Návrh panelové kompozitní konstrukce velkoobjemové vakuové komory

Abstract

Diplomová práce popisuje problematiku konstrukce vakuových komor pro testování kosmické techniky v planetárních podmínkách Marsu. Hlavním cílem práce je vytvoření koncepčního návrhu panelové kompozitní konstrukce kompozitní velkoobjemové komory dle zadaných požadavků na konstrukci. Práce se zabývá návrhem a výrobou modulární panelové kompozitní konstrukce včetně pevnostního návrhu a návrhu zkoušky pro validaci numerického výpočtu. Dle provedených numerických výpočtů byla zvolena kompozitní skladba s ohledem na nízké výrobní náklady komory v porovnání s komerčními řešeními. V práci je dále navržen způsob těsnění mezi panely a experimentálním měřením je odhadnut celkový únik komory. Dále je diskutován vhodný způsob vytváření vakua v komoře a je vypočtena potřebná rychlost čerpání pro případné pokračování v projektu. Výsledkem práce je stručná studie proveditelnosti projektu konstrukce vakuové komory navržené v rámci diplomové práce na Ústavu letadlové techniky FS ČVUT včetně vyčíslení předpokládaných nákladů pro výrobu a montáž konstrukce komory.

This master thesis discusses the issue of designing high-capacity composite vacuum chamber designed to test cosmic technology in the planetary environment of Mars. The main objective of this thesis is to design a composite panel construction of a high-capacity composite vacuum chamber prototype as per the assigned/specified construction requirements. This thesis focuses on a design and a fabrication/manufacturing of a modular composite construction including a strength design, as well as designing a test to validate numerical calculations. Based on the initial calculations, a composition model was chosen as to reflect lower production costs of the chamber in comparison to any available commercial solutions. The thesis then proceeds to designing an insulation between the individual panels and using an experimental measurement, an estimated overall leakage of the chamber. Further discussion focuses on the best possible means of creating a vacuum in the chamber and a pump speed necessary in case the project is to be pursued farther. The conclusion of this thesis is a brief case study of feasibility of the project of constricting the vacuum chamber designed as a result of a master thesis to Faculty of mechanical engineering at CTU, including a calculation of estimated costs of construction and assembly of the chamber.