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空間模似器設(shè)計(jì)技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787515913353
- 條形碼：9787515913353 ; 978-7-5159-1335-3
- 裝幀：暫無
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
空間模似器設(shè)計(jì)技術(shù) 本書特色
本書是作者多年來從事航天器空間模擬器設(shè)計(jì)、研制，空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)研究與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與理論的總結(jié),并反映了國內(nèi)外*技術(shù)進(jìn)展，論述深入，具有針對(duì)性，有很高的實(shí)用價(jià)值。本書內(nèi)容新穎、實(shí)例豐富、概念清楚、系統(tǒng)性強(qiáng)，有創(chuàng)新性。在國內(nèi)外尚未見到同類專著出版,是一本高水平的學(xué)術(shù)著作。
本書的出版為從事航天技術(shù)科研與設(shè)計(jì)人員、試驗(yàn)技術(shù)人員提供了十分有價(jià)值的參考資料，也可以作為相關(guān)專業(yè)本科生與研究生教學(xué)用參考資料。
本書是作者多年來從事航天器空間模擬器設(shè)計(jì)、研制，空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)研究與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與理論的總結(jié),并反映了國內(nèi)外*技術(shù)進(jìn)展，論述深入，具有針對(duì)性，有很高的實(shí)用價(jià)值。本書內(nèi)容新穎、實(shí)例豐富、概念清楚、系統(tǒng)性強(qiáng)，有創(chuàng)新性。在國內(nèi)外尚未見到同類專著出版,是一本高水平的學(xué)術(shù)著作。
本書的出版為從事航天技術(shù)科研與設(shè)計(jì)人員、試驗(yàn)技術(shù)人員提供了十分有價(jià)值的參考資料，也可以作為相關(guān)專業(yè)本科生與研究生教學(xué)用參考資料。
本書是作者多年來從事航天器空間模擬器設(shè)計(jì)、研制，空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)研究與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與理論的總結(jié),并反映了國內(nèi)外*技術(shù)進(jìn)展，論述深入，具有針對(duì)性，有很高的實(shí)用價(jià)值。本書內(nèi)容新穎、實(shí)例豐富、概念清楚、系統(tǒng)性強(qiáng)，有創(chuàng)新性。在國內(nèi)外尚未見到同類專著出版,是一本高水平的學(xué)術(shù)著作。
本書的出版為從事航天技術(shù)科研與設(shè)計(jì)人員、試驗(yàn)技術(shù)人員提供了十分有價(jià)值的參考資料，也可以作為相關(guān)專業(yè)本科生與研究生教學(xué)用參考資料。
空間模似器設(shè)計(jì)技術(shù) 內(nèi)容簡介
《空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)(精)》是作者黃本誠、劉波濤、李志勝多年來從事航天器空間模擬器設(shè)計(jì)、研制？臻g環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)研究與實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與理論的總結(jié)，并反映了國內(nèi)外*新技術(shù)進(jìn)展，論述深入，具有針對(duì)性，有很高的實(shí)用價(jià)值。本書內(nèi)容新穎，實(shí)例豐富、概念清楚、系統(tǒng)性強(qiáng)，有創(chuàng)新性。在國內(nèi)外尚未見到同類專著出版，是一本高水平的學(xué)術(shù)著作。本書的出版為從事航天技術(shù)科研與設(shè)計(jì)人員、試驗(yàn)技術(shù)人員提供了十分有價(jià)值的參考資料，也可以作為相關(guān)專業(yè)本科生與研究生教學(xué)用參考資料。
空間模似器設(shè)計(jì)技術(shù) 目錄
第1章 概論………………………………………………………… 1
1.1 概述…………………………………………………………… 1
1.2 近地空間環(huán)境………………………………………………… 2
1.3 空間環(huán)境及其效應(yīng)…………………………………………… 2
1.3.1 真空環(huán)境及其效應(yīng)……………………………………… 2
1.3.2 原子氧環(huán)境及其效應(yīng)…………………………………… 4
1.3.3 粒子輻射環(huán)境及其效應(yīng)………………………………… 5
1.3.4 太陽輻射環(huán)境及其效應(yīng)………………………………… 7
1.3.5 熱環(huán)境及其效應(yīng)……………………………………… 10
1.3.6 微流星與空間碎片環(huán)境及其效應(yīng)…………………… 11
1.3.7 地球磁場環(huán)境及其效應(yīng)……………………………… 12
1.3.8 空間引力場環(huán)境及其效應(yīng)…………………………… 14
1.3.9 空間冷黑環(huán)境及其效應(yīng)……………………………… 14
1.3.10 空間污染及其效應(yīng)…………………………………… 15
1.3.11 空間等離子體環(huán)境及其效應(yīng)………………………… 15
1.3.12 空間微重力環(huán)境及其效應(yīng)…………………………… 16
1.3.13 空間大氣環(huán)境及其效應(yīng)……………………………… 16
