空间站舱内噪声仿真、验证与声源布局优化

文章开展了空间站舱内噪声仿真研究,给出了声学参数设置方法,使用FE/FEM耦合方法和SEA方法完成了空间站模拟舱建模仿真分析,设计了模拟舱噪声验证试验,提出了基于声功率等效的声源模拟技术,证明了两种方法结合可在全频段较好地预示空间站舱内噪声环境,仿真总声压级与测试结果偏差在2 d B以内。最后对空间站的声源布局进行了优化分析,结果表明集中布局更有利于降低噪声水平。     

空间站舱内噪声评价与降噪技术现状及建议

空间站舱内噪声对航天员危害严重,必须对其进行严格控制。文章首先分析了适用于空间站噪声评价的指标以及主要噪声源特点;总结了空间站的噪声预测方法和不同方法适用的频率范围、局限性;介绍了国际空间站的降噪工作,总结了其中的经验和不足;最后结合我国空间站噪声控制的研究现状,对我国空间站降噪工作提出了建议：降噪工作必须贯穿空间站设计、制造和在轨工作的整个过程,才能对噪声进行有效控制。     

载人飞船泄复压过程中轨道舱的噪声环境试验研究

为了考察航天员对载人飞船泄复压过程中轨道舱内噪声环境的适应性,在KM6水平舱进行了相应的模拟试验,对轨道舱中的噪声环境进行了试验测量与研究.试验结果及航天员的实际感受表明,泄复压过程中轨道舱内的噪声环境满足要求,产生的噪声对航天员不会造成伤害.     

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。     

载人航天器密封舱噪声控制与试验

载人航天器密封舱为航天员工作和生活的场所,需对航天员工作区和睡眠区进行噪声控制。文章以某中期驻留载人航天器为例,对其密封舱内的主要噪声源进行识别,并从吸声、隔声、消声、减振4个方面针对主要噪声源进行噪声控制。根据航天器实际噪声源和控制措施,构建了噪声计算模型,通过仿真分析获取了舱体内声压级水平分布,并对舱内噪声分布进行实际测试。仿真结果和测试结果表明噪声控制方案满足指标要求,噪声源识别准确,控制措施有效。     

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。     

载人航天器泄复压地面模拟试验方法

为获得泄复压时间曲线,验证载人航天器泄复压系统功能,须进行泄复压地面模拟试验。文章介绍了应用于载人航天器的泄复压试验方法,通过理论计算和试验结果对比,表明了试验方法的正确性和有效性,可为载人航天器后续型号整舱泄复压地面试验提供参考。     

航天器密封舱真空热试验用压控系统设计与实现

带有密封舱段的航天器在进行真空热试验时,经常需要对密封舱内压力进行调节控制。压控系统具有泄压、复压、稳压功能,可以实现密封舱内压力调控的目的。文章详细介绍了某型号真空热试验用密封舱压控系统的结构原理及设计方法,同时解决了真空低温环境下真空管路的隔热与密封难题。通过模拟测试对系统主要指标进行了验证,结果表明系统能够满足试验要求。     

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。     

全极化微波辐射计加法型模拟复相关器研究

全极化微波辐射计的核心部分是复相关器。介绍了一种加法型模拟复相关器,它采用混合耦合器构成移相网络,在中频将电磁波信号相位调整到特定状态,从而实现了用加法思想获取全部Stokes参量。分别研制了分布参数和集总参数的移相网络,对它们测量并进行比较。最后对加法型模拟复相关器进行了整体测试,给出了噪声源测量下的相位反演能力测试。结果表明加法型模拟复相关器具有较好的极化测量性能。     

电子仪器泄复压试验设备改造

电子仪器泄复压试验是载人航天系统工程中的一项关键技术。文章介绍了北京卫星环境工程研究所泄复压试验设备的改造目的以及改造方案,重点运用理论研究的方法即泄压设计分析与复压设计分析,使改造后的设备同时满足两类技术要求,并结合工程试验研究加以验证。通过调试试验证明,改造后的设备满足相应的技术要求,可以保证泄复压试验的顺利进行。     

载人航天器气动泄压阀可靠性设计与验证

气动泄压阀是载人航天器气闸舱泄压、生活舱换气的关键单机之一,其可靠性直接关系到航天员出舱活动、在轨生活保障的成败。本文对载人航天器气动泄压阀的可靠性设计、可靠性预计、可靠性试验以及可靠性评估技术进行了介绍,通过一系列可靠性保障措施,使气动泄压阀可靠性得到增长,在载人航天器飞行试验中得到了有效验证。     

电子仪器泄复压试验与设备研制

文章提出了载人飞船内电子仪器用泄复压试验设备设计方案,并完成了真空机组的选型和联调工作。通过多项试验证明,该设备满足相关设计要求,可以确保电子设备泄复压试验的顺利开展。     

