Космические инновации: автономные системы воздушного кондиционирования на орбитальной станции «Мир»

Далеко не последней задачей в рамках отечественной программы по освоению космоса сегодня является усовершенствование орбитальных исследовательских станций, рассчитанных на длительное пребывание космонавтов.

В свою очередь огромную роль в поддержании эффективной работы космонавтов на орбите, их хорошего самочувствия, а также ресурсов рабочего орбитального оборудования и надежности всех систем, имеет тепловлажностная обстановка в корабельных отсеках.

Даже не шибко разбирающемуся в этих вопросах человеку будет понятно, что чем дольше космическая экспедиция пребывает на орбите, тем более жесткие требования предъявляются к надежности и точности создания искусственной микроклиматической среды.

Таким образом, особое значение в ходе эксплуатации различного космического оборудования, имеет создание наиболее благоприятного микроклимата.

В современных орбитальных станциях отечественного и иностранного производства требуемые климатические условия создаются и поддерживаются при помощи автономных кондиционеров.

Каким образом решается проблема комфортного климата на борту отечественных орбитальных станций?

В ходе многолетней эксплуатации таких орбитальных и космических станций, как «Салют» и «Союз», испытатели и инженеры-проектировщики установили, что использовать в целях обеспечения комфортного климата сушильно-холодильные системы – не самый лучший вариант. Таких систем попросту недостаточно для того, чтобы поддерживать требуемую обработку искусственной атмосферы и оптимальный уровень влажности.

При переходе к эксплуатации орбитального многозвенного комплекса «Мир» перед разработчиками встал вопрос о создании инновационных кондиционирующих установок, которые могли бы поддерживать нужный микроклимат в течение продолжительного времени.

Впервые за всю историю мирового космического машиностроения был разработан и введен в постоянную эксплуатацию высокоэффективный и компактный комплекс автономного типа, основанный на парокомпрессионном цикле. Данная система кондиционирования работает с так называемыми компрессорами «сухого типа», наряду с уникальным воздухоохладительным модулем нового поколения.

Перед разработчиками было поставлено достаточно много технических и конструкционных задач, которые удалось решить в ходе многочисленных наземных испытаний. С тех самых пор конструкция орбитальных кондиционеров непрерывно совершенствуется и обновляется. Это в свою очередь позволяет добиваться более значимых успехов для космонавтов в создании более комфортных условий пребывания на орбите.

Несмотря на то, что гарантийный эксплуатационный срок модулей МКС с двумя компонентами СКВ-1 на борту, истек еще в 2003 году, они продолжают успешно использоваться с наработкой, вдвое превышающей заявленный ресурс.

CRD-1 – это сборная конструкция автономного типа, которая включает в себя сменный компрессорный A1-блок, теплообменники A2, осевые вентилирующие элементы M1, M2, а также вентилятор центробежного типа M3. К числу незаменяемых составных частей СКВ-1 можно отнести герметичную муфту, жидкостно-газовый блок AT1 и AT2-конденсаторный блок.

Надежность компрессорного оборудования в условиях орбитального функционирования обеспечивает сварной каркас на основе алюминиевых сплавов. Внутренняя часть, а именно холодильный контур, по которому циркулирует фреон, изготовлен с использованием исключительно нержавеющих металлов.

Сегодня перед Роскосмосом стоит задача, которая заключается в продлении ресурсов отечественных МКС-модулей до 20 года. В этой связи сегодня ведущие российские компании ведут активные работы по увеличению гарантийного эксплуатационного срока СКВ-1, который до настоящего момента функционирует на орбите Земли.