Космическая трибология - Space tribology

Космическая трибология это дисциплина в области трибология который имеет дело с трибологическими системами для космический корабль Приложения.^[1] Исследования в этой области направлены на разработку надежных трибологических систем, способных выдержать суровые среда космоса.

Вызовы

Помимо регулярных трибологических напряжений, элементы машин для космических применений необходимо выдерживать суровые условия во время запуск и дальше орбита. В частности, критические трибосистема входы:^[2]

случайные колебания и акустический шум в течение запуск, что приводит к высоким переходным нагрузкам и высокочастотным движениям с низкой амплитудой, которые могут вызвать беспокойство
экстремальные температуры и температура колебания "от криогенная температура до нескольких сотен градусов Цельсия ".^[2] Это может привести к резкому изменению свойств материала, особенно в случае смазочные материалы.
вакуум в порядке 10⁻⁷ до 10⁻¹³ мбар, что приводит к испарение смазочных материалов. Это может вызвать как смазка выход из строя и загрязнение чувствительных инструментов.
радиация, что унижает смазочные материалы и другие неметаллические компоненты (хотя смазочные материалы редко подвергаются прямому воздействию радиации)

Смазки для космического применения

Жидкие смазки

Жидкие смазочные материалы для космического применения должны иметь низкий давление газа (волатильность), чтобы противостоять высоким вакуум на орбите. Подходящие смазочные материалы включают: перфторполиэфиры, циклопентаны и полиальфаолефины, в основном в виде базовые масла за консистентная смазка.^[2]

Поскольку скорость испарение увеличивается с температурой, употребление жидкости смазочные материалы часто ограничивается температурами ниже 100 ° C. На другой стороне спектра вязкость жидких смазок увеличивается с понижением температуры; т.е. чем ниже температура, тем более вязкая смазка (см. также индекс вязкости ). Таким образом, использование жидких смазочных материалов ограничено температурами около -40 ° C.^[2]

Твердые смазки

Твердые смазки используются для приложений с экстремальными температурами или там, где испарение смазки может вызвать повреждение чувствительных инструментов.

Твердые смазочные материалы применяются в виде покрытия, или через самосмазывающиеся материалы. В первом случае, брызнул дисульфид молибдена (MoS₂) и с ионным покрытием вести (Pb) обычно используются; в последнем случае, полиимид композитные материалы на основе политетрафторэтилен (ПТФЭ), а также этилированные бронза.^[2]

Приложения

Космическая трибология обеспечивает надежную работу механизмы на борту космических кораблей, которые можно в общих чертах сгруппировать в одноразовые устройства (например, развертываемый солнечные панели, развертываемый антенны и солнечные паруса ), и постоянно и периодически работающие устройства (Такие как колеса реакции, электродвигатели и контактные кольца ).^[3]