1.4 航天器經(jīng)歷的環(huán)境………………………………………… 17
1.5 空間模擬器………………………………………………… 17
1.5.1 空間模擬器的分類…………………………………… 17
1.5.2 熱真空試驗(yàn)設(shè)備……………………………………… 18
1.6 空間環(huán)境工程學(xué)研究的主要內(nèi)容………………………… 19
1.7 空間模擬器與整星空間環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)…………………… 20
目 錄
·1 0·
1.7.1 空間模擬器是航天器環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證工作的
必要手段……………………………………………… 20
1.7.2 空間環(huán)境試驗(yàn)的必要性……………………………… 21
1.7.3 空間環(huán)境試驗(yàn)方法與使用程序……………………… 22
1.7.4 空間環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)的主要研究方向…………… 23
1.7.5 在空間環(huán)境模擬器中進(jìn)行典型試驗(yàn)的項(xiàng)目………… 25
1.8 空間模擬器的主要環(huán)境參數(shù)……………………………… 29
1.8.1 真空環(huán)境……………………………………………… 29
1.8.2 冷黑環(huán)境……………………………………………… 30
1.8.3 空間外熱流環(huán)境……………………………………… 30
1.8.4 航天器真空熱試驗(yàn)環(huán)境模擬參數(shù)…………………… 31
1.9 建立空間模擬器的必要性………………………………… 31
1.9.1 熱真空、熱平衡試驗(yàn)的需要………………………… 31
1.9.2 載人航天器試驗(yàn)的需要……………………………… 31
1.9.3 航天器特殊組件試驗(yàn)的需要………………………… 32
1.9.4 航天器可靠性與經(jīng)濟(jì)上的需要……………………… 32
1.9.5 航天器研制性試驗(yàn)與改進(jìn)性試驗(yàn)的需要…………… 32
1.10 空間模擬器的國內(nèi)外進(jìn)展………………………………… 32
1.10.1 中國空間模擬器的發(fā)展概況………………………… 32
1.10.2 國外空間模擬器的發(fā)展……………………………… 39
第2章 空間模擬器總體設(shè)計(jì)……………………………………… 43
2.1 概述………………………………………………………… 43
2.2 總體設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)的確定…………………………… 43
2.2.1 明確服務(wù)對(duì)象………………………………………… 43
2.2.2 總體技術(shù)指標(biāo)要求…………………………………… 44
2.3 總體技術(shù)指標(biāo)中特殊要求的確定………………………… 46
2.3.1 根據(jù)不同特殊使用要求增加對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)的
特殊要求……………………………………………… 46
2.3.2 滿足各分系統(tǒng)間的相互約束的特殊要求…………… 47
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·1 1·
2.3.3 環(huán)境、污染與安全的特殊要求……………………… 48
2.3.4 制造與工藝的特殊要求……………………………… 49
2.3.5 優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)劃進(jìn)度的特殊要求…………………… 50
2.3.6 測試與維修的特殊要求……………………………… 51
2.3.7 發(fā)展與接口的特殊要求……………………………… 51
2.4 總體方案設(shè)計(jì)任務(wù)與步驟………………………………… 51
2.4.1 總體方案設(shè)計(jì)的宗旨………………………………… 51
2.4.2 總體方案設(shè)計(jì)的步驟………………………………… 52
2.4.3 總體方案設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………… 52
2.4.4 總體對(duì)分系統(tǒng)方案類型的選擇和要求……………… 53
2.5 空間模擬器分系統(tǒng)組成…………………………………… 53
2.6 總體設(shè)計(jì)方法與優(yōu)化……………………………………… 58
2.6.1 總體方案設(shè)計(jì)的基本任務(wù)…………………………… 58
2.6.2 總體綜合設(shè)計(jì)………………………………………… 59
2.6.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)……………………………………………… 59
2.6.4 預(yù)先研究……………………………………………… 60
2.6.5 總體方案可行性論證………………………………… 63
2.6.6 提出初步設(shè)計(jì)要求…………………………………… 65
2.6.7 總體設(shè)計(jì)中的反饋與評(píng)審…………………………… 65
2.6.8 關(guān)鍵技術(shù)分析………………………………………… 68
2.6.9 總體設(shè)計(jì)基本原則與質(zhì)量保證……………………… 69
2.7 分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則………………………………………… 77
2.7.1 真空容器的設(shè)計(jì)原則………………………………… 77
2.7.2 真空系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則………………………………… 79
2.7.3 熱沉的設(shè)計(jì)原則……………………………………… 82
