Опыт эксплуатации космических кораблей «Союз» и орбитальных станций серии «Салют» показал, что использовавшиеся для этой цели холодильно-сушильные агрегаты не в полной мере обеспечивают требуемые условия тепловлажностной обработки искусственной атмосферы.

Переход к многозвенному постоянно действующему комплексу «Мир» потребовал создания кон-диционера нового поколения, способного обеспечить в течение длительного времени требуемый мик¬роклимат.

Решение этой проблемы в рамках совместного Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР было поручено нашему предприятию.

Разработка проведена по техническому заданию и финансировалась НПО «Энергия» (г. Королев, Московской области).

Впервые в космической практике была обоснована, сконструирована, исследована, внедрена и успешно эксплуатировалась компактная, высокоэффективная, автономная система на базе пароком- прессионного цикла с «сухим» компрессором и уникальным модульным воздухоохладителем.

Особые проблемы при разработке блока кондиционирования воздуха (БКВ-3) для долговременной орбитальной станции (ДОС) «Мир» вызвали требования обеспечения работоспособности в невесомости и любом пространственном положении при наземной подготовке станции, а также стойкости к жестким механическим воздействиям на этапе выведения космического корабля на орбиту.

На основе комплекса принципиально новых конструктивных решений, результатов исследований, огромного объема различных видов наземных испытаний (для эксплуатации применены два конди¬ционера, а наземным испытаниям подвергалось девять изделий) важнейшая научно-техническая и практическая проблема была решена. Эксплуатация БКВ-3 в составе ДОС «Мир» началась в 1986 г. После выработки назначенного ресурса первый кондиционер был заменен на второй, который также успешно эксплуатировался до «затопления» станции.

Значение БКВ-3 трудно переоценить. Дважды Герой Советского Союза космонавт Ю. В. Романенко отзывается о кондиционере: «Использование изделия БКВ-3, входящего в состав системы обеспечения теплового режима комплекса «Мир», во многом способствовало впервые в освоении космического пространства комфортной обстановке с возможностью регулирования по индивидуальным ощущениям членов экипажа, что позволило осуществить длительные экспедиции, благоприятно повлияло на сохра¬нение здоровья космонавтов, улучшило решение специальных научных и народно-хозяйственных задач. Например, во время советско-французской экспедиции обеспечивалась комфортная тепловлажностная обстановка при работе шести космонавтов».

Главный конструктор БКВ-3 А. К. Грезин совместно с разработчиками других агрегатов для систе¬мы терморегулирования ДОС «Мир» и космонавтами награжден Государственной премией СССР за осуществление самой длительной (в то время) экспедиции в космосе.

Следует отметить, что разработка БКВ-3 велась в творческом сотрудничестве с учеными ЛТИХП, ОТИХП и ОмПИ.

Далее работы были продолжены при создании систем кондиционирования воздуха (СКВ-1) для международной космической станции (МКС) по техническому заданию и финансировании ОАО «РКК "Энергия" им. С. П. Королева», г. Королев Московской области.

Учитывая положительный опыт эксплуатации кондиционеров на ДОС «Мир» в основу разработки легли технические решения, проверенные при создании БКВ-3. Основной целью модернизации явилось выполнение требования Заказчика по увеличению гарантийного срока службы СКВ-1 по сравнению с БКВ-3 в два раза, для исключения, при эксплуатации МКС, дорогостоящей замены двух СКВ-1, входящих в состав системы терморегулирования и находящихся по правому и левому борту служебного модуля станции.

Пневмогидравлическая схема СКВ-1 приведена на рисунке.

СКВ-1 предназначена для прокачки, охлаждения и осушения воздуха, имеет два независимых воздушных контура, выполняющих следующие функции:

— контур I — прокачку и одноступенчатое охлаждение воздуха для приборной зоны;

— контур II — прокачку, одно- или двухступенчатое охлаждение и осушение жилой зоны.

Назначенный ресурс СКВ-1 — 62000 часов (с учетом замены малоресурсных агрегатов), масса — не более 110 кг, полная холодопроизводительность второй ступени в режиме охлаждения с осушением воздуха не менее 700 Вт, хладагент — полностью физиологически безвредный хладон — 218 (октафтор- пропан). СКВ-1 обеспечивают отвод тепла, выделяемого космонавтами и аппаратурой, из атмосферы отсеков в общую систему терморегулирования МКС, сбор из атмосферы отсеков паров влаги и передачу агрессивного конденсата на регенерацию для последующего использования.

СКВ-1 представляет собой автономную сборную конструкцию, включающую в себя заменяемые компрессорную установку А1, блок теплообменных аппаратов А2, осевые вентиляторы М1 и М2 и центробежный вентилятор М3; незаменяемые блок конденсаторов АТ2 и газожидкостной теплообменник АТ1, герметичные муфты, предназначенные для стыковки и отстыковки трубопроводов и заправки хла- доном, блоки питания, управления и защиты агрегатов в нештатных ситуациях. Каркас кондиционера сварной из алюминиевого сплава. Контур хладагента выполнен полностью из нержавеющих материалов.

Наиболее сложной проблемой для кондиционеров космического назначения является обеспечение эффективной (не хуже наземной) работы парокомпрессионной холодильной машины и сбора атмосфер¬ной влаги в условиях отсутствия гравитации. Двухфазные процессы кипения и конденсации, выпадение влаги при охлаждении влажного воздуха в невесомости проходят иначе, чем на Земле. Использова¬ние обычного смазываемого компрессора и традиционной теплообменной аппаратуры в этих условиях невозможно. Поэтому при разработке внедрены более двадцати изобретений, защищенных авторскими свидетельствами СССР.

БКВ-3 и СКВ-1 оснащены датчиками температуры, влажности, давления, положения регулирую¬щих вентилей, состояния блокирующих устройств. Контролируются также параметры блока питания: температура в блоке питания, входящий ток и напряжение преобразователя, напряжение по трем фазам. Информация (для каждой СКВ-1 по тридцать параметров) на каждом витке орбиты МКС поступает в Центр управления полетами, а затем обрабатывается и анализируется специалистами РКК «Энергия» и НТК «Криогенная техника».

Эксплуатация двух СКВ-1 на МКС продолжается несмотря на то, что гарантийный срок закончился в 2003 г., а наработка почти в два раза превышает назначенный ресурс. В настоящее время Роскосмосом поставлена задача продления ресурса российских модулей МКС до 2020 г. В связи с этим наше предприятие совместно с РКК «Энергия» проводит работы по увеличению гарантийного срока СКВ-1, находящихся на орбите. Надеемся, что эта непростая задача будет также решена.

Работы по космической тематике НТК «Криогенная техника» проводит на основании лицензии на осуществление космической деятельности, выданной Федеральным космическим агентством.

В соответствии с указом Президента РФ от 31.07.08 г. «О праздновании 50-летия полета в космос Ю. А. Гагарина» 2011 г. в России объявлен Годом российской космонавтики. Учитывая весомый вклад систем кондиционирования воздуха в успешную эксплуатацию обитаемых космических аппаратов, авторы выражают искреннюю признательность людям, принявшим участие в создании изделий, не имеющих аналогов в мировой холодильной технике.

Особо следует отметить, что эта деятельность послужила фундаментом для развития на нашем предприятии нового направления: климатического оборудования морского и сухопутного назначения и систем терморегулирования для авиации.