空间环境模拟器热沉液氮密闭循环方案及数值模拟

空间环境模拟器中氮系统设备众多,管路复杂,通过传统理论计算设计的系统参数与实际运行结果存在一定偏差,从而导致系统流量和压力偏离预期。为准确分析和确定氮系统的关键参数,运用数值模拟软件FloMaster对某单相密闭循环氮系统进行全系统的一维仿真模拟,研究氮系统中单一设备的模型参数,从而确定影响系统运行的关键参数。将系统仿真计算结果与实际运行结果进行对比发现,液氮管道的阻力损失误差是造成系统流量和压力偏差的主要因素;同时,液氮流量的差异也会对换热过程造成影响,使热沉出口的液氮温度出现偏差。但系统偏差不影响系统的特征参数的变化趋势。综上,这种仿真方法简化了理论计算方法的计算过程,提升了设计效率,为系统设计提供了数据基础和设备选型依据。

高真空环境模拟卧式超长综合试验平台

文章设计了一套高真空环境模拟卧式超长综合试验平台,包括真空腔体、抽真空系统、热模拟系统、冷却水循环系统、控制及数据采集系统以及其他辅助保证系统等。该环境模拟系统主要是为全系统模拟真空环境试验提供条件保障,满足试验过程中关键技术指标的验证要求以及关键设备可以在清晰成像距离范围内实现对目标运动轨迹的标定,为后续项目研发和改进提供技术和测试数据支撑。

自润滑基础运动部件模拟空间环境试验装置研究进展

为评价自润滑基础运动部件在空间环境下的服役状态,指导优化润滑方案设计,需要具备模拟空间环境试验装置以及相应的摩擦磨损性能测试手段。文章分别以涂层型/衬垫型自润滑轴承和涂层型自润滑齿轮为典型对象,介绍了面向空间装备应用的自润滑基础运动部件模拟空间环境试验装置的研究进展;之后分析展望了该领域的研究趋势。

大型空间环境模拟设备真空容器可靠性优化设计

为了解决大型空间环境模拟设备真空容器的传统设计方法效率低,且无法进行可靠性分析等问题,将可靠性设计及优化设计方法相结合,给出了真空容器可靠性指数的定义并建立了真空容器可靠性优化数学模型。进而,基于该模型及序列二次规划算法开发了真空容器可靠性优化设计专用软件。最后,通过设计算例及有限元分析验证了数学模型的准确性和优化结果的可行性。与原始设计相比,可靠性优化设计在保证可靠度不低于99.999%的前提下,使结构质量减小了34.2%。

有机硅热控涂层在模拟空间环境下的原位性能

研究了热控涂层在地面模拟空间环境下的性能变化 ;原位测定了紫外、电子辐照过程中热控涂层的性能变化 ;考察了 K2 Si O3包覆 Zn O情况对涂层性能的影响 ;用扫描电镜 ( SEM)对辐照前后涂层表面微观形貌的变化进行了观察。结果表明 ,无论是缩合型的硅树脂还是加成型硅橡胶 ,在加入 Zn O填料后 ,耐紫外辐照的能力都有明显的提高 ;不同种类涂层在真空紫外辐照作用下表现出不同规律。硅酸钾包覆 Zn O对于有机硅树脂和加成型硅橡胶作基料的热控涂层影响也不同。

基于参数化设计方法的空间环境模拟器集成设计

目前常采用的空间环境模拟器设计模式是不同的分系统利用各自的三维造型软件构建产品的三维几何模型,然后导出到Auto CAD中进行二维的图纸表达。此种设计模式不利于开展协同设计,同时在不同设计软件转换时容易造成设计表达错误。此外,日益激烈的市场竞争,也对空间环境模拟器的快速响应设计提出了更高的要求。因此,根据空间环境模拟器设计流程分析以及设计过程的实际需求,针对容器、热沉、真空、氮流程等分系统设计特点,提出了空间环境模拟器集成设计平台方案;基于统一的数字化设计平台,开展各分系统的协同设计,从而提高产品设计的规范性和重用性,实现空间环境模拟器的数字化高效集成设计。

航天器空间环境模拟器中的等离子体分布规律

低轨道航天器的空间等离子体环境主要为低温、低密度、均匀等离子体,本文详细叙述了低轨道空间等离子体的特点,为了准确校准Langmuir(朗缪尔)探针,对空间模拟装置内等离子体的参数分布进行了详细的实验和数据分析,得到了电子密度、电子温度、空间电位、悬浮电位、德拜长度的分布规律,得出校准装置中心200 mm以内为稳定的等离子体,从而在安装位置上有助于更好地对探针校准。

大型空间环境模拟器真空系统配置技术研究

分别对国内外大型空间环境模拟器的真空系统配置进行了介绍,并对真空系统各个子系统的配置与技术特点进行了分析,重点针对大型空间环境模拟器真空系统中所需的真空抽气策略进行了研究,为后续超大型环境试验设备的研制和试验测试提供了参考。

