[發(fā)明專利]用于航天器密封艙壓力防護系統(tǒng)的測試系統(tǒng)及測試方法

有效

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• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110525698B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 王晶;李西園;畢研強;紀欣言;黃念之;武越;方明元
• 申請（專利權）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00;G01L19/00;G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種用于航天器密封艙壓力防護系統(tǒng)的測試系統(tǒng)及測試方法，測試系統(tǒng)包括第一空間環(huán)境模擬設備、第二空間環(huán)境模擬設備、模擬艙體、應急壓力防護系統(tǒng)、進氣管路組件和泄壓管路組件，泄壓管路組件包括泄壓管路，泄壓管路上設有第二程控開度閥門，進氣管路組件包括進氣管路，進氣管路上設有第一程控開度閥門；其中第二程控開度閥門控制泄壓管路向第二空間環(huán)境模擬設備的泄壓速率，實現(xiàn)不同航天器在軌不同漏孔的模擬，第一程控開度閥門控制進氣管路向模擬艙體內的復壓速率，用于漏孔等效直徑標定。模擬航天器在軌發(fā)生失壓事故時艙內壓力防護系統(tǒng)的工作過程，評估壓力防護系統(tǒng)性能，為未來載人航天器的安全性提供支撐。

技術領域

本發(fā)明一般涉及航天器地面試驗技術領域，具體涉及一種用于航天器密封艙壓力防護系統(tǒng)的測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術

載人航天器在軌失壓是嚴重危害航天員生命安全的故障之一，其原因包括：1)微流星、空間碎片擊穿；2)加工缺陷；3)環(huán)控生保系統(tǒng)本身故障。其中環(huán)控生保系統(tǒng)故障本身所引起的失壓往往無法對漏洞進行封堵，難以對系統(tǒng)進行修復，是最嚴重的故障類型之一。在目前載人航天器在近地軌道發(fā)生失壓時，一般由航天員穿著應急壓力服，啟動應急供氧系統(tǒng)，其中壓力服壓力制度、供氧量隨座艙壓力下降逐漸變化，最后穩(wěn)定至27-40kPa的純氧。同時，啟動飛船與空間站的分離程序，開啟自主返航系統(tǒng)，一般而言，從失壓發(fā)生至返回地面僅需要不足1個小時，遠遠小于應急壓力服的最大允許工作時間。

在載人登月任務中，飛行時間遠遠長于近地軌道空間站任務，在全任務周期中，最長可能需要接近10天的時間進行返回，目前基于艙內壓力服的方案無法滿足未來登月任務中的壓力防護需求，目前壓力防護方案充分利用艙內環(huán)控生保系統(tǒng)，對艙內、艙外宇航服系統(tǒng)進行改進，開發(fā)充氣艙等新型硬件等。然而，目前對于新型應急壓力防護系統(tǒng)測試尚無成熟的方案，現(xiàn)有的方案是在空間環(huán)境模擬容器上開發(fā)可控快速泄壓系統(tǒng)和載人航天器泄復壓模擬系統(tǒng)，前者可模擬組件的快速泄壓過程，后者可模擬載人航天器在軌道的不同工作壓力。而對于登月飛行器長達10天左右的工作狀態(tài)進行模擬，其主要問題在于：

目前的快速泄壓系統(tǒng)主要用于模擬航天器主動段的快速壓力變化過程，是根據(jù)現(xiàn)有的壓力下降曲線進行模擬，而壓力防護系統(tǒng)測試中，盡管通過熱工基本公式可以對艙內壓力曲線-漏孔直徑間建立理論聯(lián)系，但在地面試驗環(huán)境中，由于系統(tǒng)管路沿程阻力損失等因素，很難通過壓力對漏孔直徑進行等效，不能確定閥門開度與等效漏孔直徑的關系，無法得到有效的測試結果。

因此，設計一種可在使用環(huán)境下對登月飛行器壓力防護系統(tǒng)進行測試的系統(tǒng)具有積極的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容

鑒于現(xiàn)有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種用于航天器密封艙壓力防護系統(tǒng)的測試系統(tǒng)及測試方法。

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所提供的技術方案是：

第一方面，本發(fā)明提供一種用于航天器密封艙壓力防護系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，其特殊之處在于，包括第一空間環(huán)境模擬設備、第二空間環(huán)境模擬設備、模擬艙體、應急壓力防護系統(tǒng)、進氣管路組件、泄壓管路組件和終端設備，所述應急壓力防護系統(tǒng)設于所述模擬艙體內，所述模擬艙體設于所述第二空間環(huán)境模擬設備內，所述模擬艙體內設有用于測量環(huán)境參數(shù)的多個傳感器，通過所述多個傳感器對所述模擬艙體內的環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測，判斷所述應急壓力防護系統(tǒng)是否滿足設計要求，所述多個傳感器分別通過數(shù)據(jù)采集器與所述終端設備電連接；

所述進氣管路組件包括進氣管路，所述進氣管路的入口與出口之間設有第一程控開度閥門，所述進氣管路的入口與所述第一程控開度閥門之間設有流量計，所述進氣管路的入口連接有供氣組件，出口穿過所述第一空間環(huán)境模擬設備伸入所述模擬艙體內，所述泄壓管路組件包括泄壓管路，所述泄壓管路上設有第二程控開度閥門，所述泄壓管路的入口伸入所述模擬艙體內，出口穿過所述第一空間環(huán)境模擬設備伸入所述第二空間環(huán)境模擬設備內，所述第一程控開度閥門和所述第二程控開度閥門分別與所述終端設備電連接。