航天医学与医学工程杂志
Space Medicine & Medical Engineering 항천의학여의학공정
- 主管单位： 中国航天员科研训练中心
- 主办单位： 中国航天员科研训练中心
- 影响因子： 0.39
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 1002-0837
- 国内刊号： 11-2774/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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载人航天用TC-5A和TC-13X分子筛的研制及评价
目的 研制载人航天专用分子筛,并进行应用效果评价.方法 分子筛产品的研制采用造粒、烘干、焙烧、二次晶化、二次交换和二次焙烧技术,并通过等温吸附和4床分子筛试验进行静态动态性能评价.结果 研制的TC-5A和TC-13X分子筛产品,CO2和H2O的静态吸附能力分别达到19.7％和29.15％,在4床分子筛动态试验中,吸附床再生温度280℃,干燥床达120℃,干燥床出口空气露点小于-40℃,吸附床CO2动态处理能力为2.17 ～6.17 kg/d.结论 TC-5A和TC-13X分子筛应用于4床分子筛CO2处理系统,能够保证系统稳定运转,CO2处理量可满足3人密闭生存空间对CO2浓度控制的需要.
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空间站甲烷流向变换蓄热催化燃烧反应器试验研究
目的 设计流向变换蓄热催化燃烧反应器,实现空间站低浓度甲烷的有效去除,并满足反应后气体低温排出的要求.方法 在70 L/min的气体输入情况下,催化剂温度500℃左右时,通过气体换向,使出口处甲烷浓度以及出口气体温度满足使用要求；蓄热体采用了堇青石,其热容量为750～900 J/(kg·℃),高工作温度可达1350℃.结果 反应器换向时间约为8 min,反应器的出口气体温度控制在60℃以下,甲烷去除效率达到72％.结论 采用流向变换蓄热催化燃烧技术去除空间站低浓度甲烷、实现气体低温排出是可行的.
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可再生固态胺纤维PPAM对CO2的吸附性能
目的 以聚丙烯纤维为基体,制备一种对CO2具有良好吸附性能的固态胺纤维PPAM,并探究其吸附性能.方法 通过预辐照接枝制备PPAM,以红外、热重、元素分析及电子显微镜分析等手段表征PPAM的化学与物理结构及其稳定性.从胺化率、吸附温度等方面评价材料对CO2的吸附性能.结果 高胺化率有利于PPAM材料对CO2的吸附.该材料在30℃下能达到高吸附容量4.72 mmol/g.经过5次循环再生吸附后,吸附容量仍能达到初次吸附量的99％.结论 PPAM具有良好的热稳定性,对CO2具有高吸附容量和优异的循环再生性能,是一种理想的固态胺吸附剂.
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固态胺材料的CO2真空解吸动力学研究
目的 研究固态胺材料的CO2真空解吸反应动力学.方法 研究并比较了不同温度下固态胺材料的CO2真空解吸和氮气吹扫解吸反应.结果 不同温度下的CO2真空解吸和氮气吹扫解吸反应均具有一级反应特征,反应速率常数随温度的提高而增大.本征反应活化能为54.29 kJ/mol,表观活化能为60.60 kJ/mol.结论 较低的活化能有利于固态胺吸附剂在接近室温条件下解吸CO2.表观活化能略高于本征反应活化能显示系统中外扩散对解吸速率的影响不能完全忽略.
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五种烃类及卤代烃类化合物在活性炭上的混合吸附等温线数据拟合研究
目的 针对密闭空间的空气净化问题,探讨多组分平衡吸附理论.方法 通过顶空色谱法和床层动态法采集正己烷(C6H14),四氯化碳(CCl4),苯(C6H6),三氯甲烷(CHCl3),1,2-二氯乙烷(C2H4Cl2)五种物质的单组分和混合吸附等温线,选用吸附等温线模型进行处理.结果 采集了五种化合物的吸附等温线和混合吸附等温线,Langmuir-Freundlich模型能对数据较好的拟合.结论 多组分参数不同于单组分参数,表现了各组分在混合吸附中的相互作用不可忽略.
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分子筛CO2去除系统研究
目的 探索分子筛CO2去除技术应用于空间站系统的可行性.方法 系统分析了空间站分子筛CO2去除系统(4BMS)原理样机设计和工作原理,在模拟空间站真实负荷的条件下对该原理样机进行了连续120 d密闭舱试验研究.结果 在3人CO2代谢量条件下,该原理样机能有效控制密闭舱内的CO2浓度在0.5％以下,并保证空气露点在-33℃以下,系统功耗不高于800 W.结论 该原理样机满足未来空间站系统对CO2浓度控制的要求.
