空间环境模拟器

空间环境模拟器(Space Environment Simulator)是模拟太空的真空环境、太阳辐照环境、冷黑环境等的用于航天器或其大型分系统的真空热试验设备。主要技术指标:真空度优于10-4Pa,热沉内壁温度低于100K,对     

热真空试验

热真空试验(Thermal Vacuum Test)是在真空与一定温度条件下验证航天器及其组件各种性能与功能的试验,由冷浸、热浸与变温过程组成。其环境条件为真空度优于6.5×10-3Pa;具有冷黑背景,半球法向发射率大于     

在70m~3容器中获得5×10~(-8)Pa 的超高真空

KM3设备是一个容积为70m~3的大型空间模拟器。1993年将原来用油扩散泵作为主抽气泵的有油抽气系统改造成为用制冷机低温泵的无油抽气系统,并将系统的空载极限真空由9.3×10~(-7)Pa 提高到5×10~(-8)Pa。该系统不仅填补了国内新一代大型无油超高真空系统的空白,而且在国际上也属领先水平。在设计中采用了分压强的概念,深入分析了各种气体成分的影响,成功地解决了所遇到的一系列理论和实际问题,为今后无油系统的设计提供了经验。文中详细介绍了按系统内各种不同气体的分压来进行设计的方法和为获得超高真空所采取的主要技术措施。     

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8 m,总长13.5 m,容积600 m3,极限真空1.4×10-5 Pa,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。     

真空热处理炉在航天产品上的应用

自制真空热处理炉有效炉膛容积φ200×300mm,使用温度1200℃,极限真空度1.33×10~(-3)Pa。由室温边抽真空边加热到700℃,不超过40分钟,真空度不低于4×10~(-2)Pa;升温至1000℃仅60分钟;控温精度达±5℃;冷却速度:空炉从1100℃降至300℃仅35分钟,从300℃降至150℃2小时。用于GH169膜盒固溶并时效后呈银白色,无变形、强度和塑性达标;用于弹性合金3J_1高精度电液伺服阀零件的真空时效强化处理后,表面光亮、变形极小、全部合格;TC_4钛合金蓄压器经真空时效后,表面非常光亮,机械性能很高,沉淀硬化不锈钢工件经时效处理后可保持切削后的金属光泽,康铜箔退火后可保持冷轧材原始的光亮,铍青铜件处理后,不仅保持原有金黄色光泽,甚至比处理前更光亮,机械性能很高。     

基于气相色谱法的电推进航天器氙气泄漏检测系统

为了能够对电推进航天器加注后的泄漏进行检测,对氙气泄漏检测方法和关键技术进行研究,研制了一套基于气相色谱法的氙气泄漏检测系统。试验结果表明,氙气体积分数在1×10-7~5×10-4之间时,系统可以定性定量判断氙气的真实泄漏量(1.0×10-5~5.0×10-2 Pa·m3·s-1);而当氙气体积分数超过5×10-4时,则应定性判断电推进系统有大泄漏(泄漏量10-2 Pa·m3·s-1)。检测系统能够满足电推进航天器加注后泄漏检测任务的要求。     

载人航天器空间环境试验设备的研制

我国的载人航天器空间环境试验设备,是国际上五大典型空间环境试验设备之一.模拟室由3舱组合,主模拟室直径12m、高22.4m,极限真空度4.5×10-6Pa,热沉温度100K.文章对其技术指标、系统组成、功能、特点进行了介绍.     

KM5A空间环模试验设备研制

KM5A空间环模试验设备主要用于为航天器进行地面模拟试验提供真空、冷黑及太阳辐射等空间环境。设备主要包括真空容器、真空抽气系统、热沉、氮系统、测量及数据采集系统、外热流模拟系统等。文章概要介绍了该试验设备的系统组成、主要性能指标及关键技术。     

不锈钢-铜热沉是新的发展方向

文章介绍了KM4铝热沉到KM4铜热沉及从KM3铜热沉到KM3不锈钢-铜热沉的发展过程,充分展现了我国自主研制的空间环境模拟器的强大生命力和技术实力,为我国空间环境工程的发展奠定了坚实的基础。作者认为不锈钢-铜热沉是当今世界的潮流,代表了空间环境模拟器热沉研制的主流方向。     

KM8不锈钢板式热沉激光焊接工艺研究

热沉是空间环境模拟器的重要组成部分之一,用于在真空热试验中产生冷黑环境。我国目前正在研制的KM8空间环境模拟器和KM7A空间环境模拟器的热沉均采用不锈钢板式结构,而不锈钢板式热沉的焊接加工工艺是亟需解决的技术问题。文章介绍了在KM8不锈钢板式热沉激光焊接工艺研究中,采用不同的工艺参数焊接了不同厚度的搭接组合板试件后,对这些试件进行了力学拉伸试验和焊缝分析与检测,并根据检测结果确定了不同厚度板材组合的最佳搭接焊接工艺参数。这些工艺参数在后续的生产实践得到了有效验证。     

小卫星空间模拟器KM3B的研制

空间模拟器是用来模拟空间的真空、冷黑及太阳辐照环境,完成卫星的热平衡、热真空试验,满足卫星研制需要的关键地面大型试验设备。文章概要介绍了研制的一台有效试验空间为φ3 800 mm×4 800 mm的空间模拟器的组成、采用的模拟技术、调试及使用情况。使用结果表明:该设备的各系统运行稳定、可靠,模拟室的真空度、污染量、热沉温度、红外热流模拟系统、温度测量系统等均能满足卫星整星热平衡、热真空试验的要求。     

