航天器出舱过闸压控系统设计研究

过闸压控是平衡舱内外压力,实现物资或人员在航天器舱内外转移的必须步骤。出舱过闸降压和返回过闸复压是过闸压控系统的两个主要功能。出舱过闸降压的方法包括排气泄压和储气降压等,排气泄压方法的控制设备简单,但是排气过程中需要消耗气体资源;储气降压方法需要配置抽气设备,但是可以有效节约气体。返回复压的方法包括供气复压和舱间复压等,可根据泄压模式配合使用。本文从理论上分析了航天器过闸压控的过程,提供了过闸压控系统设计的几种技术方案。单舱段飞行器适合采用排气泄压配合供气复压的模式,多舱段飞行器适合采用储气降压配合舱间复压的模式。根据具体任务需求,还可以采用两种模式复合的方案。

人员闸门辅助支撑设计研究

为改善人员闸门安装部位的受力状态,提高人员闸门安装结构的可靠性,本研究通过设计一种辅助支撑结构,对人员闸门悬臂端提供额外的支撑。辅助支撑设计中考虑了补偿人员闸门安装位置的相对位移,不会对人员闸门产生不必要的外力;并对是否增加辅助支撑人员闸门安装部位的受力状态进行建模分析比对。分析结果表明,在增加了辅助支撑后,可有效改善人员闸门安装部位的受力状态。因此,本文研究的人员闸门辅助支撑结构设计是有效可行的,并且在满足操作性的同时还有效改善了人员闸门安装部位的受力状态。

我国空间站出舱活动通用设计和实施技术

空间站要达到长期在轨安全、可靠运行要求,必须具备出舱开展维修和组装的能力。文章在对我国空间站出舱活动任务目标分析的基础上,提出了我国空间站组合体系统级出舱活动设计,阐述了空间站出舱活动通用设计和实施技术,例如气闸舱通用过闸技术和机械臂转移航天员技术。最后,总结了从核心舱发射至今我国空间站出舱活动在轨实施情况,并对出舱技术后续在载人登月及光学舱的应用情况进行了展望。

天宫空间站在轨货物进出舱功能的设计与验证

为增强空间站对舱外载荷的支持能力,提升舱内外货物的进出效率,减少航天员出舱次数,降低航天员出舱风险,空间站梦天实验舱设计了货物自动进出舱功能。本文从货物进出舱功能方案出发,介绍了包括货物转运功能、外舱门功能、泄压、复压、气体复用功能在内的关键子功能的地面试验验证及在轨试验验证工作。地面及在轨试验验证结果对比表明:货物进出舱方案设计合理,地面验证结果和在轨数据一致性好,产品性能稳定,有效地提高了空间站货物进出舱效率。

华龙一号核电机组不同运行工况下反应堆厂房人数控制分析

核电站生产运行阶段,合理控制不同运行工况下进入反应堆厂房的人数,对保障进入反应堆厂房人员安全和兼顾生产效率(大修期间,进入反应堆厂房人数的多少,对大修进度有影响)具有重要意义。本文对比分析了CPR1000型和EPR型机组进入反应堆厂房人数控制情况,制定了华龙一号核电机组反应堆厂房人数控制方案。该方案可用于华龙一号商运后的实际生产工作中,也可为国内其他堆型机组控制反应堆厂房人数提供参考。

人员闸门通道升降底板的结构设计

本文介绍了一种由底板以及在底板下方的电机、丝杠、换向器和联轴器等组成的人员闸门通道升降底板结构。满足人员闸门内门与外门不同时开启一般性要求的前提下,能显著提高物品经人员闸门通道运输的平稳性和安全性。

“神舟七号”飞船热控分系统设计和在轨性能评估

针对出舱活动飞船热控设计难点,简要介绍了其热控方案,并对热控分系统在轨飞行数据进行了深入分析,综合评估其在轨工作性能。飞行试验表明,飞船在待发及上升段、自主运行段、出舱活动段、返回再入段,热控分系统均具有良好的温度调控能力和适应能力,整船仪器设备温度及密封舱空气温湿度均满足指标要求。

核电站安全壳人员闸门应力分析--结构改进及其规律

安全壳是核电站防止放射性物质外泄的重要屏障,也是最后一道屏障。本文对某在建核电站安全壳重要贯穿件人员闸门进行了在自重、压力载荷下的静态分析、模态分析、地震载荷下的分析和屈曲分析。事故工况下温度载荷对设备的影响采用了简化弹塑性分析的方法。对设备在各使用限制条件下的应力进行了载荷组合与评定,结果显示,设备原设计无法承受核电站严重事故下的压力载荷。为此,作者提出了结构修改方案及其受力规律。经改进的结构的应力分析和评定结果表明,修改设计后的人员闸门满足ASME B&PVC第Ⅲ卷的规范要求。论文也指出了原设计不满足ASME规范的结构方面的原因和历史、法规方面的原因,得到了安全壳贯穿件设备设计需关注的力学问题。

舱外活动系统述评

舱外活动(EVA)系统可分为3部分:1)航天员装备系统,包括舱外航天服(EVA航天服)、安全系绳和机动装置;2)空间支持系统,包括气闸、约束装置、EVA工具、在轨训练设施、遥控自动操作装置,以及表面运输工具;3)地面试验、训练与保障系统,包括减重/失重设施、热/真空试验舱、虚拟现实模拟系统、星体表面模拟场地,以及任务保障设施。文章阐述EVA系统的组成与功能,评述EVA技术现状及发展趋势。