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亚磁生物学效应研究的磁屏蔽培养系统研制
目的 在地面模拟空间亚磁环境,为亚磁场的生物学效应及其防护措施的研究提供技术平台.方法 将坡镆合金磁屏蔽箱放入细胞培养箱中,平衡磁屏蔽箱以及细胞培养箱中的培养条件,形成亚磁培养环境.结果 该磁屏蔽培养系统能够提供0～ 600 nT范围的亚磁场,以及9～ 60 μT范围的多梯度对照磁场.结论 成功构建了一套适用于细胞和分子生物学实验的亚磁培养系统,实现了亚磁模拟系统的标准化,对于提高亚磁生物学效应的研究水平有重要的应用价值.
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饮用水中硝酸盐的反硝化动力学及微生物群落研究
目的 分析饮用水中不同碳源条件下的反硝化反应动力学,研究微生物群落结构变化,鉴定出优势菌种,为解决再生式生命保障系统中饮用水的脱氮难题提供技术支持.方法 采用固定化微生物滤池工艺去除饮用水中的硝酸盐,并进行水质分析；利用PCR-DGGE技术分析微生物群落结构变化.结果 乙醇和乙酸钠系统分别在前0～2 h和0～1.5h内表现为零级动力学反应,线性拟合得出的反硝化速率分别为11.913 g NO3--N/(gVSS·d)和15.633 g NO3--N/(gVSS·d),而葡萄糖系统在0～3h内,硝态氮浓度曲线可由二阶多项式拟合,平均反硝化速率为7.177 g NO3--N/(gVSS·d).结论 饮用水中碳源充足时反硝化过程遵循零级反应,亚硝酸盐先累积后消耗,脱氮效果较好的微生物种属主要有假单胞菌属Pseudomona、水杆菌属Aquabacterium和红环菌科Rhodocyclaceae.
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空间受控生态生保技术发展现状与展望
空间受控生态生保技术在国际上经历了50余年的发展历程,并取得了长足进展.本文就受控生态生保技术的基本概念、研究现状、取得的主要成就、存在的主要问题、下一步的努力方向及发展趋势等进行了概述,可为我国受控生态生保技术的后续深入发展提供参考与借鉴.
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空间环境和模拟微重力环境下番茄试管苗的开花结实实验
目的 实现番茄试管苗在空间环境下开花结实,并比较空间环境和模拟微重力环境对番茄开花结实的影响.方法 通过“神舟”8号飞船搭载和三维回转仪分别进行空间环境和模拟微重力环境的番茄开花结实实验,比较番茄结果率、果实大小、形状、颜色以及植株高度的差别.结果 空间环境和模拟微重力环境下番茄试管苗都完成了开花结实的发育过程,且结果率、果实大小、形状、颜色以及植株高度都与地面对照差异不显著.结论 高等植物可以在空间环境下完成开花结实的生殖生长过程.在特殊条件下,重力并非植物生殖生长的必要条件.
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环境条件对空间候选植物青菜的影响
目的 分析在较小的密闭环境中植物生长发育受光照、重力和乙烯等因素的影响,提出相应的空间实验对策.方法 青菜幼苗在模拟空间密闭培养箱中培养至开花.光照采用LED作为光源,并利用三维回转的方法模拟微重力效应,利用化学脱除剂控制环境中乙烯浓度.结果 LED蓝光谱段和红光谱段组合光源可以作为青菜培养的光源；叶柄和花柄是对重力变化响应的敏感部位,也是影响植株向重力性形态建成的关键部位；以高锰酸钾为主要成分的脱除剂能较好地去除密闭培养空间中的乙烯.结论 光照周期、光质和光照强度对青菜生长有明显的影响；重力变化显著影响青菜叶和花的发育；去除培养环境中的乙烯是保证植物正常生长发育的重要途径之一.
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微生物处理空间模拟废水工艺初探
目的 开展模拟空间废水处理试验研究,探讨空间废水处理膜生物反应器处理模拟空间废水的较适环境条件,为今后设计空间膜生物反应器提供技术支持.方法 利用前期研制的空间废水处理膜生物反应器和驯化后微生物,进行了模拟空间废水处理试验,检测了处理液进口和出口的化学耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD)、总有机碳和总氮的去除效率.结果 空间废水处理膜生物反应器发挥佳工作效能需要的环境条件分别为:pH6.5 ～7.5,温度24.0 ～ 26.0℃,水力滞留时间20 h,碳氮比0.81；在该条件下模拟空间废水的化学耗氧量和生物好氧量下降率均接近90％.结论 研制的膜生物反应器可以有效地进行空间模拟废水的处理,适合的工艺条件能明显提高其废水处理效率.
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航天器人-机-环境密闭舱试验系统构建方法研究
目的 研究载人航天器人-机-环境密闭舱试验系统的构建内容和构建方法.方法 依据相似理论试验方法,分析地面试验与空间飞行的主要差异,保证环控生保系统重力下可靠工作,确定了人-机-环境试验系统的设计内容和设计方法.结果 利用该方法构建了0套试验系统,试验系统性能良好、运行稳定,已应用于交会对接任务环控生保系统性能研究.与飞行数据比对表明,该试验系统空气流动和换热状态与微重力环境下基本一致.结论 提出的人-机-环试验系统构建方法合理有效,易于实现,满足当前任务需要,可为后续任务类似试验系统研制提供参考.