空间站电源系统信息管理软件重构方案

针对空间站电源系统内部多个单机与其他系统进行多总线通信,实现系统内外之间数据交换的复杂信息管理需求,同时考虑到软件的可靠性和继承性,设计采用架构重构和代码重构的空间站电源系统信息管理软件,具有多任务处理实时性高的特征,能实现传统电源下位机软件代码复用,提高代码复用率。另外,通过设计基于多级静态优先级的任务调度模块,实现多总线数据流的合理通信和多任务的有效处理。文章提出的软件重构方案在空间站电源系统信息管理软件中进行应用,实现了38.47%的软件代码复用率,实时性任务的响应率提高了44.48%,可有效满足空间站电源系统的信息管理任务需求。     

通风系统参数对居住舱人活动区气流分布影响的研究

为系统研究通风系统参数对空间站居住舱人活动区内气流分布的影响,建立了空间站居住舱人活动区及供风管道的物理模型,并采用CFD方法对人活动区流场进行了数值仿真,同时提出舱内名义平均速度vnt=m/√A1A2作为衡量舱内气流分布的特征参数.结果表明:(1)增加散流器阻力,可改善散流器出口流量的均匀性;(2)舱内名义平均流速综合反映了供风流量、散流器截面积和人活动区水平截面积的影响.经过研究发现,在人活动区通风系统设计过程中,要获得满足空间站要求的流速分布,应尽量选择高于30°的进风角度,同时选择合适的舱内名义平均流速值,而名义平均流速值大小与回风口形式、进风角度及散流器位置有关,并受到散流器出口速度小于1.012m/s的限制.     

载人航天器乘员舱空气龄分布数值仿真及试验研究

引入空气龄指标作为载人航天器舱内空气质量新的评价标准。通过空气龄分布研究,能够找出舱内新鲜空气供给较差的位置。建立了载人航天器乘员舱仿真模型,利用FLUENT软件UDS方程求解了舱内空气龄分布。采用示踪气体下降法对仿真结果中空气龄数值较高的位置进行了空气龄试验,测试结果与仿真结果吻合良好。文章的研究结果有助于指导未来我国空间站乘员舱通风系统的设计。     

空间站热分析综述

作为空间站研制、试验和运行管理的重要基础,系统级热分析已在国内外广泛开展。文章对空间站舱内空气流动分析、温湿度控制分析和以流体回路为核心的整体热建模分析等进行了综述,以国际空间站为重点介绍了这些技术的发展、实施方法、技术特点和作用。     

舱门送风/管道回风舱段间通风边界的模拟

为了验证舱门送风/管道回风舱段间通风边界模拟的可行性,研究出口边界、舱内通风和舱段间通风流量对舱内流场的影响,分析了舱门送风/管道回风舱段间通风的特点及相应的模拟边界形式,并采用数值模拟的办法比较了舱段间通风和采用模拟边界后两种状态下舱内热状态的差别.结果表明,当舱段间通风边界不在舱内通风换热主要发生区域时,舱内环境参数在舱段间通风及采用模拟边界两种状态下差别不大,同时当舱段间通风量小于7 m3/min时,改变舱段间通风流量对模拟边界准确性影响不大,这说明模拟舱门送风/管道回风舱段间通风边界可行.     

空间站热收集方式的气压适应性研究

热管理系统是保障空间站正常运行的关键系统,其热量收集通常涉及多种传热方式。 空间站舱内气压下降将削弱空气的对流换热能力,从而造成热收集方式的气压适应性差异。 分析了这种差异及其对空间站热管理的影响。设计了两种针对密封舱的热量收集方式,第 一种单纯用空气强制对流,第二种通过在密封舱内加装冷板,同时采用强制对流、导热和辐 射进行热量收集。首先利用简化的密封舱换热模型给出了描述两种热量收集方式气压适应性 的分析解,然后利用集成全局热数学模型分析给出了热管理系统采用这两种热量收集方式时 压力下降对空间站温度控制的影响。结果表明,当热管理系统以空气对流为主进行热 量收集时,气压下降可能导致舱内温度大幅升高;当同时采用导热、辐射及对流等多种途径 收集热量时,热管理系统的气压适应性较强,有利于空间站的稳定运行。
     

人体代谢耗氧模拟装置的改进设计

为对现有环控生保系统地面验证设备中人体代谢耗氧模拟装置进行改进,针对第1套分子筛耗氧模拟装置气密性不良、耗氧过程中舱压波动大、耗氧效率较低等问题进行分析、计算,提出对空压机及设备管路、工作流程的改进设计方法。测试试验结果证明:改进后的耗氧模拟装置能够满足空间站地面试验的气密性要求,耗氧过程对舱压的影响较改进前降低数十倍,耗氧浓度建立时间由30 min缩减至5 min,为环控生保系统地面验证提供了可靠保障。