[發明專利]一種航天器在軌狀態泄漏監測的方法

有效

• 申請號: 201110370547.7
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102507106A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 喻新發;閆榮新;孫立臣;洪曉鵬;孟東輝
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M3/26
• 分類號: G01M3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種航天器在軌狀態泄漏監測方法，特別是涉及一種用于空間站艙體在軌狀態泄漏監測方法。

背景技術

泄漏是影響航天器正常發射和運行故障的一個重要因素，更是對載人空間站的重大威脅。空間站應具備艙內壓力實時監測、艙體泄漏故障檢測與報警、密封結構失效情況下的泄漏定位和快速堵漏技術，以避免和減少惡性事故的發生。總裝備部發布載人航天后續任務預先研究項目關鍵技術指南，要求研究空間站在軌檢漏、定位方法和快速檢漏技術，使空間站在軌運行期間，能夠及時發現泄漏問題，向宇航員發出報警，能夠快速確定泄漏位置和泄漏量，并在給定的時間內采取有效措施防止重大事故發生，為空間站的在軌安全運行和宇航員的人身安全提供保障。

目前我國航天器艙體總漏率測試普遍采用壓力變化檢漏方法，該方法是通過絕壓計或差壓計測量被測航天器艙體壓力的變化來確定總漏率的。并且空間站在軌狀態下泄漏監測提出以壓力變化監測方法判斷泄漏故障及泄漏水平，但該方法存在以下問題。

1)壓力變化檢漏方法雖然直觀方便，但空間站在軌狀態泄漏監測不僅受到艙內溫度變化及梯度的影響，而且受到環控生保系統壓力調節、航天員消耗及艙內溫濕度變化的綜合影響，這些影響因素不僅與壓力密切相關，而且其影響值遠遠超出國際空間站在軌狀態下泄漏水平。

2)傳統的壓力變化泄漏監測方法應用于空間站在軌泄漏監測，系統結構非常復雜，且只能判斷大量級的泄漏故障，評估很粗糙，容易誤判。

發明內容

本發明的目的是提供一種航天器在軌狀態泄漏監測方法，以便快速準確分析確定出航天器艙體在軌狀態下泄漏漏率。

本發明所提供的具體方案如下：

本發明的航天器在軌狀態泄漏方法，包括以下流程：

1)艙段分隔后壓力監測：航天器各艙段的艙門關閉，啟動各艙段的壓力變化監測系統，壓力變化監測系統包括總壓傳感器、溫度傳感器、差壓傳感器、二氧化碳分壓傳感器、氧分壓傳感器，所述壓力變化監測系統綜合利用環控生保系統測得的壓力參數監測艙內的壓力變化量；

2)艙體注入氖氣并平衡：通過氖氣源，向艙體注入氖氣，將艙體內部環境中氖(Ne)的濃度由20ppm(0.002％)提高到100ppm(0.01％)，然后利用艙內風機將艙體內部氣體循環混合均勻，以便艙體內部氣體壓力及溫度達到平衡；

3)取樣分析：啟動艙內質譜分析儀器，通過其取樣器對艙體內部氣體連續循環取樣分析，通過方程式(1)計算艙體內部初始時刻氖氣分壓力變化及艙體結構總漏率；

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式(1)中：P_t為時間t后艙內氣體的總壓值，P₁為艙內氣體的總壓初值，γ_t為時間t后艙內示漏氣體的濃度值，γ₁為艙內示漏氣體的濃度初值，γ₀為基準容器氣體的濃度值，V為艙體內容積，Q_t為艙體結構總漏率。

4)質量流量分析：通過質量流量計，實時監測環控生保系統供氣質量和排氣質量，同時剔除航天員消耗氣體質量，通過方程式(2)分析計算艙體漏率。