2.7.4 液氮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則………………………………… 86
2.7.5 氣氮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則………………………………… 87
2.7.6 氦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則…………………………………… 88
2.7.7 太陽輻照環(huán)境的設(shè)計(jì)原則…………………………… 88
目 錄
·1 2·
2.7.8 測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則………………………………… 90
2.8 空間模擬器的投資與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用…………………………… 91
2.8.1 空間模擬器的投資…………………………………… 91
2.8.2 空間模擬器的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用……………………………… 92
第3章 真空容器設(shè)計(jì)技術(shù)………………………………………… 94
3.1 概述………………………………………………………… 94
3.2 真空容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………… 95
3.2.1 真空容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性計(jì)算………………… 95
3.2.2 真空容器殼體及封頭設(shè)計(jì)…………………………… 100
3.2.3 球形真空容器設(shè)計(jì)…………………………………… 112
3.2.4 箱型真空容器設(shè)計(jì)…………………………………… 114
3.2.5 有限元計(jì)算在大型真空容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用………… 115
3.3 大型圓柱形真空容器參數(shù)簡要說明……………………… 116
3.3.1 真空容器參數(shù)說明…………………………………… 116
3.3.2 容器殼體設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)……………………………… 118
3.4 大型真空容器的制造工藝………………………………… 120
3.4.1 大型真空容器的制造流程…………………………… 120
3.4.2 真空容器筒體制造工藝……………………………… 121
3.4.3 法蘭制造工藝………………………………………… 127
3.4.4 大型真空容器開孔補(bǔ)強(qiáng)與對(duì)接焊接工藝…………… 133
3.4.5 門與封頭制造工藝…………………………………… 136
3.4.6 KM6大型喇叭形、錐形圓筒的焊接工藝………… 140
3.5 球形真空容器的制造工藝………………………………… 140
第4章 熱沉設(shè)計(jì)技術(shù)…………………………………………… 145
4.1 空間冷黑環(huán)境……………………………………………… 145
4.2 熱沉模擬的有效性研究…………………………………… 146
4.3 熱沉模擬的熱輻射………………………………………… 147
4.3.1 有外部熱源時(shí),熱沉溫度對(duì)航天器的熱輻射……… 147
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·1 3·
4.3.2 由壓力、剩余氣體引起的熱傳導(dǎo)誤差……………… 148
4.3.3 沒有外部熱輻射時(shí),熱沉溫度、尺寸與發(fā)射率
對(duì)航天器熱試驗(yàn)的影響……………………………… 148
4.4 熱沉熱負(fù)荷計(jì)算分析……………………………………… 150
4.4.1 航天器對(duì)熱沉的輻射與反輻射的數(shù)值模擬………… 150
4.4.2 用太陽模擬器進(jìn)行真空熱試驗(yàn)對(duì)熱沉輻射熱的
計(jì)算…………………………………………………… 151
4.4.3 用紅外模擬器進(jìn)行真空熱試驗(yàn)對(duì)熱沉輻射熱的
計(jì)算…………………………………………………… 151
4.4.4 熱沉接受圓柱體真空容器壁輻射熱的數(shù)值模型…… 152
4.4.5 熱沉傳導(dǎo)漏熱的計(jì)算………………………………… 153
4.4.6 容器內(nèi)剩余氣體的傳導(dǎo)漏熱………………………… 153
4.5 熱沉模擬的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………… 153
4.5.1 熱沉的形式…………………………………………… 154
4.5.2 熱沉壁板形式………………………………………… 154
4.5.3 熱沉材料的選擇……………………………………… 156
4.5.4 熱沉支管間距設(shè)計(jì)…………………………………… 160
4.5.5 熱沉液氮進(jìn)出口管設(shè)計(jì)……………………………… 160
4.6 分子沉模擬技術(shù)…………………………………………… 161
4.6.1 分子沉模擬的結(jié)構(gòu)形式……………………………… 162
4.6.2 深冷抽氣速率計(jì)算…………………………………… 165
4.6.3 深冷泵的熱負(fù)荷……………………………………… 175
4.7 熱沉制造工藝……………………………………………… 177
4.7.1 材料的檢驗(yàn)…………………………………………… 178
4.7.2 焊接工藝及質(zhì)量控制………………………………… 178
4.7.3 熱沉的檢漏…………………………………………… 179
4.8 熱沉總裝技術(shù)……………………………………………… 180
4.9 熱沉測溫技術(shù)……………………………………………… 181
目 錄
·1 4·