出舱活动气闸舱环境控制与出舱保障系统研制

在出舱活动任务中,气闸舱是航天员出舱必经的过渡通道,是完成出舱活动必不可少的一个重要系统。本文介绍了我国出舱活动气闸舱环境控制与出舱保障系统的研制过程及飞行验证结果。

神舟七号飞船气闸舱热试验方法

简要介绍了神舟七号出舱活动飞船气闸舱单舱热试验(包括热平衡试验和泄复压热试验)情况,分别给出了试验技术状态、试验工况、试验过程及典型的试验结果等,重点论述了舱段级热试验所采取的通风对流换热模拟、流体回路换热模拟、固体传热边界模拟的关键技术。将试验结果与飞行遥测数据进行了比对分析,两者一致性很好,表明所采取的热边界模拟方法合理正确,舱段级热试验获得了成功,达到了缩短研制周期、节约研制经费的预期目的。

气闸舱泄复压热力过程研究

为满足航天员出舱活动的需要,出舱活动飞船气闸舱在满足载人飞船密封舱一般要求外,还需经历泄压和复压两个热力过程。伴随气闸舱的泄复压过程,舱内空气因泄压而发生热力膨胀降温现象,因复压而出现热力压缩升温现象;复压用气瓶在气闸舱复压过程中压力急剧降低也出现降温现象,其降温程度将影响气闸舱复压后舱内温度水平。运用热力学方法对气闸舱泄复压热力过程进行分析,并通过地面和在轨飞行试验验证了分析的正确性,本文工作将为后续载人航天器气闸舱的热控设计提供参考。

液压挖掘机气穴现象的机理及控制措施

以WY l00型液压挖掘机的液压系统为例,较全面地论述了气穴现象产生的机理,造成的危害及应采取的防范措施。

煤矿井下风门自动控制系统

分析了现有控制系统的基本特点,研究了煤矿井下自动风门的组成和液压系统的控制机构,设计了风门自动控制系统。通过分析人车在风门区域行走往复的状态特点,研究利用多个微波传感器对人员通行状态进行估计与分类处理,并给出了系统控制状态转移图。

航空发动机滑油泵气塞的预防措施

滑油供油泵气塞是航空发动机滑油系统设计必须解决的问题。基于流体力学的观点,系统地介绍滑油泵气塞形成的原理,详细分析几种典型的发动机滑油防气塞方式,指出了其特点及设计注意事项。

大型空间站气闸舱气体复用技术研究

气体复用技术回收利用了气闸舱出舱活动泄压的大部分气体,对空间站的长期经济运行具有重要意义。文章调研了"国际空间站"气体复用技术,包括美国联合气闸舱及日本实验舱气闸室。重点介绍联合气闸舱气体复用系统组成、硬件设计及性能,并阐述了泄压方式的冗余设计。初探了我国空间站气闸舱气体复用技术,经论证,我国空间站气闸舱气体复用技术拟采用转移抽送的技术原理,与"国际空间站"气闸舱气体复用技术方案有不同特点。探讨了气体复用技术的地面试验方法,对试验条件的影响性进行简要分析总结。文章的技术方案简便可行,可应用于我国空间站的建设。

当代出舱活动技术发展

出舱活动技术有多种分类方法和广泛用途,并需使用气闸舱、舱外航天服等一些先进而复杂的硬件设备。40多年来,经过苏联/俄罗斯、美国等国的专家的不断开发,出舱活动技术已有了长足的发展。俄美两国在出舱活动系统方面各有特色,在出舱训练技术方面也各有千秋。中国航天员将进行首次出舱活动,成为世界上第3个完全独立实现出舱活动的国家。

油液中气穴含量对高压叶片泵瞬时流量影响的分析

高压叶片泵在预升压过程中减振阻尼的引油过程和工作腔的闭死机械压缩过程改变了泵的瞬时流量的波形、增大了流量脉动,针对这一问题,探讨了油液中气穴的体积含量对预升压过程和瞬时损失流量的影响;同时对泵的瞬时流量进行了仿真。

安全壳闸门用O形密封圈非线性有限元分析

安全壳人员闸门和设备闸门是保证安全壳压力边界密封性和完整性的重要组成部分。闸门密封性直接关系到人员的安全性。闸门通过O形密封圈实现密封功能,本文采用ANSYS Workbench17.0建立O形密封圈二维轴对称模型,通过两个荷载步模拟密封圈预压缩和受介质压力两种状态,研究不同密封沟槽尺寸、不同初始压缩率以及不同O形圈硬度下O形密封圈的变形、应力和最大接触应力的变化,为闸门密封设计提供依据和参考。

气液置换型防气锁反馈泵的研制与应用

稠油黏度大,流动性差,现场大多采用高温蒸汽注入油层来稀释降黏,液力反馈抽油泵既能抽油又能注汽,还具有下行反馈力,因此在稠油井得到广泛应用,但是稠油井内大多含有伴生气体,常规反馈泵没有排气功能,在使用中常因气锁而导致泵工作失效,油井不能连续生产。为此,研制了气液置换型防气锁反馈泵,该泵在反馈泵上设计有排气装置,给进入泵内的气体提供排出的通道,使其具有防气锁功能,从而提高泵效,延长抽油泵使用寿命。