Широкое применение листовых элементов в конструкции.
РН и КА состоят из герметичных и негерметичных отсеков, обшивки которых сделаны из металлических или неметаллических (пластиковых, композиционных) листовых материалов. Так оболочка баков и жилых отсеков должна иметь минимальную массу, в то же время выдерживать все нагрузки, действующие на нее. Такую оболочку называют обечайкой, и одна из сторон ее имеет вид вафельной поверхности. Эту обечайку изготавливают из алюминиевых сплавов по специальной технологии.
Для негерметичных (сухих) отсеков используют тонкую, гладкую с двух сторон металлическую обшивку. Она изнутри подкреплена стрингерами и шпангоутами. Такой отсек получается относительно нетяжелый и одновременно прочный и жесткий.
Головные обтекатели, расположенные наверху РН и прикрывающие полезный груз при выведении в космос, как правило, делаются из трехслойной композиционной оболочки – две тонкие обшивки и соты между ними. Эти трехслойные оболочки делаются из стеклопластика или углепластика, что дает минимальную массу при высокой прочности и жесткости.
Все эти перечисленные металлические и неметаллические обшивки и обечайки необходимо изготовить. Для этого используют различное технологическое оборудование и создают технологические процессы, где указана вся последовательность технологических операций.
Изготовить только обшивку недостаточно, так как она лишь часть отсека. В отсеке она соединяется с другими частями обшивки и с многочисленными деталями отсека. Соединение производится различными способами. Так баки и жилые отсеки должны быть герметичны. Герметичность наиболее эффективно достигается сваркой. Создают необходимое сварочное оборудование и технологические процессы, кроме этого материал обечайки должен хорошо свариваться. Негерметичные отсеки собирают с помощью заклепок, винтов, болтов и гаек. Сборку производят в стапеле.
Таким образом, в конструкции РН и КА листовые элементы применяются очень широко, что требует создания соответствующих технологического оборудования и технологических процессов.
Система испытаний.
Для РН и КА проводят большое число испытаний. Испытание – это имитация на земле на специальных стендах условий полета. Если РН или КА выдерживает такие испытания, то и в настоящем полете выдержит его условия. Испытания проводят для того, чтобы обеспечить надежность РН или КА.
Надежность – это безотказная работа какого-либо изделия. Например, надежность РН – это ее работа без поломок каких-нибудь деталей, агрегатов, приборов. Любая из таких неисправностей может привести к аварии РН и полезный груз не будет выведен на космическую орбиту. Полет РН длится примерно 10 минут, начиная от старта на космодроме и заканчивая отделением полезного груза от последней ступени РН. Полезным грузом является КА – спутник Земли или космический корабль с экипажем, орбитальная станция или автоматическая межпланетная станция. В течение 10 минут полета РН все ее системы и агрегаты должны надежно (без поломок) работать – включаться и выключаться двигатели, отделятся ступени РН, раскрываться и отбрасываться створки ГО, отделяться КА и т.д.
Надежность КА – это его безотказная работа в космосе, которая начинается с момента отделения от последней ступени РН и заканчивая возвращением корабля с экипажем на Землю или для спутника – выполнение всех задач полета. Полет КА может продолжаться от нескольких дней до нескольких лет – в зависимости от типа КА.
С помощью испытаний проверяют правильность чертежей, расчетов, схем. То есть проверяют правильность конструкторской документации. Испытания проверяют также правильность технологических процессов. Если в ходе испытаний выявляют какие-нибудь дефекты, то ищут их причину, устраняют ее, проводят испытания заново до положительного результата.
Испытания могут немного повредить РН или КА, также вырабатывается ресурс приборов и агрегатов. Ресурс – это время работы, на которое расчитан прибор или агрегат. Поэтому для РН или КА, идущих в полет, проводят только минимум испытаний. Такие РН или КА называют летными. Остальные испытания проводят на РН или КА специально сделанных только для испытаний на наземных стендах. Такие РН или КА называют стендовыми.
Например, модуль для орбитальной станции изготавливается в единственном экземпляре, а число стендовых таких модулей может составить несколько штук.
Сами испытания бывают разнообразные – на прочность, на вибрацию, на герметичность, температурные и другие. Изготавливают стендовый модуль для гидробассейна для тренировки космонавтов для работ в открытом космосе. Для многоразового корабля «Буран» изготавливали стендовые изделия для полетов в атмосфере для проверки теплозащиты и аэродинамики корабля.