Опытный образец системы переработки диоксида углерода (СПДУ)

Назначение изделия — концентрирование и переработка диоксида углерода в замкнутых объектах. Система предназначена для работы в условиях пилотируемых космических аппаратов для экипажа до трёх человек.

Состав изделия:

o блок концентрирования диоксида углерода (БКДУ); габариты, мм — 1405х550х515;

o блок гидрирования диоксида углерода (БГДУ); габариты, мм — 945х425х495;

o пульт управления системы переработки диоксида углерода (ПУ СПДУ — автоматическая подсистема управления и питания); габариты, мм — 310х300х110;

o гидравлические и электрические коммуникации между блоками.

Характеристики:

Масса снаряжённой системы — 215 кг.
Напряжение питания постоянного тока от 26 до 29 В.
Среднесуточное энергопотребление СПДУ — от 700 до 1100 Вт, в том числе:

— энергопотребление БКДУ — не более 800 Вт (энергозатраты на концентрирование диоксида углерода из атмосферы не более 12 Вт/л_СО2);

— энергопотребление БГДУ — от 0 до 30 Вт (блок работает в автотермическом режиме генерирования воды по реакции Сабатье);

— энергозатраты системы на подготовку хладагента и рабочих сред — не более 300 Вт (система подготавливает для себя рабочие среды с заданными параметрами, в том числе поддерживает температуру хладагента на уровне 5°С).

Система работает при концентрации диоксида углерода в атмосфере на уровне 0,35-0,45% объёмных, при этом обеспечивает производительность:

— от 40 до 60 литров диоксида углерода в час;

— не менее 60 грамм воды в час;

— не менее 55 литров метана в час (побочный продукт).

СОКБ систем жизнеобеспечения (№10)

Полное название:

Научно-исследовательское и опытно-конструкторское отделение систем жизнеобеспечения пилотируемых космических комплексов

Исследование технологий и разработка комплексов регенерационных систем жизнеобеспечения экипажей орбитальных станций, космических кораблей и планетных баз на основе физико-химических и биологических процессов.
Исследование и разработка систем обеспечения газового состава для глубоководных аппаратов и водолазных комплексов.
Исследование и разработка установок глубокой очистки газов, включая инертные газы.
Исследование и разработка систем обеспечения газового состава и водообеспечения для шахт и подземных сооружений.
Исследование и разработка эколого-технических систем различного назначения на основе физико-химических и биологических процессов для различных областей народного хозяйства.
Проведение работ в рамках конверсионных программ.

Специальное опытное конструкторское бюро систем жизнеобеспечения организовано 17 апреля 1965 г. для исследования, разработки и поставки систем жизнеобеспечения экипажей пилотируемых космических кораблей и станций.

Первый комплекс регенерационных систем жизнеобеспечения был разработан, изготовлен и поставлен в Институт медико-биологических проблем, где в декабре 1967 г. были начаты и 05 ноября 1968 г. впервые в мире успешно завершены годовые с участием трёх испытателей медико-технические испытания комплекса. Результаты испытаний комплекса доказали возможность применения систем физико-химической регенерации воды, кислорода и воздуха из продуктов метаболизма в условиях длительной изоляции человека.

Создание штатных регенерационных систем жизнеобеспечения для длительно функционирующих пилотируемых станций «Алмаз» и «Салют» началось в 1968-1970г.г.

В 1974 г. Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР НИИхиммаш был определен головной организацией страны по созданию длительно-действующих систем жизнеобеспечения экипажей пилотируемых космических кораблей и станций, основанных на физико-химических и биотехнических методах регенерации среды обитания человека.

В последующие годы разработан ряд систем регенерации воды, кислорода и воздуха, которые успешно функционировали на орбитальных станциях «Салют», «Мир», на многоразовом корабле «Буран» и в настоящее время – на Российском Сегменте Международной космической станции.

Изготовление систем осуществлялось Экспериментальным заводом химического машиностроения (до 1975 г.), Щелковским опытным заводом НИИхиммаш (в 1975-2004 г.г.) и Опытным производством СОКБ.

Разработаны способы реализации процессов химической технологии в условиях невесомости и принципиально новые конструкции аппаратов, арматуры и машинного оборудования, исследования и проверка эффективности которых были проведены в условиях кратковременной невесомости совместно с ЛИИ им. Громова М.М. на самолетах ТУ-104А, в условиях длительной невесомости — совместно с ОКБ-1 (в последующем РКК «Энергия») на искусственном спутнике Земли «Космос 382».

Впервые в мире создан комплекс регенерационных систем жизнеобеспечения (КРСЖО) включающий систему регенерации питьевой воды из конденсата атмосферной влаги, систему регенерации санитарно-гигиенической воды, средства приёма и консервации урины, систему регенерации воды из урины, систему генерации кислорода электролизом воды, комплект фильтров удаления из атмосферы вредных микропримесей, систему концентрирования диоксида углерода, систему утилизации диоксида углерода.

Эксплуатация подобного комплекса на станции «Мир» на протяжении 12 лет пилотируемого полета уменьшила массу доставляемых грузов на 60 тонн, что дало экономический эффект при эксплуатации $30 млн. в год.

Системы комплекса постоянно модернизируются и дополняются новыми средствами санитарно-гигиенического обеспечения экипажей Российского сегмента МКС.

В 2007-2011 г.г. СОКБ участвует в научной программе Международного медико-технического наземного эксперимента, имитирующего программу полета на Марс (проект «МАРС-500»).

Оригинальность разработанных методов регенерации веществ, способов организации химико-технологических, тепло-, массообменных и гидродинамических процессов в условиях невесомости, конструктивных решений аппаратуры и машинного оборудования защищена более чем 180 свидетельствами на изобретения и патентами.

За создание регенерационных систем жизнеобеспечения 25 сотрудников отделения награждены орденами и медалями, 20 сотрудникам присуждена ученая степень кандидата технических наук, трем — степень доктора технических наук, трём присуждена премия Правительства РФ.