Сварка в космосе: история и современность
презентация к уроку

Слайд 1

Всероссийский профориентационный конкурс «Дорога в жизнь » Тема: «Сварка в космосе: история и современность» Автор: Нестеров Никита студент 3 курса ГАПОУ СО « Энгельсский политехникум» Руководитель: Белых Константин Юрьевич, преподаватель специальных дисциплин

Слайд 2

«Открытый космос имеет характерный запах металлической сварки», - л етчик – космонавт России Сергей Рязанский Сварка в космосе — сварка в космическом пространстве в условиях глубокого вакуума и невесомости. Сварка в космосе впервые проводилась на советском космическом аппарате. С начала 60-х годов по инициативе С. П. Королёва проводились исследования по выполнению сварки в космосе. В невесомости поведение жидкостей определяется в основном силами поверхностного натяжения. Отработка сварки в космосе необходима для проведения ремонтных работ космических аппаратов, возможности сборки и монтажа металлоконструкций аппаратов, находящихся на орбите Земли или на Луне. На земле учеными велись предварительные исследования с имитацией космического пространства - сварка в вакууме, в невесомости и др. Исследования проводились в НИИ г . Королева. В 1965 году исследования проходили на летающей лаборатории ТУ-104, в которой в течении 25–30 секунд можно было воспроизводить состояние невесомости, путем свободного падения самолета. Результаты исследований подтвердили возможность вести сварку условиях динамической невесомости. В исследованиях были получены стыковые, отбортованные и нахлесточные сварные соединения высокого качества.

Слайд 3

« Летая в космосе, нельзя не выходить в космос, как, плавая, скажем, в океане, нельзя бояться упасть за борт и не учиться плавать… Космонавт, вышедший в космос, должен уметь выполнить все необходимые ремонтно-производственные работы, вплоть до того, чтобы произвести нужную там сварку», - С.П. Королев, Главный конструктор В конце 50-х годов 20 столетия родилась новая отрасль человеческой деятельности -- космонавтика. Об этом на весь мир возвестили сигналы первого советского спутника Земли, утвердив тем самым ведущую роль нашей страны в освоении космического пространства. Космонавтика поставила широкий круг задач и перед сварщиками: потребовалось в корне пересмотреть и усовершенствовать многие технологические процессы, создать технологию сварки специальных легких и жаропрочных сплавов, разработать и освоить изготовление высоконадежного автоматизированного сварочного оборудования. А в начале 60-х годов по инициативе главного конструктора ракетно-космических систем академика С. П. Королева была поставлена принципиально новая задача -- исследовать возможность выполнения сварки непосредственно в космосе. Решение этой задачи было поручено Институту электросварки им. Е. О. Патона Академии наук. К исследованиям были привлечены ведущие коллективы института, руководимые Д. А. Дудко, И. К. Походной, В. К. Лебедевым, Б. А. Мовчаном, В. Е. Патоном, О. К. Назаренко. Научным руководителем всего комплекса исследований являлся академик Б. Е. Патон.

Слайд 4

« У сварки большое будущее не только на земле, но и в космосе » Валерий Кубасов , летчик-космонавт, Герой Советского Союза При проведении исследований предполагалось, что сварка в космосе будет использоваться в основном для выполнения следующих работ: а) ремонт космических кораблей, орбитальных станций и различных металлоконструкций, находящихся в космическом полете или на Луне и других планетах; б) сборка и монтаж металлоконструкций, находящихся в орбитальном полете или расположенных на поверхности Луны и других планет. Необходимо было разработать технику и технологию выполнения сварочных работ в принципиально новой для человека среде -- космическом пространстве, основными отличиями которого являются: 1) невесомость, 2) глубокий вакуум при высокой скорости откачки (диффузии) газов и паров, 3) широкий интервал температур, при которых может находиться свариваемое изделие (ориентировочно от 180 до 400 К). Следовало учитывать и ряд дополнительных неблагоприятных факторов, которые оказывают отрицательное воздействие на качество свариваемых соединений (крайне ограниченная подвижность оператора в открытом космосе, сложность фиксации и ориентации, наличие различно го рода излучений и т. п.).