第5章 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)……………………………………… 182
5.1 概述………………………………………………………… 182
5.2 真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程………………………………………… 183
5.3 真空獲得系統(tǒng)組成………………………………………… 186
5.3.1 概述…………………………………………………… 186
5.3.2 空間環(huán)境模擬設(shè)備常用真空獲得設(shè)備……………… 187
5.3.3 真空機(jī)組及其應(yīng)用說明……………………………… 194
5.4 被抽氣體分析及計(jì)算……………………………………… 197
5.4.1 真空抽氣過程………………………………………… 197
5.4.2 粗抽階段氣體分析及計(jì)算…………………………… 199
5.4.3 高真空階段氣體分析及計(jì)算………………………… 199
5.5 抽氣時(shí)間和壓力的計(jì)算…………………………………… 202
5.5.1 氣體流動(dòng)狀態(tài)及其判別……………………………… 202
5.5.2 容器有效抽速及管道流導(dǎo)…………………………… 204
5.5.3 抽氣時(shí)間的計(jì)算……………………………………… 207
5.5.4 真空容器壓力計(jì)算…………………………………… 210
5.6 真空獲得系統(tǒng)的選擇與匹配計(jì)算………………………… 212
5.6.1 高真空系統(tǒng)的選擇…………………………………… 212
5.6.2 過渡系統(tǒng)……………………………………………… 214
5.6.3 粗抽系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………… 215
5.7 復(fù)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………… 217
5.8 換氣系統(tǒng)…………………………………………………… 218
5.9 尾氣排放系統(tǒng)……………………………………………… 219
5.10 真空測量………………………………………………… 220
5.10.1 概述………………………………………………… 220
5.10.2 真空測量的特點(diǎn)及真空計(jì)的選用原則…………… 220
5.10.3 常用真空測量設(shè)備………………………………… 221
5.10.4 真空測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………… 224
5.11 污染測量和控制………………………………………… 227
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·1 5·
5.11.1 概述………………………………………………… 227
5.11.2 污染測量方法……………………………………… 227
5.11.3 降低污染的方法及措施…………………………… 229
5.12 真空檢漏………………………………………………… 230
5.12.1 概述………………………………………………… 230
5.12.2 檢漏規(guī)劃與指標(biāo)設(shè)計(jì)……………………………… 231
5.12.3 檢漏方法的說明與選擇…………………………… 236
5.12.4 大型真空系統(tǒng)檢漏說明…………………………… 246
5.13 大口徑低溫泵研制……………………………………… 252
5.13.1 研制流程說明……………………………………… 253
5.13.2 低溫泵總體設(shè)計(jì)…………………………………… 254
5.13.3 設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………… 262
5.13.4 制造及裝配工藝…………………………………… 262
5.13.5 低溫泵測試………………………………………… 266
第6章 液氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)……………………………………… 272
6.1 概述………………………………………………………… 272
6.2 方案設(shè)計(jì)…………………………………………………… 272
6.3 系統(tǒng)熱負(fù)荷的計(jì)算………………………………………… 276
6.4 典型液氮系統(tǒng)舉例………………………………………… 284
第7章 氣氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)……………………………………… 291
7.1 概述………………………………………………………… 291
7.2 氣氮回溫系統(tǒng)……………………………………………… 291
7.2.1 方案設(shè)計(jì)……………………………………………… 291
7.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………… 293
7.2.3 典型氣氮回溫系統(tǒng)舉例……………………………… 295
7.3 氣氮調(diào)溫系統(tǒng)……………………………………………… 298
7.3.1 氣氮調(diào)溫系統(tǒng)的應(yīng)用目的與技術(shù)指標(biāo)……………… 298
7.3.2 熱沉調(diào)溫方法………………………………………… 299
目 錄
·1 6·
7.3.3 調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………… 303
7.3.4 中國KFT空間環(huán)境模擬設(shè)備的調(diào)溫系統(tǒng)………… 308
第8章 氦低溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)…………………………………… 310
8.1 概述………………………………………………………… 310
8.1.1 氦低溫系統(tǒng)在空間模擬器中的作用………………… 310
