MX-2中性浮力模拟航天服的系统概况和使用

美国马里兰州大学航天系统实验室已研发出一种可完全用于中性浮力环境使用的MX-2模拟航天服并对其进行了测试。人穿着这种模拟服在中性浮力研究设施中进行的反复测试表明，这种模拟服可以逼真地模拟实用的舱外活动（EVA）航天服。日常可用它模拟EVA，可模拟相当于当前EVA服的关节限制因素、工作活动范围、以及视觉和听觉环境。改进的手套和靴子、通信头戴装置、服装内置水袋和个人装备更近似于EVA航天服。先进的尺寸调节系统和配平系统允许身高范围在1．73m-1．91m、体重在54．4kg以内的被试穿着体验。此外，集成到服装内的仪器设备可以监控和收集来自服装和被试的关键数据。对液冷服（LCG）出入口温度、心率、气体温湿度的记录为任务之间或被试之间的对比提供定量指标的度量。这些定量测量能够用于研究代谢负荷，并能向测试指导人员发出性能下降、系统故障或生理应急的警告。近期正在应用MX-2服进行大量的EVA研究。其中包括各种级别的人机交互，包括从EVA作业中的灵巧操作者的支持到直接把机器臂集成到服装系统中。MX-2服的设计也促进了双向高频带宽通讯技术的使用，它针对先进控制和显示技术进行实验评估，为穿着被试提供了实时训练和保障。MX-2服是一件非常有价值的装备，为研究人员提供了一种低成本的模拟器，以用它获得EVA模拟经验。这也是未来研究EVA技术的一个很有用的平台。     

利用PIV方法测量半浮区液桥热毛细对流的速度场

利用PIV法对硅油液桥热毛细对流的定常速度场进行了实时测量。为了便于测量，液桥上桥端面采取了铜环中嵌透明材料的方法，从液桥的顶部进行观测。当液桥上下桥有温差时，热毛细对流出现；本实验对于不同上下桥的温差，对液桥横剖面内的速度场分别进行了测量，研究外加温差对于流场速度分布的影响；并且在液桥中取了几个典型横截面进行测量，以期对大件数液桥的定常速度场有比较全面的定量测量。此外，实验结果也可作为数值模拟计算结果的验证。     

水下训练服中性浮力姿态的一种量化测试方法

出舱活动模拟失重试验和训练中,复杂作业时需要水下训练服的姿态在直立位、水平位之间调整,由于缺乏对服装中性浮力姿态的定量描述,通常情况下配平难以达到模拟在轨失重状态时姿态大范围变化要求。分析了水下训练服的姿态及其受力关系,总结了水下训练服中性浮力姿态描述的定量指标,提出了一种姿态测试方法,设计并研制了一套姿态测试系统,并对水下训练服进行实际测试。结果表明：该指标可有效描述水下训练服的中性浮力配平姿态,提高配平效果。该指标也适用于其他水下中性浮力设备。     

流动环境中三维圆形垂直浮力射流特性实验研究

为了揭示流动环境中三维圆形垂直浮力射流的规律,运用MicroADV流速测量系统和温度测量系统对不同射流——来流流速比情况下的圆形垂直热水浮力射流进行了实验研究。在对试验所得的速度场、温度场资料进行整理的基础上,对流场的流动结构,射流中出现的分叉现象,射流轨迹线,湍动能等时均特性和紊动特性进行了分析。认为基于最大速度和最高温度的射流轨迹线是不同的,射流横断面上两高温区的夹角的范围同前人在空气中所作试验是一致的。表明试验结果是可信的,可以用于揭示圆形浮力射流的规律和数值模拟的验证。     

蒸发效应与热毛细对流耦合现象的实验研究

实验研究了矩形液池中蒸发薄液居中蒸发效应与热毛细对流的耦合机理. 对于单纯的热毛细对流稳定性从实验和理论上已有深入研究,但目前国际上对带有菇发界面的热毛细对流问题尚缺乏研究. 特别是近来的研究发现,气液界面的蒸发对热毛细对流稳定性有很大的影响. 本实验以温度为主要控制参数,测量了不同工况下蒸发界面不同点的蒸发速率和表层温度,并利用 PIV 方法分析得到了液体内的嘛场分布. 实验结果发现,随着沿界面的温差增加,蒸发液体内的流型从稳定的单涡胞结构变为稳定的多祸胞结构,并最终演变为紊流结构. 综合分析以上测量结果并与理论分析结果进行了比较。      

奇异的沸腾现象

在低重力状态下观察液体沸腾是个不可思议的实验。它有很多的娱乐成分．但是它也使科学家们获得一些重要的物理知识。     

旋转弯管内耦合对流换热特性研究

由于离心力，科氏力，和离心型浮力（Centrifugal-type Buoyancy force）同时出现，使得旋转弯管内的流动和换热特性更为复杂。本文考虑了温度与密度的耦合关系，对旋转弯管的对流换热问题进行了数值研究。分析了不同F数（科氏力和离心力之比），Ran数（旋转Rayleigh数）,以及Ro数（Rossby数）下的二次流动、轴向主流、温度场、摩擦系数比、努塞特数比变化规律。为工程上解决旋转弯管道内耦合对流换热问题提供了可靠的理论依据。     

微重力燃烧研究进展

微重力燃烧是一门非常新的学科,它研究在微重力环境下的基本燃烧过程。本文概括最近几年刚发展起来的以下几方面的进展:微重力燃烧研究所用的设备;固体材料的着火性;预混气燃烧;液滴燃烧;颗粒群燃烧;空间飞行器着火安全性。最后对我国开展微重力燃烧研究提出建议。     

美国准备新建中性浮力实验室

最近,美国投资三四千万美元,准备在约翰逊航天中心(JSC)新建一个中性浮力实验室(NBL),这是JSC的第三个中性浮力模拟设备。第一个是1966年建成的浸水设备(WIF),其尺寸为25英尺(直径)×16英尺(深);第二个是1980年建成的失重环境训练设备(WETF),尺寸为78英尺(长)×33英尺(宽)×25英尺(深);新建的NBL尺寸是235英尺(长)×135英尺(宽)×60英尺(深),相当一个足球场缺一端那么大,9层楼那么高,在美国同类设备中可算最大最深的了。它是钢筋混凝土结构,壁厚12英尺,底厚8英尺,重量超过10~8磅。 NBL能模拟航天器在空间所处的微重力环境。其原理是将试验对象(人和物)全