Слайд 5

« У сварки большое будущее не только на земле, но и в космосе » Валерий Кубасов , летчик-космонавт, Герой Советского Союза Первый эксперимент по сварке в космосе был проведен 16 октября 1969 года на космическом корабле «Союз-6» космонавтами Г. С. Шониным и В. Н. Кубасовым . Сварка проводилась на аппарате «Вулкан» электронным лучом со сжатой дугой низкого давления и плавящимся электродом. Эксперименты подтвердили возможность сварки в невесомости - процессы сварки и резки электронным лучом на орбите протекали стабильно, однако сварка сжатой дугой низкого давления не удалась. Сварка в условиях глубокого вакуума в открытом космосе за пределами космического аппарата проводилась в 1984 году космонавтами В. Джанибековым и С. Савицкой. В . А. Для сварки использовался сварочный аппарат с автономным источником питания «УРИ». Аппарат был создан в Институте электросварки имени Е. О. Патона. Первая сварка была электронно-лучевой. Условия вакуума обеспечивали чистоту процесса, без наличия растворяющихся в шве газов. В 1986 году сварка проводилась космонавтами Л.Казимом и В. Соловьевым на орбитальных станциях «Салют-7» и «Мир». Перед ними стояла задача сварки элементов крупногабаритных ферменных конструкций. В этих экспериментах были отработаны методы сварки, технология сборки и ремонта конструкц ий в открытом космосе.

Слайд 6

Впоследствии перед советскими учеными возникла новая задача – добиться улучшения показателей эффективности устройства, используемого для сваривания металлов с применением электронно-лучевой технологии. Ведь для того, чтобы космическая сварка могла проводиться повсеместно, требовалось обеспечить: Снижение общего веса сварочного оборудования. Во время космического полета каждый лишний килограмм может иметь ключевое значение. Низкое потребление электроэнергии. В космосе использование мощных источников электрического тока является более сложным и затратным, чем на Земле. Высокая надежность. Оборудование должно быть безотказным и функционировать даже в самых экстремальных условиях окружающей среды. Универсальность в применении. Была поставлена задача, согласно которой прибор для сваривания металла должен был быть приспособлен и для решения других задач, например, резки такого материала. Простоту и безопасность. Космонавт должен иметь возможность выполнять сварочные работы в открытом космическом пространстве, находясь при этом в скафандре, а также с минимальным риском для себя. Первая сварка в открытом космосе

Слайд 7

С помощью прибора «УРИ» в 1984 году была проведена первая в истории сварка в открытом космическом пространстве. Она была выполнена с применением электронно-лучевого метода советскими космонавтами Светланой Савицкой и Владимиром Джанибековым .

Слайд 8

В настоящее время проведение космической сварки позволяет решать различные задачи, связанные с ремонтом космических аппаратов, а также монтажом и сборкой металлических конструкций, являющихся их конструкционными элементами . Наибольшее распространение получил метод электронно-лучевой варки металла. Созданные много лет назад устройства модернизируются и улучшаются, что позволяет повысить коэффициент полезного действия и уменьшить их вес. Сваривание металлов в космосе в наше время

Слайд 9

Специалистами отделения экологии и энергообеспечения Центра Келдыша (входит в Госкорпорацию « Роскосмос ») с целью решения технологических вопросов по созданию элементов систем обеспечения теплового режима космических аппаратов и требований к данным системам, в т.ч . к сварке неповоротных стыков, внедрены такие технологические процессы, как орбитальная и диффузионная сварка. Орбитальная сварка обеспечивает выполнение кольцевых неповоротных стыков при соединении деталей из стали или сплавов, что является ответственной технологической операцией в цикле изготовления контуров с капиллярной прокачкой двухфазного теплоносителя и радиационных теплообменников для космических аппаратов с длительным ресурсом работы. При изготовлении данных устройств важно сохранение сечения проточных частей в местах соединений. Орбитальная сварка позволяет обеспечить сохранение герметичности устройства на весь срок службы. Высокая стабильность размеров и повторяемость результатов, отсутствие ошибок, связанных с человеческим фактором, делают этот метод сварки в некоторых случаях единственным, способным обеспечить требуемый уровень качества. При создании элементов систем обеспечения теплового режима космических аппаратов применение диффузионной сварки позволяет получать биметаллические соединения из пары алюминий-нержавеющая сталь. К преимуществам данной технологии относится возможность сварки разнородных материалов с получением равнопрочного шва без существенных изменений в физико-химических характеристиках. Такая сварка позволяет создавать прочные конструкции как из однородных материалов со сплавами, так и из разных материалов с резко отличающимися характеристиками. Технологии орбитальной и диффузионной сварки в настоящее время внедрены специалистами Центра Келдыша в процессы изготовления изделий для создания передовых теплопередающих устройств систем обеспечения теплового режима Сваривание металлов в космосе в наше время

Слайд 10

https://yandex.ru/video/preview/?filmId=6758682609423000369&from=tabbar&parent-reqid=1648288630396242- 9304925434373108033-sas3-0979-e6b-sas-l7-balancer-8080-BAL- 9392&text=%D1%81%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B0+%D0%B2+%D0%BA%D0%BE%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%81%D0%B5