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真空技术在航天航空领域的应用

2021/9/1

真空技术与航天技术密切相关的主要环节来自于空间的环境模拟,因为运载火箭、人造卫星、载人飞船、空间站、宇宙探测器以及航天飞机等各种空间飞行器,在空间飞行的过程中、都是在宇宙的自然真空中进行的。

因此他们除了直接的受到空间真空环境的影响外,还要受到太阳辐射、各种带电粒子及温度的影响。这些因素将造成材料性能的改变或损伤;仪器灵敏度的失灵,从而会破坏这些飞行器的工作,甚至会造成宇航员的伤亡。

为此,在地面上建立模拟空间环境的宇宙空间模拟实验装置,是非常必要的。因为只有在各种飞行器上天之前通过地面的模拟实验。掌握航天器在空间工作的条件和特性,消除飞行中的各种隐患,才能确保飞行器及宇航员的安全。为了满足这些要求,目前在地面上建立起的各种模拟装置较多。

具体的模拟应用主要包括以下几个方面:

01.

火箭发动机

主要包括:火箭发动机空间点火;再启动、热平衡发动机推力测量、全尺寸燃烧;羽流效应燃料在真空中的性质;太阳谱模拟;飞行器振动。它的使用真空度约在10-1~10-8Pa之间。

02.

航天员训练密封舱

真空技术应用在训练密封舱中主要涉及:空间环境适应性(失重、生理变化、生活规律等);飞行事故处理能力;宇航服性能;宇宙医学研究。它的应用真空度在100~1Pa之间。

 

北京中科科美科技股份有限公司

 

03.

粒子推力器

主要涉及离子推力器的寿命及性能模拟实验,应用真空度在10ˉ⁴~10ˉ⁵Pa之间。

04.

材料及元件

主要包括温控材料、太阳能电池、飞船添隔热材料、耐高温材料、润滑材料、光学斑、消旋轴承的模拟测试等。应用真空度在10ˉ1~10ˉ6Pa之间。

 

北京中科科美科技股份有限公司

 

05.

热真空实验

主要是模拟卫生飞船的部件及整体性能,应用真空度在10ˉ⁴~10ˉ⁵Pa之间。

06.

卫星表面带电模拟

为了防止卫星、飞行器表面介质产生不均匀现象,影响卫星正常工作,以及为研究材料进行充电、放电及防护而要求卫星表面带电模拟实验。它的应用真空度在10ˉ3~10ˉ⁵Pa之间。

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