大型空间环境模拟设备的气氦制冷系统

介绍了大型空间环境模拟设备的气氦制冷系统，说明了气氦系统的作用、工作原理及组成， 并与同类空间环境模拟设备的气氦制冷系统进行了比较与分析。

大型空间环境模拟器热沉气氮调温系统设计与实现

文章结合某型号航天器对调温热沉试验需求,对国内外气氮调温系统进行分析调研,对某空间环境模拟器进行了气氮调温系统流程设计,对影响系统的关键参数如气氮流量、液氮体积流量及有关供气供热管径等进行分析研究和设计实施,并进行了系统调试。调试结果表明,热沉温度均匀性达到±5℃,升/降温速率均达到或超过1℃/min,满足相应的型号试验要求。

空间对接综合试验台温度环境模拟系统及其温场特性

利用液氮喷射散流装置与可控硅控制的电加热器组合来提供高低温环境,采用高精度快速反应电气动调节装置和利用旁通分流方法维持试验空间的稳定压力,以消除对接试验过程中附加压力的影响,建立了一种新型对接机构综合试验台大空间环境模拟系统,并分析了其温场特性以及系统等影响因素.结果表明,所建立的对接机构综合试验台环境模拟分系统能够满足对接试验过程对温度均匀性和升降温速率可控性的要求,高温和低温过程的温度均匀性均能维持在±3°C,通过控制送、回风温差可有效控制温变速率.

大型空间环境模拟器的一种液氮制冷系统

介绍了我国新研制的一台大型空间环境模拟器 Ｋ Ｍ６ 所采用的以液氮为制冷介质的带文丘利管的单项密闭泵增压循环制冷系统， 并给出了该制冷系统的调试结果。

ZM4300光学遥感器空间环境模拟试验设备新技术

ZM4300光学遥感器空间环境模拟试验设备为了满足对温度、真空度、污染量、振动及多种试验模式的要求,采用了一些新技术措施,包括:多种试验模式、污染综合控制技术、大尺寸热沉精确控温和高温度均匀性、热沉兼具液氮制冷和乙醇制冷(机械制冷)模式、多种液氮流程运行模式、卸载隔振设置等。

ZM-4300光学遥感器空间环境模拟试验设备研制

zm-4300光学遥感器空间环境模拟试验设备针对航天光学遥感仪器空间环境模拟试验而设计制造,可进行航天光学遥感仪器的热光学、热真空、热平衡及热循环等空间环模试验.设备包括8个主要分系统;具有液氮和机械制冷两个制冷流程;真空容器24 h累积污染量不大于1.36 g/cm2.

空间环境模拟系统光学窗口组件设计

光学窗口组件作为空间环境模拟系统与外界的接口,是不可或缺的重要组成部件。空间环境模拟系统共有两类光学窗口组件,针对两类光窗组件分别进行了结构方案设计。通过强度理论公式对光窗组件进行了强度校核,采用有限元分析软件计算了压力对光学玻璃表面变形的影响,并分析了光学玻璃表面变形对光窗组件光学性能的影响。计算结果表明：工作过程中,通光口径为Φ150 mm的光窗组件光学玻璃产生的应力为0.82 MPa;通光口径为Φ350 mm的光窗组件光学玻璃产生的应力为3.28 MPa,均满足强度要求。利用Zemax软件分析得到,通光口径为Φ150 mm的光窗组件波像差PV值为λ/8;通过计算得到通光口径为Φ350 mm的光窗组件在Φ170 mm~Φ190 mm环带区域内光程差为0.8 nm,均满足光学性能要求。因此,光学窗口组件结构方案设计既满足强度和可靠性要求,又满足光学性能要求,整个光学窗口组件安全可靠。

对俄出口GVU-600空间环境模拟器研制

GVU-600空间环境模拟器是我国首次为俄罗斯研制的一台航天专用设备,它可以模拟真空、冷黑和太阳辐射3项空间基本参数,主要用于进行卫星热平衡、热真空试验。该设备为卧式圆柱结构,容器内径8m,总长13.5 m,容积600 m3,极限真空1.4×10-5Pa,热沉温度-190℃。文章主要对该设备的技术指标、系统组成及功能进行了介绍,并给出了研制结果。

非接触测温在空间环境模拟试验中的应用研究

文章指出了空间环境模拟试验中采用接触式测温的不足,分析了在大型空间模拟设备中采用红外设备进行非接触温度测量的优点和必要性。

无油真空检漏系统在空间环境模拟试验中的应用

介绍了我国某小型空间环境模拟无油检漏试验设备,并就无油真空系统、检漏系统灵敏度和反应时间等问题作了详细介绍,大量试验证明该无油检漏系统的设计是合理和正确的。

大型空间环境模拟设备试验数据管理研究

针对国内外空间环境模拟设备试验系统数据管理模式,从试验数据采集、试验数据处理、试验数据存储归档以及试验数据移交利用这4个方面进行对比分析,提出国内空间环境模拟设备试验系统在增强试验数据处理能力、建立卫星故障模式分析和危险分析系统(FMECA)以及局部试验数据应用模式向远程同步试验数据应用模式发展的建议。

新型空间环境模拟器气氦制冷系统的研制

文章介绍了载人航天空间环境模拟器的气氦制冷系统。对其设计指标、工作原理及关键部分的研制作了具体说明,并与国内外同类的空间环境模拟器气氦制冷系统进行了比较。