8.1.2 空間模擬器中常用的幾種氦制冷系統(tǒng)……………… 311
8.2 中國幾臺(tái)典型的空間模擬器的氦制冷系統(tǒng)……………… 318
8.2.1 KM3空間模擬器的氦制冷系統(tǒng)…………………… 318
8.2.2 KM4空間模擬器的氦制冷系統(tǒng)…………………… 320
8.2.3 KM6空間模擬器的氦制冷系統(tǒng)…………………… 325
8.2.4 直徑5.2m空間模擬器的液氦低溫系統(tǒng)…………… 341
8.3 國際上空間模擬器中應(yīng)用的氦低溫系統(tǒng)………………… 353
8.3.1 熱真空試驗(yàn)用的空間模擬器中的氦低溫系統(tǒng)……… 353
8.3.2 紅外與多光譜定標(biāo)試驗(yàn)用的空間模擬器中的
氦低溫系統(tǒng)…………………………………………… 357
8.3.3 姿控發(fā)動(dòng)機(jī)羽流試驗(yàn)用的空間模擬器中的氦
低溫系統(tǒng)……………………………………………… 359
第9章 太陽模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)…………………………………… 362
9.1 概述………………………………………………………… 362
9.2 太陽輻射能量與太陽常數(shù)………………………………… 362
9.3 太陽輻照的環(huán)境特征……………………………………… 366
9.3.1 空間外熱流模擬……………………………………… 366
9.3.2 太陽輻照的主要環(huán)境特征…………………………… 367
9.4 太陽輻照環(huán)境效應(yīng)………………………………………… 368
9.5 太陽輻照環(huán)境模擬技術(shù)…………………………………… 370
9.5.1 太陽模擬器的分類…………………………………… 370
9.5.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………… 373
9.5.3 光學(xué)系統(tǒng)裝校與測量………………………………… 382
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·1 7·
9.5.4 測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………… 383
9.5.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………… 385
9.6 太陽模擬器的光源………………………………………… 386
9.6.1 對(duì)光源的要求………………………………………… 386
9.6.2 短弧氙燈……………………………………………… 389
9.7 國內(nèi)太陽模擬器…………………………………………… 394
9.7.1 KM4太陽模擬器…………………………………… 394
9.7.2 KFT太陽模擬器…………………………………… 397
9.7.3 TM 3000系列太陽模擬器………………………… 399
9.7.4 KM2太陽模擬器…………………………………… 399
9.7.5 KFTA太陽模擬器…………………………………… 400
9.7.6 KM6太陽模擬器…………………………………… 401
9.7.7 KM6A太陽模擬器…………………………………… 411
9.7.8 輻照面積直徑5m發(fā)散式太陽模擬器方案設(shè)計(jì)…… 412
9.7.9 KM3E設(shè)備輻照面積直徑2m 離軸式
太陽模擬器…………………………………………… 412
9.8 國外太陽模擬器…………………………………………… 414
9.8.1 美國典型太陽模擬器………………………………… 414
9.8.2 歐洲空間局ESTEC大型太陽模擬器……………… 416
9.8.3 俄羅斯大型太陽模擬器……………………………… 419
9.8.4 德國大型太陽模擬器………………………………… 420
9.8.5 日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)筑波中心
兩臺(tái)大型太陽模擬器………………………………… 422
9.8.6 印度空間研究院(ISRO)的大型太陽模擬器…… 422
9.9 光源性能和太陽模擬器性能測量………………………… 423
9.9.1 光源性能測量………………………………………… 423
9.9.2 太陽模擬器性能的測量……………………………… 426
9.9.3 模擬太陽輻照標(biāo)準(zhǔn)…………………………………… 429
9.10 太陽紫外輻照模擬技術(shù)………………………………… 431
目 錄
·1 8·
9.10.1 太陽紫外光譜分類………………………………… 431
9.10.2 紫外輻照效應(yīng)……………………………………… 432
第10章 吸收熱流模擬方法及設(shè)計(jì)技術(shù)………………………… 434
10.1 概述……………………………………………………… 434
10.2 航天器熱控制系統(tǒng)的需求和吸收熱流模擬設(shè)備的
作用……………………………………………………… 436
10.2.1 航天器熱控制系統(tǒng)對(duì)溫度的需求分析…………… 436
10.2.2 吸收熱流模擬設(shè)備在航天器熱控制系統(tǒng)任務(wù)中的
作用………………………………………………… 437
10.3 吸收熱流模擬設(shè)備與真空熱試驗(yàn)技術(shù)………………… 438
10.3.1 一般概念…………………………………………… 438
10.3.2 用吸收熱流模擬設(shè)備做航天器真空熱試驗(yàn)的
重要性……………………………………………… 439
10.3.3 航天器真空熱試驗(yàn)類別…………………………… 439
10.3.4 航天器真空熱試驗(yàn)工況的確定…………………… 440
10.4 空間外熱流及其模擬試驗(yàn)……………………………… 441
10.4.1 空間外熱流………………………………………… 441
10.4.2 空間外熱流模擬試驗(yàn)……………………………… 443
10.4.3 吸收熱流模擬裝置的要求………………………… 444
10.5 吸收熱流模擬裝置的類型與性能要求………………… 446
