8 / 19
И.А. Соболев, В.В. Леонов, Т.В. Волкова, П.М. Бечаснов
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 4·2017
пленочных материалов) и минимальным занимаемым объемом в упакован-
ном состоянии. Наддув упакованной конструкции впервые был выполнен в
1960 г. на спутнике «Эхо-1» [22]. Позже было реализовано еще несколько
экспериментальных программ по наддуву космических конструкций. За
последние 10 лет на основе наработок, сделанных НАСА в 1990-х годах в
рамках проекта TransHab [10], компанией Bigelow Aerospace (США) было
запущено в космос три надувных модуля.
Относительно малая жесткость конструктивных элементов надувной
конструкции и необходимость поддержания в ней постоянного внутреннего
давления значительно снижают ее надежность. Поэтому после наддува кон-
струкции ее форму предлагается зафиксировать с помощью отверждаемых
материалов.
Из всего разнообразия отверждаемых материалов [22] наиболее пер-
спективны для создания модуля ОС материалы, отверждаемые при нагреве,
и материалы с отверждающейся пропиткой [23].
Первая группа представляет собой полимерные композиционные мате-
риалы, имеющие матрицу (связующее) и армирующие элементы (наполни-
тель). Спрофилированная на Земле конструкция упаковывается и в состоя-
нии препрега выводится в космос, где распаковывается и надувается с по-
следующим отверждением под действием нагрева (в течение менее чем
часа) от внутреннего источника теплоты.
Материалы второй группы пропитываются специальным веществом,
которое при испарении одного из его компонентов обеспечивает затверде-
вание. Отверждение происходит не в процессе химической реакции, а в ре-
зультате удаления низкомолекулярного летучего растворителя или времен-
ного пластификатора из состава редкосетчатой полимерной матрицы поли-
мерного композиционного материала [22]. Пластификатор испаряется в
космосе под действием вакуума, т. е. без дополнительных энергозатрат. В
качестве основы используются разнообразные технические ткани под кон-
струкции различных форм, а в качестве матрицы (пропитки) — гели термо-
пластичных полимеров (например, системы на основе водных растворов
поливинилового спирта).
Для создания силового набора, заполняющего полости после их надду-
ва, наиболее эффективно применение материалов, вспенивающихся при
попадании в вакуум или при нагреве [22].
В проекте TransHab для крепления самых массивных узлов и агрегатов
предусматривались жесткая центральная (осевая) ферма, а также верхнее и
нижнее днища, на которые устанавливались стыковочные узлы [10]. Кон-
струкция раздувалась только в радиальном направлении.
Модуль BEAM не имеет жесткой центральной (осевой) конструкции,
раздувается и в продольном, и в радиальном направлениях [18]. Оборудо-
вание, отвечающее за наддув, и стыковочный узел крепятся на жесткие пе-
реднее и заднее днища (рис. 2).
В конструкции рассматриваемой в проекте станции для повышения
безопасности экипажа предусматриваются два отсека: основной централь-
ный цилиндрический диаметром около 4 м и вспомогательный торообраз-
ный, крепящийся на центральном и имеющий внешний диаметр 9 м. Оба
отсека имеют герметичное исполнение.