空間技術(shù)對真空環(huán)境的要求詳解
發(fā)布時間：2019-05-07 21:36:32 | 人感興趣 | 評分：3 | 收藏：
真空在航天工業(yè)中得到廣泛應用。衛(wèi)星、飛船、航天飛機等飛行器在空間飛行，除了受到真空環(huán)境影響之外，還要受到太陽輻射、各種帶電粒子及溫度的影響。這些因素將造成材料性能的改變，使材料損傷，儀器失靈，破壞航天器的正常工作，甚至造成人身傷亡。為此，必須建立與空間環(huán)境相似的模擬設備，使飛行器上天之前通過地面模擬實驗，消除隱患，以確保飛行時的可靠性。模擬設備種類很多，與真空環(huán)境息息相關(guān)的設備有四類：火箭發(fā)動機模擬設備、宇航員訓練密封艙、熱真空模擬設備、元件材料試驗設備。
宇航員訓練密封艙這類設備真空度要求不高，低真空或中真空即可。但為了長期保障人的生命安全及訓練環(huán)境的要求，對艙內(nèi)環(huán)境的要求是嚴格的。如我國研制的載人飛船艙內(nèi)氣候環(huán)境的地面模擬設備(稱之MBC設備)，主要用途是對載人飛船艙內(nèi)的氣體成分、壓力制度和微小氣候進行醫(yī)學研究;對宇航員的生活、飲食制度及能量代謝進行醫(yī)學研究;對艙內(nèi)生命保險系統(tǒng)(包括空氣再生和凈化系統(tǒng)及測試設備)進行考驗和實驗研究;對宇宙服的壓力制度及通風散熱去濕性能進行實驗研究。為確保宇航員在艙內(nèi)生活與工作的安全，其艙內(nèi)氣體環(huán)境參數(shù)為：
壓力：(10^5～2.5×10^4) Pa±2.6×10^2Pa，減壓和復壓速度可調(diào)：O2分壓為9.3×10^3Pa～5.3×10^4Pa; N2分壓為2.6×10^2Pa; He分壓為13×10^4Pa～8×10^4Pa; CO2分壓為6×10^2Pa—6.6×10^3Pa。有害氣體控制在允許范圍之內(nèi)，過濾設備保證空氣新鮮。
微小氣候：溫度10℃～40℃(常用溫度10℃～35℃，若進行40℃實驗，時間不大于4h);水蒸氣分壓為6.6 X10^2Pa_3×10^3Pa，保證相對濕度為30%—70%;風速小于0.3m/s。
艙內(nèi)備有的消音、照明、防交流電干擾、滅火設備及整個密閉循環(huán)系統(tǒng)，包括艙內(nèi)的設備必須符合高濃度氧氣的實驗要求，絕對防止產(chǎn)生火災。必要時可在60s內(nèi)緊急復壓至地面水平。
熱真空模擬設備主要用于對衛(wèi)星、飛船整體或部件進行熱平衡和熱真空試驗。這類設備主要包括真空系統(tǒng)、太陽模擬器、熱沉三大部分。試驗的目的是在鑒定或驗收級溫度條件下，暴露衛(wèi)星的設計與工藝問題，考核工作性能，驗證飛行功能，以保證衛(wèi)星在空間運行的可靠性。美國戈達德宇宙飛行中心對五個衛(wèi)星試驗結(jié)果作出的統(tǒng)計表明，熱真空試驗發(fā)現(xiàn)的故障占總故障的一半以上。
衛(wèi)星研制過程中對潔凈度的等級要求是明確的，它將按照航天產(chǎn)品環(huán)境分類和等級的要求提出具體技術(shù)指標。如某型號衛(wèi)星研制過程中，機械產(chǎn)品組裝(包括儲箱、高壓氣瓶在內(nèi))環(huán)境的潔凈度規(guī)定為10萬級。為此用于焊接儲箱的高真空電子束焊機，焊接真空室的潔凈度就必須是10萬級。整個儲箱的工藝裝配應在10萬級潔凈車間里進行。
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