14.09.2021 Проведены испытания на надёжность плёночных пакетов для хранения продуктов подробнее...
09.08.2021 Обучение по теме «Общие требования промышленной безопасности» подробнее...
Публикации сотрудников АО «НИИхиммаш»

НИИхиммаш 60 лет

Н.М.Самсонов, главный конструктор, д.т.н., профессор; Л.С.Бобе, д.т.н., профессор; Л.И.Гаврилов, к.т.н., В.М.Новиков, к.т.н., Н.С.Фарафонов, к.т.н.

Научно-исследовательский институт химического машиностроения (НИИхиммаш) был образован в августе 1942 г. в г.Свердловске. В сентябре 1943 г. он был переведен в Москву, затем преобразован во Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения. За этот период НИИхиммашем был решен широкий комплекс важнейших народнохозяйственных и оборонных проблем. Одним из направлений деятельности института является создание регенерационных систем жизнеобеспечения (РСЖО) для космических станций (КС). Этой проблемой он вплотную занимается с 1963 г. и выполняет весь комплекс работ: исследования, опытно-конструкторские разработки, изготовление и испытания экспериментальных и штатных изделий и сопровождение их эксплуатации.

Очевидно, что обеспечение КС водой и кислородом за счет запасов и доставки с Земли крайне неэкономично при орбитальных полетах и практически невозможно при межпланетных миссиях. Поэтому необходимо использовать регенерационные системы, которые дают воду и кислород путем их извлечения из продуктов жизнедеятельности человека и очистки атмосферы. В результате исследований и опытно-конструкторских работ разработаны основы регенерационного жизнеобеспечения, эффективные малоэнергоемкие безотходные технологии, основанные на физико-химических методах преобразования веществ, а также созданы системы регенерации воды, кислорода, очистки атмосферы и утилизации отходов. Кроме того, разработаны способы и оборудование, позволяющие реализовывать в условиях микрогравитации практически все процессы химической технологии: испарение, кипение, конденсация, сушка, фильтрация, сорбция, разделение гетерогенных систем, электролиз, катализ и др.

Работы проводились НИИхиммашем совместно с РКК «Энергия», разработчиком пилотируемых космических станций, и ИМБП, головной медико-биологической организацией. Была организована широкая кооперация, в которой принимали участие большое число научно-исследовательских и проектных организаций и промышленных предприятий. В итоге сформировалась новая подотрасль химического машиностроения.

С целью проверки принципиальной возможности регенерационного жизнеобеспечения НИИхиммаш разработал и изготовил системы регенерации воды из конденсата атмосферной влаги обитаемого отсека и оранжереи, урины, электролизного получения кислорода, очистки атмосферы от углекислого газа и микропримесей, утилизации углекислого газа и сушки отходов для наземных комплексов систем жизнеобеспечения в ИМБП. В 1967–1968 гг. регенерационные системы работали при проведении уникального эксперимента, обеспечивая в течение года экипаж из трех человек, находившийся в гермомакете межпланетного корабля. Впервые была экспериментально подтверждена принципиальная возможность длительного регенерационного жизнеобеспечения человека, пребывающего в замкнутом ограниченном пространстве.

В 1968–1973 гг. были разработаны и испытаны системы регенерации воды из конденсата атмосферной влаги и из топливных элементов (ТЭ) – БРВК, «Роса-Л», «Роса-М» и «Роса-Т» – для Лунного корабля, а также системы для долговременных орбитальных станций – СРВ-К («Салют-4», -6 и -7) и «Прибой» («Салют-3» и -5). В январе 1975 г. впервые в мировой практике пилотируемых полетов экипаж «Салюта-4» использовал для питья и приготовления пищи регенерированную из конденсата воду. Система работала в течение всего пилотируемого полета станции. Аналогичные системы работали на станциях «Салют-6» (1977–1981 гг.; 570 суток) и «Салют-7» (1982–1986 гг.; 743 суток). Система СРВ-К обеспечивала 50% потребляемой экипажами воды, очищала воду с просроченными сроками хранения, подогревала воду для санитарно-гигиенических процедур.

На ОК «Мир» впервые в мировой практике был реализован целый комплекс систем жизнеобеспечения (РСЖО): системы регенерации воды из конденсата атмосферной влаги (СРВ-К) и урины (СРВ-У), система регенерации санитарно-гигиенической воды (СРВ-СГ), система электролизного получения кислорода «Электрон-В» и блоки очистки атмосферы от вредных примесей системы СОА-МП. Эти системы изготовлены НИИхиммашем и его Щелковским опытным заводом. В результате получена экономия массы доставляемых на «Мир» грузов – 34000 кг и исключена необходимость четырех пусков ТКГ типа «Прогресс» в год.

В 1981–1992 гг. были разработаны, изготовлены и испытаны (в т.ч. в гермомакете с экипажем и при беспилотном полете) блок очистки и блок кондиционирования воды из ТЭ электрохимического генератора для системы питьевого водоснабжения многоразового корабля «Буран».

Для МКС НИИхиммашем разработаны и изготовлены: система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги СРВ-К2М, система приема и консервации урины СПК-УМ, система электролизного получения кислорода «Электрон-ВМ», а также блоки очистки атмосферы от микропримесей; в ходе эксплуатации станции обеспечивается их функционирование.

За три года пилотируемого полета МКС получено 4500 кг регенерированной питьевой воды (примерно 70% от всей использованной на станции питьевой воды), 2100 кг кислорода (более 80% всего использованного кислорода) и принято 3860 литров урины. Для системы СРВ-К2М удельные энергозатраты на регенерацию составляют всего 2 Вт·ч, а удельные массозатраты 0.08 кг массы системы на 1 л получаемой воды. Экономия доставки воды составила 5800 кг.

За долгие годы работы в НИИхиммаше сформировался высококвалифицированный коллектив специалистов, включающий докторов и кандидатов наук. Многие сотрудники удостоены правительственных наград, почетных дипломов Росавиакосмоса и NASA, избраны членами Международной академии астронавтики и российских отраслевых академий. Основные разработки принципов построения систем, физико-химических методов регенерации, способов реализации процессов в условиях невесомости и конструкций оборудования защищены более чем 150 авторскими свидетельствами и запатентованы в России и США.

Сегодня предприятие создает новые регенерационные системы для перспективных модулей станции. Проведенные работы по созданию регенерационных систем обеспечивают возможность длительных полетов к другим планетам, а при включении в комплекс биологических звеньев – создание внеземных поселений и планетных баз.

Статья опубликована в журнале "Новости космонавтики" №1 за 2004 г.