[發明專利]一種小型高剛度真空環境模擬裝置

有效

• 申請號: 201710434832.8
• 申請日: 2017-06-10
• 公開（公告）號: CN107215490B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 程偉;曹露;劉飛虎;李雄飛;李名
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明公開了一種小型高剛度真空環境模擬裝置，包括：結構支撐系統：主要由內外艙體、內外艙體之間的水泥層、剛性地基以及艙門組成；真空環境保障系統：包括螺桿真空泵、擴散泵以及連接管路等，可提供并維持特定的艙內氣壓值和真空度；真空環境監測系統：主要包括壓力監測表、溫度監測表和觀測鏡，可以實時監測艙內氣壓、溫度和試驗動態；微振動試驗配套系統：主要由接線端子和內艙接口等組成，接線端子可實現將艙內試驗線纜與外部連接，內艙接口可為試驗提供高剛度的安裝界面。該小型高剛度真空環境模擬裝置可以為航天器活動部件地面微振動試驗模擬在軌真空環境，并提供所需的高剛度測試條件。

技術領域

本發明涉及真空環境模擬的技術領域，具體涉及一種小型高剛度真空環境模擬裝置，在真空環境下具有良好的剛性地基，可提供滿足實驗要求的地面微振動時航天器活動部件實際真空環境。

背景技術

為消除大氣壓造成的初始應力對航天器活動部件擾動特性測試的影響，獲取接近在軌狀態的擾動特性，需要在地面微振動時研制能夠模擬航天器活動部件實際真空環境的真空設備。在真空環境下開展擾動力測試需要有良好的剛性地基，目前真空罐均不具備條件。針對現有真空罐剛度不滿足測試要求的問題，需要研制了滿足航天器活動部件地面真空環境測試精度和剛性要求的小型高剛度真空環境模擬裝置。該裝置可提供六分量測力平臺、激振器安裝和試件懸吊的接口。利用小型高剛度真空環境模擬裝置和六分量測力平臺，可形成具備擾動力測試能力的真空環境。這對于衛星活動部件真空環境擾動特性試驗分析并消除擾動從而提高航天器的姿態控制精度和加強航天器的安全設計有著非常重要的工程意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有真空罐剛度無法滿足航天器活動部件實際真空環境測試要求的不足，研制了一種小型高剛度真空環境模擬裝置。滿足航天器活動部件地面真空環境測試精度和剛性要求，為衛星活動部件真空環境擾動特性試驗提供可靠的測試環境。

本發明要解決其技術問題所采用的技術方案是：一種小型高剛度真空環境模擬裝置，包括結構支撐系統、真空環境保障系統、真空環境監測系統以及微振動試驗配套系統，其中：

結構支撐系統主要由內艙體、外艙體、內外艙體之間的水泥層、剛性地基以及艙門組成，內艙體、外艙體之間用水泥灌實，外艙體安裝在剛性地面基礎，開口一面裝有艙門，艙門與外艙體之間有橡皮墊圈，用螺栓將艙門和外艙體之間橡皮墊圈壓緊后可實現氣密封；

真空環境保障系統包括螺桿真空泵、擴散泵以及軟管，螺桿真空泵、擴散泵通過橡膠層安裝在地面，并且通過橡皮軟管與外艙體連接，真空環境保障系統可以提供并維持試驗所需的艙內氣壓值和真空度，并且真空環境保障系統與結構支撐系統之間采用軟管連接，不會對整個試驗系統附加額外的振動；

真空環境監測系統主要由壓力監測表、溫度監測表以及觀測鏡組成，壓力監測表安裝在抽氣口管路上，在螺桿泵前端，溫度監測表采用數顯溫度傳感器置于艙室內部，通過接線端口連接外部顯示端，外艙體一側安裝有鋼化玻璃的觀測鏡，真空環境監測系統可以實時監測艙內氣壓和溫度，并且能夠實時觀察到內部試驗情況；

微振動試驗配套系統主要由接線端子以及內艙接口組成，接線端子可以實現將艙內試驗線纜與外部連接，內艙預留的內艙接口是為測試設備提供高剛度的安裝接口，內艙預留的螺紋接口可以為測試設備提供高剛度的安裝界面，接線端子可以實現將艙內試驗線纜與外部連接，且具有高氣密性。

其中，內艙體、外艙體均由一面開口的五面體鋼殼組成，內艙體、外艙體之間用水泥灌實，內艙體內側至外艙體外側厚度為80mm，可以保證較高的剛度和強度，外艙體開口一面裝有艙門，艙門與外艙體之間有橡皮墊圈，用螺栓將艙門和外艙體之間橡皮墊圈壓緊后可實現氣密封，外艙體安裝在剛性地面基礎，可為試驗提供所需的高剛度基礎支撐，并且外艙體上留有接線端子、抽氣端口以及觀測鏡。

其中，真空環境保障系統所有設備均安裝在艙室外部，螺桿真空泵、擴散泵通過橡膠層安裝在地面，并且通過橡皮軟管與外艙連接。