10.5.1 吸收熱流模擬裝置的類型………………………… 446
10.5.2 吸收熱流模擬裝置的性能要求…………………… 451
10.6 紅外加熱器的設(shè)計(jì)……………………………………… 452
10.7 紅外加熱籠與試件的輻射換熱計(jì)算…………………… 456
10.8 紅外加熱籠設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)………………………… 461
10.9 紅外燈模擬器的設(shè)計(jì)…………………………………… 467
10.10 紅外加熱器與太陽模擬器的比較……………………… 471
10.11 外熱流模擬裝置的選用原則…………………………… 472
10.11.1 選用外熱流模擬裝置的主要原則………………… 472
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·1 9·
10.11.2 使用紅外熱流模擬器對(duì)空間模擬器的
技術(shù)要求…………………………………………… 472
10.12 外熱流測量與誤差要求………………………………… 473
10.13 中國航天器真空熱試驗(yàn)紅外模擬器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用…… 478
10.13.1 中國返回式衛(wèi)星熱平衡試驗(yàn)紅外加熱籠的
設(shè)計(jì)………………………………………………… 478
10.13.2 中國東方紅三號(hào)通信衛(wèi)星通信艙南板紅外
燈陣的設(shè)計(jì)………………………………………… 480
10.13.3 中國神舟號(hào)飛船真空熱試驗(yàn)……………………… 481
10.13.4 中國探月衛(wèi)星真空熱試驗(yàn)………………………… 487
第11章 運(yùn)動(dòng)模擬器與試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)……………………… 491
11.1 概述……………………………………………………… 491
11.2 國內(nèi)外運(yùn)動(dòng)模擬器結(jié)構(gòu)形式…………………………… 491
11.2.1 常平架式結(jié)構(gòu)……………………………………… 492
11.2.2 弓形結(jié)構(gòu)…………………………………………… 493
11.2.3 半弓形式結(jié)構(gòu)……………………………………… 498
11.2.4 兩端支承的雙十字形結(jié)構(gòu)………………………… 501
11.3 KM6運(yùn)動(dòng)模擬器的設(shè)計(jì)………………………………… 503
11.3.1 方案選擇…………………………………………… 503
11.3.2 技術(shù)指標(biāo)…………………………………………… 503
11.4 運(yùn)動(dòng)模擬器設(shè)計(jì)的具體要求…………………………… 506
11.5 試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)…………………………………………… 507
11.5.1 KM6防振平臺(tái)設(shè)計(jì)………………………………… 507
11.5.2 具有自動(dòng)水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)平臺(tái)……………… 509
第12章 載人試驗(yàn)空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)………………………… 513
12.1 航天員艙外活動(dòng)與艙外航天服試驗(yàn)艙設(shè)計(jì)…………… 513
12.1.1 概述………………………………………………… 513
12.1.2 艙外航天服試驗(yàn)艙用途…………………………… 515
目 錄
·2 0·
12.1.3 艙外航天服試驗(yàn)艙系統(tǒng)組成及性能……………… 516
12.1.4 載人航天空間環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)………………… 518
12.2 人艙聯(lián)合試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)艙設(shè)計(jì)技術(shù)………………………… 525
12.2.1 KM6水平艙艙門及艙體閥門設(shè)計(jì)技術(shù)…………… 525
12.2.2 艙體閥門的設(shè)計(jì)…………………………………… 534
12.2.3 艙門系統(tǒng)和艙體閥門的研制結(jié)論………………… 536
12.2.4 環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………… 537
12.2.5 綜合復(fù)壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………… 538
12.2.6 KM6水平艙真空系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)…………………… 544
12.2.7 KM6水平艙消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………… 551
12.3 載人航天熱試驗(yàn)技術(shù)…………………………………… 555
12.3.1 中國載人航天器熱平衡與熱真空試驗(yàn)技術(shù)……… 555
12.3.2 美國載人航天器的熱真空試驗(yàn)技術(shù)……………… 558
12.3.3 載人航天活動(dòng)熱真空試驗(yàn)的特殊要求…………… 559
第13章 管理與測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)……………………………… 563
13.1 概述……………………………………………………… 563
13.2 總體設(shè)計(jì)及任務(wù)分解…………………………………… 564
