Department of Space Technology

1. Vacuum stand КС-40-15, which was developed for retrofitting the technology of position butt welding, and which was intended to be used under space conditions at space vehicles docking to orbital stations.Unique equipment from stainless steel of approximately 7 ton weight has the volume of 18 m³, 3 m diameter and 3 m height. It can be used for optimization of the welding technology on the ground as part of a robot or artificial intelligence.The available chamber allows the cosmonaut-welder to work in a spacesuit at full height to test the technology and hardware for welding in space or on the lunar surface, and to improve the skills of operator using with the hardware.In addition, the chamber dimensions allow performing welding and related electron beam technologies together with a robot.This hardware was included into the Proposals, provided to the members of the tripartite interagency working group on studying the possible payload variants for implementation of the scientific project within the NASA “Artemis” Program. During fulfillment of this Program, it is intended to create at the E.O.Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine and at NASA a center for training the cosmonaut-operators to perform operations on the lunar surface.

2. Working prototype of “Universal” tool for electron beam welding.

The electron beam tool is designed for operation as part of large-sized long-term space orbital stations for welding samples from aluminium, titanium alloys and stainless steels under the conditions of microgravity. The tool was recommended for use in long-term space stations, and it can operate both in the manual and automatic mode.

“Universal” hardware has passed comprehensive preflight qualification tests at the NASA Houston Space Research Center in КС-135 flying laboratory, and it was recommended for testing in the space shuttle ‘Columbia” with the purpose of its further application in the earth orbit.

3. Working welding stand OB-1469 for conducting technological experiments under space simulation conditions.Working welding stand ОB-1469 is designed for conducting the technological experiments under the space simulation conditions. It consists of a vacuum chamber 750 mm in diameter and 800 mm in length. The chamber is made from 2219 aluminium alloy and its volume is 0.75 m³. It is fitted with a forevacuum pump and two diffusion pumps, ensuring the chamber pumping-down. The vacuum chamber has a specialized five-axes manipulator, which enables welding samples in different spatial positions, including the downhand position, and provides the possibility of welding performance in the horizontal position on the vertical plane. In addition, it is fitted with a specialized welding table for fastening the samples for welding.PL-4 gun and power source with up to 3 kW power and 10 kV accelerating voltage are used for welding.This flight vacuum stand was used to conduct technological experiments on welding and related technological operations with the “Universal” tool in the NASA flying laboratory KС-135 (L. Johnson Center, NASA, Houston), six immersions in the pool (J. Marshall Center, NASA, Huntsville) and five ascents up to 6 km in the pressure chamber.

4. The installation for conducting electron beam crucibleless zone melting is the prototype of the flight variant (1000 kW power, up to 10 kV accelerating voltage, 250 … 2200 0С temperature which can be created on the sample. It was intended to conduct experiments on producing perfect silicon single-crystals on board the «Mir» station. The installation consists of the growth chamber, which includes the vacuum chamber and the working module, as well as the power supply system and control system.

