Повышение стойкости космических летательных аппаратов к воздействию факторов электризации

• Автор: Саенко, Владимир Степанович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 236 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ КЛА И ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С МИНИМИЗАЦИЕЙ ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Общие положения
1.2. Виды ЭСР
1.3. Физические процессы, ответственные за электризацию КА
1.4. Результаты лабораторного моделирования
1.5. Методика регистрации ЭСР
1.6. Электростатический разряд и его природа
1.6.1. Электрический пробой в жидкости
1.6.2. Особенности разряда в твердом теле
1.6.3. Электрический разряд в вакууме
1.6.4. Особенности ЭСР при радиационном заряжении
1.7. Токовые неустойчивости в корпусе КА, связанные с ЭСР
1.7.1. Обоснование для применения аппаратуры имитирующей

1.7.1.1. Модель воздействия поражающих факторов ЭСР на бортовую аппаратуру КА
1.8.Описание электростатического разряда
1.8.1. Воздействие электростатических разрядов на кабельные сети
1.8.1.1. Воздействия ЭМИ
1.8.1.2. Воздействие магнитного поля
1.8.1.3. Воздействие электрического поля
1.8.1.4. Непосредственное воздействие разряда на кабель
1.8.2.Утечки в разъемах
1.8.3. Разряды в блоке электроники
1.8.4. Помехи в блоке электроники, вызывающие сбои в работе или выгорание отдельных элементов
1.9. Выводы

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ РАДИАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ПОЛИМЕРОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ
2.1. Объекты и методы исследования РЭ полимеров (обзор экспериментальных результатов) '
2.1.1. Установка для исследования РИЭ полимеров под действием низкоэнергетических электронов
2.2. Установка для исследования РИЭ полимеров под действием электронов с энергией 8 МэВ
2.3. Установка для исследования РИЭ полимеров под действием импульсного гамма-нейтронного излучения
2.4. Сравнительные исследования радиационной электропроводности полимеров под действием ионизирующих излучений различных видов
2.5. Трековая модель радиационной электропроводности
2.6. Исследование температурной зависимости радиационной электропроводности полимеров
2.7. Исследования радиационной электропроводности полимеров
при фоторадиационном воздействии
2.8. Выводы
ГЛАВА 3. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КЛА
3.1. Качественный критерий выбора полимерных материалов внешней поверхности КЛА
3.2. Исследование радиационной и пост-радиционной электропроводности полиимидов, облученных в вакууме электронами низких энергий
3.3 .Выводы

ГЛАВА 4. СТРУКТУРНАЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ КЛА
4.1. Принцип построения модели переходных токов
4.2. Трансляция элементов аппаратов в составные части СЭМ
4.2.1. База данных
4.3. Составление эскизных чертежей мозаики внешней поверхности аппарата
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. КОМПЛЕКС АППАРАТУРЫ ДЛЯ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ КЛА НА СТОЙКОСТЬ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РАЗРЯДАМ "ДУГА-МИЭМ"
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА 2СИ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Согласно [2] мощность дозы высокоэнергетичных частиц на ГСО составляет в среднем 1СГ3 Гр/с. Если суммарная электропроводность материала превышает 10'13 Ом'1 м'1, то напряженность внутреннего электрического поля в диэлектрике окажется ниже 107 В/м и электрический пробой станет невозможным (в хороших диэлектриках типа Тефлон, Майлара и Кантона электрическая прочность не ниже 108 В/м). Темновая проводимость Кантона в сильных полях >10"13 Ом'ГТ1, так что в нем ЭСР исключены. В Майларе и Тефлоне темновая электропроводность <10'16 Ом'1 -м'1, и радиационная электропроводность при мощности дозы 10° Гр/с не превышает 10'15 Ом"1 м"1, так что следует ожидать развития ЭСР в покрытиях на основе этих полимеров [10].
Здесь еще следует иметь в виду возможность протекания токов, ограниченных объемным зарядом (ТОПЗ), которые могут снять часть избыточного отрицательного заряда с поверхности диэлектрика на корпус. Однако большинство диэлектриков (Каптон, Тефлон, полистирол и т.д.) являются дырочными диэлектриками (электроны в них неподвижны), и только в Майларе и стекле возможна электронная проводимость (и только в этих материалах можно говорить об инжекционныхтоках) [10].
И, наконец, следует рассмотреть и еще один процесс, также приводящий к снижению уровня электризации КА - это фотоионизация и ионизация электронным ударом собственной внешней атмосферы (СВА) космического аппарата. Образующиеся при этом положительные ионы притягиваются к отрицательно заряженной поверхности и частично нейтрализуют отрицательный заряд на ней. Однако роль этого процесса не следует преувеличивать, поскольку на свету (когда фотоионизация, собственно говоря, и имеет место) потенциал освещенных участков КА и без того будет близок к нулю из-за фотоэмиссии электронов с поверхности. В тени ионизация СВА электронным ударом малоэффективна, вследствие низкой плотности молекул СВА (давление на уровне 10"2 -10ч Па).