13.3 試驗(yàn)管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………… 567
13.3.1 用戶管理分系統(tǒng)…………………………………… 568
13.3.2 試驗(yàn)任務(wù)分系統(tǒng)…………………………………… 568
13.3.3 數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)…………………………………… 569
13.4 設(shè)備運(yùn)行子系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………… 570
13.4.1 設(shè)備運(yùn)行子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求………………………… 571
13.4.2 設(shè)備測控分系統(tǒng)…………………………………… 571
13.4.3 設(shè)備管理分系統(tǒng)…………………………………… 581
13.5 測控系統(tǒng)接口需求……………………………………… 582
第14章 太陽系環(huán)境空間模擬器探討…………………………… 584
14.1 概述……………………………………………………… 584
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·2 1·
14.2 行星際環(huán)境……………………………………………… 584
14.2.1 熱環(huán)境……………………………………………… 584
14.2.2 大氣環(huán)境…………………………………………… 587
14.2.3 銀河宇宙射線……………………………………… 587
14.2.4 太陽宇宙射線……………………………………… 587
14.2.5 太陽電磁輻照……………………………………… 588
14.2.6 太陽風(fēng)……………………………………………… 588
14.2.7 微流星體…………………………………………… 589
14.2.8 行星際磁場………………………………………… 590
14.3 月球環(huán)境………………………………………………… 591
14.4 內(nèi)行星環(huán)境……………………………………………… 596
14.4.1 金星環(huán)境…………………………………………… 596
14.4.2 水星環(huán)境…………………………………………… 598
14.4.3 火星環(huán)境…………………………………………… 599
14.5 外行星環(huán)境……………………………………………… 601
14.5.1 木星環(huán)境…………………………………………… 601
14.5.2 土星環(huán)境…………………………………………… 603
14.5.3 天王星環(huán)境………………………………………… 603
14.5.4 海王星環(huán)境………………………………………… 604
14.6 太陽系環(huán)境空間模擬器的設(shè)計(jì)探討…………………… 605
14.6.1 目標(biāo)與任務(wù)………………………………………… 605
14.6.2 總體技術(shù)指標(biāo)與試驗(yàn)項(xiàng)目………………………… 606
14.6.3 技術(shù)方案設(shè)想……………………………………… 607
14.6.4 建立環(huán)形太陽系空間模擬器的必要性…………… 609
14.6.5 設(shè)計(jì)原則…………………………………………… 610
14.7 空間模擬器的分系統(tǒng)組成與技術(shù)指標(biāo)………………… 610
14.7.1 真空容器…………………………………………… 610
14.7.2 模擬空間冷黑環(huán)境100K的熱沉………………… 611
14.7.3 真空系統(tǒng)…………………………………………… 612
目 錄
·2 2·
14.7.4 液氮系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………… 612
14.7.5 熱沉復(fù)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………… 613
14.7.6 人機(jī)環(huán)境科學(xué)研究試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………… 613
14.7.7 發(fā)散式太陽模擬器………………………………… 616
14.7.8 姿控發(fā)動(dòng)機(jī)羽流效應(yīng)試驗(yàn)單元…………………… 617
14.7.9 模擬空間4.2K熱沉設(shè)計(jì)………………………… 618
14.7.10 模擬空間4.2K熱沉的液氦系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………… 619
14.7.11 月球環(huán)境科學(xué)研究試驗(yàn)單元……………………… 620
14.7.12 模擬外星球(水星,金星)高溫的紅外板式
模擬器……………………………………………… 624
14.7.13 太陽電池陣、天線展開微重力試驗(yàn)單元………… 626
14.7.14 模擬地球反照與輻照的紅外燈陣模擬器………… 627
14.7.15 真空及溫度環(huán)境效應(yīng)真空熱試驗(yàn)………………… 629
14.7.16 離軸式太陽模擬器………………………………… 630
14.7.17 模擬航天器相對(duì)太陽運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)模擬器………… 630
14.7.18 空間地磁亞暴環(huán)境效應(yīng)試驗(yàn)單元………………… 632
14.7.19 電離層等離子體環(huán)境效應(yīng)試驗(yàn)單元……………… 633
14.7.20 空間綜合輻照環(huán)境效應(yīng)試驗(yàn)單元………………… 635
14.7.21 高能質(zhì)子單粒子效應(yīng)輻照環(huán)境試驗(yàn)單元………… 638