1. Lobanov L.M., Asnis E.А., Ternovy Ye.G., Zubchenko Yu.V., Statkevich I.I., Volkov V.S., Glushak S.A. Some Issues of Repairing Manned Space Vehicles in Outer Space Using Electron Beam Welding. Solid State Phenomena Submitted: 2020-07-07 ISSN: 1662-9779, Vol. 315, pp 101-105
2. Paton, B. E., Lobanov, L. M.,  Naidich, Yu, Asnis E.А., Ternovy Ye.G. and etc «New electron beam gun for welding in space» в журналі . Science and technology of welding and joining. Volume 24, Issue  -2019, яка отримала позитивні відгуки від міжнародних фахівців, що працюють в рамках програми NASA.
3. Ю.А. Асніс, В.Ф. Демченко, О.П. Федоров, Математичне моделювання гідродинамічних та теплових процесів при вирощуванні кристалів із розплаву. Современная электрометаллургия, №2, 2015г., с. 42-50
4. Б.Є.Патон, Л.М. Лобанов, Ю.А. Асніс, Є.Г. Терновий, Ю.В. Зубченко. Обладнання і технологія для електронно-променевого зварювання в космосі. Космічна наука і технологія, 2017.- том 23, № 4(107) с.27-32
5. Е.Г. Терновой, Ю. В.Зубченко. Разработка новых эмиссионных систем электронно-лучевых пушек для технологических работ в условиях космоса. Автоматическая Сварка, №12, 2015, с.36 – 40
6. Е. А. Аснис, Е.Г. Терновой, Е А Великоиваненко, А. С. Миленин, Г. Ф. Розынка. Напряженно-деформированное состояние сварных соединений из алюминиевых сплавов в условиях, имитирующих открытый космос. Автоматическая сварка, №1, 2018, с. 29-32
7. V. Kartavykh, E.A.Asnis, N.V. Piskun, I.I. Statkevich, M.V. Gorshenkov. Microstructure and mechanical properties control of c-TiAl(Nb,Cr,Zr) intermetallic alloy by induction float zone processing. Journal of Alloy and Compounds. 2015. 643. P. 182-166.
8. V. Kartavykh, E.A.Asnis, N.V. Piskun, I.I. Statkevich, M.V. Gorshenkov, A.V. Korotitskiy. A promising microstructure/deformability adjustment of β-stabilized γ-TiAl intermetallics. Journal Materials Letters.  2016. 162.  P. 180–184.
9. V. Kartavykh, E.A.Asnis, N.V. Piskun, I.I. Statkevich, M.V. Gorshenkov, A.V. Korotitskiy. Room-temperature tensile properties of float-zone processed β-stabilized γ-TiAl(Nb,Cr,Zr) intermetallic.Journal Materials Letters. 2017. 188. P. 88–9.
10. V. Kartavykh, E.A.Asnis, N.V. Piskun, I.I. Statkevich, A.A. Stepashkin, M.V. Gorshenkov, T.K. Akopyan. Complementary thermodynamic and dilatometric assessment of phase transformation pathway in new β-stabilized TiAl intermetallics. Journal Materials Letters. 2017. 189. P. 217–220.
11. M. Lobanov, E. A. Asnis, N. V. Piskun,É. L. Vrzhizhevskii, O. L. Mikhodui, and I. I. Statkevich. STRUCTURE, MECHANICAL PROPERTIES, AND STRESSED STATE OF WELD JOINTS OF THE TiAl(Nb,Cr,Zr)INTERMETALLICSYSTEM. Journal of Strength of Materials. 2020. Vol. 52. No.2.– Р. 199-204.
12. L.Vrzhyzhevskyi, N.V. Piskun, T.G.Taranova, S. V.Akhonin, I.I.Statkevich, I.L.Bogajchuk, C.O. Zvorykin. Prevention of gold cracks formation during electron-beam welding of alloy based on TiAl system intermetallic compound// Технологические системы. 2019. №1(86). p.43-49.
13. A. Velikoivanenko, A.S .Milenin, G.F. Rozynka, E. L.Vrzhyzhevskyi, N. V Piskun,  T.G. Taranova, C. O. Zvorykin, V. C. Zvorykin. Forecasting of inclination of welded joints of titan γ-aluminide based alloy towards  cold cracking under electron beam welding. Технологические системи. 2019. №3. С.59 – 66 .
14. України О.Р. Гохман, Ю.А. Асніс, Н.В. Пискун, І.І. Статкевич, О.А. Великоіваненко, Г.Ф. Розинка, О.С. Міленін, В.М. Бабич. Дослідження впливу режимів електронно-променевої безтигельної зонної плавки металургійного кремнію на рафінування та структуроутворення зливків. Фізика і хімія твердого тіла. Том 18. №2. С.228-234.
15. Е.А. Аснис, Н.В. Пискун, МИ.И. Статкевич, Е.А. Великоиваненко, Г.Ф. Розынка, А.С. Миленин, И.Л. Богайчук, В.Э. Филатов. Регулирование структуры и фазового состава алюминидов титана, полученных зонной плавкой. Доповіді Национальної академії наук Україні. №6. С. 36-44.
16. Л.М. Лобанов, Е.А. Аснис, Н.В. Пискун, И.И. Статкевич.Улучшение структуры и механических характеристик конструкционных интерметаллидов системы титан-алюминий при направленной кристаллизации. Доповіді Национальної академії наук Україні. №12. С. 51-60.
17. L.M. Lobanov, E.A. Asnis, N.V. Piskun, E.L. Vrzhizhevsky, A.S. Milenin and E.A. Velikoivanenko. Investigation of stress-strain state of welded joints of the system TiAl intermetallics. The Paton Welding Journal. 2019. №11. Р.8-11.
18. Н.В. Піскун, Ю.В. Фальченко, Л.В. Петрушинець, А.І. Устінов, Т.В. Мельніченко, І.І. Статкевич. Формування структури та механічних властивостей з`єднань з інтерметалідного сплаву TiAlNb при дифузійному зварюванні. Автоматичне зварювання. № 2. С.3-10.
19. Л.М. Лобанов, Ю.А. Асніс, Н.В. Піскун, І.І. Статкевич. Вдосконалення механічних властивостей β -стабілізованих інтерметалідів системи TiAl  методом зонної перекристалізації. Доповіді Национальної академії наук України . №8. С. 52-56.
20. Л.М. Лобанов, Ю.А. Асніс, Н.В. Піскун, І.І. Статкевич. Високотемпературні механічні характеристики β-стабілізованого  інтерметалідного сплаву системи TiAl після індукційної зонної плавки. Сучасна електрометалургія. № 2. С. 11-15.
21. Л.М. Лобанов, Ю.А. Асніс, Н.В. Піскун, Е. Л. Вржижевський, Л.М. Радченко. Вплив локальної термообробки на механічні властивості зварних з’єднань інтерметаліду системи TiAl, одержаного методом електронно-променевого зварювання. Автоматичне зварювання. № 9. С.36-41.

Патенти

1. Патон Б.Є., Лобанов Л.М., Асніс Ю. А., Терновий Є.Г., Зубченко Ю.В.

Пристрій для ручного  електронно-променевого зварювання і споріднених технологій у відкритому космосі. Патент на  винахід № 118896, 25.03.2019р., Бюл.№ 6.

2. Лобанов Л.М., Асніс Ю. А., Терновий Є.Г., Зубченко Ю.В., Перепеченко Б.І., Харківська Т.М.,  Шулим В.Ф., Статкевич І.І..,  Глушак С.О.

Спосіб забезпечення високого робочого вакууму в електронно-променвій гарматі та пристрій для здійснення зварювання і споріднених технологій у відкритому космосі. Патент на  винахід № 121773, 27.07.2020р., Бюл.№ 14.

3. Терновий Є.Г., Зубченко Ю.В., Матвійчук В.А., Лікаренко Т.О., Глушак С.О. Спосіб формування електронного пучка електронно-променевої гармати для зварювання та споріднених технологій в умовах відкритого космосу. Патент на  винахід № 117397, 07.2018р., Бюл.№ 14.
4. Асніс Ю.А.,Булацев О.Р., Крюков Лиходід Л.О. Пристрій для наклеювання плівкових покриттів для ремонтно-відновлювальних робіт на поверхні космічних об’єктів у відкритому космосі. Патент на корисну модель № 137492, 10.2019р., Бюл.№ 20