, продлившейся четыре года. Компания Airbus Defence and Space, входящая в группу Airbus, специализируется на разработках для военной авиации, военных и гражданских аэрокосмических систем, а также сенсорной и коммуникационной техники для нужд обороны и безопасности.
Разработка насоса для открытого космоса продлилась до 2018 года. В итоге два наших устройства стали частью новой установки Life Support Rack. Эта установка, также известная как Advanced Closed Loop System (ACLS), предназначена для удаления углекислого газа из воздуха внутри космического аппарата и воспроизводства кислорода для экипажа по принципу электролиза. Новая система ACLS была установлена на модуле Destiny немецким космонавтом ЕКА Александром Герстом 2 ноября 2018 года, в ходе его полета в составе экипажа МКС.
Два мембранных насоса нашли применение в составе электролизатора, осуществляющего расщепление воды на кислород и водород. Насосы перекачивали воду, доставленную на МКС, из пластиковых контейнеров в систему ACLS. Для получения кислорода углекислый газ, извлекаемый из воздуха в кабине, сначала перерабатывался в метан и воду. Необходимый для этого процесса водород, в свою очередь, производился путем расщепления молекулы воды с высвобождением энергии. Такой электролитический процесс позволил получать пригодный для дыхания кислород из воды.
Рециркуляция кислорода позволяет сократить доставку воды на 450 килограмм в год
По данным Airbus система, рассчитанная на экипаж из трех космонавтов, позволит ежегодно экономить 450 килограмм на доставке воды на станцию. С учетом стоимости одного килограмма груза, составляющей 33000 евро, система ACLS обеспечит сокращение расходов примерно на 15 миллионов евро. При работе на полную мощность ACLS извлекает 3 кг CO2 и производит 2,5 кг кислорода и 1,2 кг воды в день.
В космической экспедиции должны применяться только абсолютно надежные компоненты и системы, чтобы всегда гарантировать безопасность всех процессов. Поэтому к конструкции насосов предъявлялись соответствующие высочайшие требования. Ведь на высоте 400 километров над землей невозможно выполнить замену неисправного компонента в короткие сроки.
Разработчики сознательно выбрали хорошо зарекомендовавший себя на земле жидкостной насос, отличающийся крайне малым размером, высокой мощностью, долговечностью и эффективностью. Однако новые технические требования поступали снова и снова в течение 48 месяцев. Перед командой инженеров была поставлена задача сохранить основные компоненты, используемые в стандартных насосах и обеспечивающие их надежность, но при этом внести существенные изменения в конструкцию, чтобы насосы смогли работать в космосе. Насос претерпел несколько изменений: корпус был выполнен из нержавеющей стали, оптимизирован вакуумный шарикоподшипник, а для подачи жидкости разработаны нержавеющие стальные соединительные элементы. Дополнительным вызовом для разработчиков стало решение проблемы интеграции компактного приводного двигателя.
Такие амбициозные цели расширяют границы наших конструктивных возможностей, чтобы затем мы могли применять все их преимущества в рамках других проектов по всему миру. И большинство из этих проектов становятся настоящими историями успеха. Такими как эта история космических насосов.
