Экспериментальное и расчетное исследование отклика на внешнее гармоническое воздействие модели оболочки ампулы для радиоактивных отходов с учетом их тепловыделения

Особое место в проектировании космических аппаратов (КА) для транспортировки радиоактивных отходов (РАО) занимает исследование их упругих динамических свойств при рабочих температурах агрегатов, что связано с обеспечением возможности вывода КА ракетой-носителем в температурном режиме, близком к рабочему. Описано экспериментальное и расчетное исследование упругих динамических свойств модели ампулы для космической транспортировки РАО в режиме «самодоставка», когда РАО являются первичным источником энергии. Для экспериментального исследования был создан комплекс и разработана методика исследования упругих динамических свойств как «холодного» так и «горячего» состояний ампулы. В результате исследования определены экспериментальные амплитудно-частотные характеристики модели ампулы для различных температурных режимов. Впервые получены амплитудно-частотные характеристики модели ампулы с имитатором внутреннего тепловыделения в диапазоне температур 293…503 К. Методом конечных элементов рассмотрена и решена задача по определению частот и форм колебаний данной модели. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных результатов. Полученные результаты могут быть использованы при экспериментальной отработке элементов КА для транспортировки РАО и других специальных аппаратов.

Литература

[1] Миненко В.Е. Исследование принципов и экологических аспектов создания системы удаления радиоактивных отходов в космос. Сб. ст. Космос, время, энергия, посвященных 100-летию Д.Д. Иваненко. Москва, «Белка», 2004, с. 126–146.

[2] Семенов Ю.П., Филин В.М., Соколов Б.А., Клипа В.П., Лакеев В.Н., Рогов А.В., Синявский В.В., Юдитский В.Д. О космическом захоронение особо опасных радиоактивных отходов атомной энергетики. Известия академии наук, Энергетика, 2003, № 3, с. 6–14.

[3] Семенов Ю.П., Баканов Ю.А., Синявский В.В. Исследования перспектив использования космических ядерных энергетических двигательных установок в разработках РКК «Энергия» им. С.П. Королева. Сб. докл. Пятая междунар. конф. Ядерная энергетика в космосе, ч. 1, 1999, с. 61–74.

[4] Онуфриев А.В., Дмитриев С.Н., Онуфриев В.В. Об особенностях транспортировки радиоактивных отходов на орбиты захоронения с помощью электроракетных двигательных установок. Известия РАН, Энергетика, 2011, № 3, с. 129–138.

[5] Онуфриев А.В., Онуфриев В.В., Ивашкин А.Б. Проектный облик космического аппарата с энергодвигательной установкой для транспортировки радиоактивных отходов в дальний космос. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, спец. вып. Ионно-плазменные технологии, 2011, с. 64–69.

[6] Дмитриев С.Н., Онуфриев А.В., Онуфриев В.В. Способ космического захоронения радиоактивных отходов в дальнем космосе и космический аппарат для его осуществления. Пат. № 2492537 Российская Федерация, 2013, бюл. № 20.

[7] Онуфриев А.В., Дмитриев С.Н., Алиев И.Н., Онуфриев В.В. О выборе радиационной защиты космического аппарата при транспортировке радиоактивных отходов на орбиты захоронения с помощью электроракетных двигательных установок. Тез. докл. 21-я Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. 12–14 мая, 2009, Казань. Изд-во «Отечество», 2009, ч. 2, с. 175–177.

[8] Алиев И.Н., Дмитриев С.Н., Онуфриев А.В., Онуфриев В.В. Проектный облик КА для транспортировки радиоактивных отходов на орбиты захоронения в режиме самодоставки. Актуальные проблемы Российской космонавтики: Тез. докл. XXXV академ. чт. по космонавтике. Москва, 2011, с. 103–105.

[9] Онуфриев А.В., Дмитриев С.Н., Онуфриев В.В. Анализ выбора рабочего тела КА для транспортировки РАО. Тез. докл. 23-й Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. Электро-механические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Казань, 2011, с. 70–71.

[10] Онуфриев А.В., Дмитриев С.Н., Онуфриев В.В. Анализ перемещений и напряжений топливного отсека космического аппарата с радиоактивными отходами. 23-я Всерос. межвуз. науч.-техн. конф. Электро-механические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Казань, 2011, с. 81–82.

[11] Система управления вибрационными нагрузками SignalStar Vector II. Руководство пользователя. 2009. 54 с.

[12] Савельев А.И., Фетисов И.Н. Обработка результатов измерений при проведении физического эксперимента. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1990. 32 с.

[13] Рыжов С.Б., Зубченко А.С., Каширский Ю.В. Стали и сплавы энергетического оборудования. Москва, Машиностроение, 2008. 957 с.