KM5空间模拟设备的清洁真空改造

随着卫星外露表面光学敏感程度的增加,要求对原 KM5空间环境模拟设备(简称模拟器)进行清洁真空改造。文章系统地叙述了利用2台 TM-1200制冷机低温泵系统取代2台 KY-16油扩散泵系统的清洁真空改造;证实了理论计算与实际运行测得数据基本一致;给出了新旧系统的性能比较;介绍了新系统在“风云一号”、“风云二号”气象卫星真空热试验中的成功应用。     

F3H红外定标试验用空间环模设备

F3H为星载遥感光学仪器红外通道标定和红外系统性能测试专用的空间环模设备。设备主要包括:真空容器系统、真空抽气系统、氮系统、氦气制冷系统、数据采集系统、试验管理系统等。启动氦气流程后,尺寸为2.5m×1m的冷屏的温度可以降至18K以下,真空容器内可获得优于4×10-6Pa的超高真空。该冷屏是目前国内最大的冷屏,可以供4台光学遥感仪器同时进行红外定标试验。通过试验证明,设备各系统性能稳定,运行正常,达到设计指标要求。     

具有吸附性的平板型轨道分子屏离轴区域真空特性的研究

轨道分子屏真空系统,是利用分子屏轨道飞行速度远大于轨道环境大气的平均热运动速度,使空间环境对分子屏产生理想的抽速,在尾部形成气体分子的稀化区,达到极高真空.对平板型轨道分子屏,现有的文献中,仅仅计算了沿对称轴线的压力分布,然而,由于实际的分子屏试验,试件是具有一定尺寸的三维物体。仅仅获得对称轴线上的真空信息是不够的,需要对偏离对称轴线的空间点,进行分析计算.文章针对具有吸附性的平板型轨道分子屏,对偏离对称轴线的压力分布计算,提出了一套计算方法,对500km 的轨道高度,计算结果表明:当考察点与分子屏表面的距离(=|Z0|)小于1.0m,偏离对称轴线的距离小于1.6m 时,真空度维持在优于10~(-10)Pa 的数量级。建议在这一尺度范围进行材料试验。     

液氢、液氧输送管道的二氧化碳冷凝真空绝热

在输送液氢时,为了防止产生两相流,对管道的绝热提出了较高的要求,通常都采用绝热效果最好的真空多层绝热。真空多层绝热要求在低温工作情况下的夹层真空度高于1×10~(-4)毫米汞柱。二氧化碳冷凝真空绝热是靠二氧化碳低温冷凝获得夹层真空度的     

提高空间环模设备中铝热沉高真空气密性的工艺措施

我国大型空间环境模拟器的铝热沉,工作于-196～+100℃的温度,内压最高1.6MPa。其中主容器热沉是一个直径10.5m、高20m 的鼠笼形立式铝列管热交换器。整个热沉由2500多根铝管焊接而成,焊缝数量超过5000道。热沉有很严格的真空气密性要求,整个热沉的总漏率要求不大于1×10~(-6)Pa·m~3/s。文章分别从管件检测、纯铝焊接、高真空检漏等方面论述了确保热沉高真空气密性的措施。     

铝膜反射镜60 keV质子辐照效应

文章研究了在真空和热沉环境下,铝膜反射镜经质子辐照后的光学反射率变化。试验结果表明:60 keV质子辐照后,铝膜反射镜反射率发生了明显的变化。随辐照注量的增加,反射率呈单调减少趋势。当辐照注量达到1×1016 cm-2时,反射率略有下降,且这种变化首先发生在紫外区。随着辐照剂量进一步增加,反射率明显下降,特别是在波长为250~800 nm范围内。经表面形貌分析和机理分析,铝膜反射镜反射率的降低可归结为经质子辐照后铝镜面表面产生了波纹和小丘形貌。     

空间羽流试验台设计与系统测试

基于国外羽流试验经验和国内实际,设计了一套主要由空间环境模拟设备、电加热气体模拟发动机、稳压气源、轴向与径向移动装置、测量系统和温控系统等组成的空间羽流试验系统,并测试了试验系统的温度、压力稳定度等参数.测量结果表明:系统满足发动机模拟空间高度大于100 km长程试车的要求,测试过程中真空舱内压力维持在1×10-3Pa量级,冷阱温度为(93±5)K.系统测量准确可靠,达到设计要求.     

调温热沉设备的状态空间法仿真设计

调温热沉设备日益成为部组件热真空试验的首选,它具有经济性好、使用方便、对试件无遮挡等优点。文章通过状态空间描述的分布参数模型,对调温热沉设备进行仿真设计,得出氮气、热沉、试件三者温度的动态关系,对于进口氮气温度、流量的选择和控制方案的制定都进行了深入的分析。所获取的数据可为采用热沉调温方式的热真空试验提供参考。     

一种热沉调温的自动控制技术

某热真空试验设备热沉调温系统采用开式沸腾系统,能够使热沉温度在一定范围内可调,为产品试验提供一定的交变温度环境。测控系统通过PLC对调温系统设备的测量与控制,实现对热沉调温。副热沉温度稳定度约为±5℃,单点温度稳定度在±3℃之内,基本满足使用要求。