14.7.22 微流星體與空間碎片超高速撞擊試驗(yàn)單元……… 638
14.7.23 低地球軌道原子氧、紫外環(huán)境協(xié)合效應(yīng)試驗(yàn)
單元………………………………………………… 639
14.7.24 紅外多光譜遙感器定標(biāo)試驗(yàn)單元………………… 640
14.7.25 空間等離子體“黑障”效應(yīng)試驗(yàn)單元…………… 641
14.7.26 測控中心…………………………………………… 642
14.7.27 仿真中心…………………………………………… 644
第15章 國內(nèi)外空間模擬器……………………………………… 646
15.1 國內(nèi)外空間模擬器概述………………………………… 646
15.2 中國的空間模擬器……………………………………… 648
空間模擬器設(shè)計(jì)技術(shù)
·2 3·
15.2.1 KM1空間模擬器…………………………………… 648
15.2.2 KM2空間模擬器…………………………………… 649
15.2.3 KM2A空間模擬器………………………………… 650
15.2.4 KM3空間模擬器…………………………………… 651
15.2.5 KM3A 空間模擬器………………………………… 652
15.2.6 艙外航天服試驗(yàn)艙專用空間模擬器……………… 652
15.2.7 PES專用空間模擬器……………………………… 653
15.2.8 KM4空間模擬器…………………………………… 654
15.2.9 KM5空間模擬器…………………………………… 657
15.2.10 KM5A空間模擬器………………………………… 657
15.2.11 KM6空間模擬器………………………………… 658
15.2.12 KM6B空間模擬器………………………………… 666
15.2.13 KM7空間模擬器………………………………… 668
15.2.14 KM7A空間模擬器………………………………… 669
15.2.15 KM8空間模擬器………………………………… 671
15.3 國外空間模擬器………………………………………… 676
15.3.1 美國空間模擬器…………………………………… 677
15.3.2 歐空局歐洲空間研究與技術(shù)中心空間模擬器…… 691
15.3.3 法國空間模擬器…………………………………… 693
15.3.4 德國空間模擬器…………………………………… 695
15.3.5 英國盧瑟福阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的空間模擬器……… 698
15.3.6 比利時(shí)列日大學(xué)宇宙物理研究所(IAL)空間
模擬器……………………………………………… 698
15.3.7 蘇聯(lián)/俄羅斯大型空間模擬器……………………… 699
15.3.8 日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)
空間模擬器………………………………………… 702
15.3.9 印度空間研究院(ISRO)的空間模擬器………… 706
15.4 光學(xué)遙感器定標(biāo)與功能評(píng)價(jià)的專用空間模擬器……… 713
15.5 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和羽焰熱真空試驗(yàn)的空間模擬器…… 715
目 錄
·2 4·
附錄A 實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃……………………………………………… 719
A.1 概述……………………………………………………… 719
A.2 空間模擬器實(shí)驗(yàn)室總體規(guī)劃…………………………… 719
A.2.1 真空容器安置區(qū)…………………………………… 720
A.2.2 熱真空試驗(yàn)區(qū)……………………………………… 721
A.2.3 粗抽設(shè)備間………………………………………… 722
A.2.4 程控電源間………………………………………… 723
A.2.5 總控中心…………………………………………… 724
A.2.6 液氮配置間………………………………………… 724
A.2.7 水路配置間………………………………………… 725
A.2.8 氣路配置間………………………………………… 726
A.2.9 電路配置間………………………………………… 726
A.2.10 液氮罐安置區(qū)……………………………………… 726
A.2.11 其他………………………………………………… 727
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………… 728
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空間模似器設(shè)計(jì)技術(shù) 作者簡介
黃本誠，男，1937年12月出生，浙江瑞安人，瑞安中學(xué)1955年高中畢業(yè)生。1960年哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)后從事航天技術(shù)研究。任中國空間技術(shù)研究院北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所副所長、研究員，北京航空航天大學(xué)博士生導(dǎo)師，哈爾濱工業(yè)大學(xué)兼職教授。編著有《空間環(huán)境工程學(xué)》等6種，論文數(shù)十篇，科研成果獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，航天部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，全國科技大會(huì)獎(jiǎng)，航天部授予一等功，總裝備部授予中國載人航天工程第一次飛行實(shí)驗(yàn)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。享受國務(wù)院特殊津貼。
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