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载人航天器冷凝干燥组件腐蚀当量环境与加速试验谱研究
目的 评估航天飞行器的腐蚀寿命.方法 采用湿热、周浸和盐雾等3个模块进行加速腐蚀试验,通过室内外试验数据的对比进行评估.结果 在具备真实的使用环境数据,自然环境与加速环境对标准潮湿空气折算关系基础上,建立的加速试验环境谱与环境谱的当加速关系合理.结论 采用复合环境谱试验,不仅具有明显的加速腐蚀作用,大大缩短试验历程,且能较好地再现飞行器构件的腐蚀损伤特征.
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动态水气分离器微重力性能的地面评测方法研究
目的 在地面重力环境下,评测动态水气分离器在微重力下的工作性能.方法 以正置(0°)、水平放置(90°)、倒置(180°)3个方向作为表征量,测试3个方向下,动态水气分离器的分离能力,评测其在微重力条件下的分离特性.结果 地面评测试验数据与失重飞机试验数据、在轨飞行试验数据的对比表明,动态水气分离器的分离能力:水中含气量和气中含水量对方向表现出不同的敏感性；地面倒置下的性能测试很好的表征了其在微重力条件下的分离能力.结论 在重力条件下,以不同方向作为表征量的动态水气分离器的评测方法可以表征其在微重力条件下的分离能力.
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目标飞行器温湿度控制循环泵可靠性研究
目的 研究目标飞行器温湿度控制循环泵可靠性分析、试验与评估问题.方法 对循环泵的寿命与可靠性试验情况进行了分析说明,并依据产品寿命与可靠性试验的现实进展,给出了循环泵电路部分基于无失效数据的Bayes可靠性评估方法以及机械部分基于性能退化数据的可靠性评估方法.结果 根据寿命试验数据,利用这两种方法对循环泵可靠性进行了评估,满足温湿度控制循环泵可靠性指标要求.结论 本文提出的方法能够评估循环泵产品可靠性指标,可推广至其它航天机电产品的可靠性分析、试验与评估.
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为月球资源就地应用的LiOH电解制氧技术分析和实验观察
目的 提出了一种利用月球矿物资源进行现场制氧的锂还原-LiOH电解循环技术路线.方法 以金属锂作为还原剂,将月球矿物中的氧转移到锂化合物中,锂化合物与还原产物分离并转化为LiOH,电解熔融LiOH获得氧、水和金属锂,收集氧气,水和金属锂再循环使用.结果 化学热力学数据分析表明采用该技术路线可以从月球的所有主要矿物中获得氧气,尤其是钛铁矿中的氧可以全部获得利用.结论 利用锂离子固体电解质,可以在500～600℃下实现LiOH电解,获得氧、水和金属锂.
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CFD技术在膜式静态水分离器中的应用方法研究
目的 对膜式静态水分离器膜分离过程进行优化设计,保障电解制氧系统中水气混合物的分水效率.方法 尝试了计算流体力学(CFD)技术分析膜分离过程的应用途径,基于Navier-Stokes方程建立了考虑膜渗透影响的流体控制方程,介绍了利用UDF引入质量源项来考虑渗透过程的方法.结果 通过文献算例来验证了分析方法,定量分析了设计参数对分离过程的影响,结果显示渗透系数对于渗透流量以及单位面积渗透速率和膜表面的溶剂浓度的影响非常显著.结论CFD方法能够快速而准确的模拟膜分离过程,研究成果为膜式静态水分离器的优化设计奠定了基础.
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静态注水式电解制氧关键技术探讨
目的 探讨静态注水式电解制氧关键技术,以满足空间微重力环境应用需求.方法 在静态注水式复合金属分隔极板结构设计的基础上,对关键组件膜材料的水通量提出设计要求,采用超滤行业成熟的过滤膜作为透水阻气膜,对膜材料的水通量进行测试.结果 在一定温度和压力条件下,所选膜材料的水通量完全满足静态注水电解制氧的需求(1.O×1O-4 g·cm-2·s-1).结论 静态注水式电解技术无泵移动部件,寄生能耗低,可靠性高,电解系统整体简化,更适合空间微重力环境应用需求.
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空间站电解制氧技术研究进展
电解制氧技术是空间站环控生保系统复杂的核心技术之一.本文简要介绍了美国和俄罗斯空间站电解制氧技术及其应用情况,系统介绍了我国空间站电解制氧技术的发展历程、总体方案、目前研究进展,可为空间站电解制氧技术研究和工程研制提供参考.
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用于航天器冷凝水处理的硼掺杂金刚石电极的制备及应用
目的 通过电化学催化氧化技术,将硼掺杂金刚石(BDD)电极高效应用于航天器冷凝水的处理工作中.方法 采用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术在铌板上制备得到了大面积、均匀分布的BDD电极,并将制得的BDD电极用于降解模拟冷凝水实验.结果 模拟冷凝水处理量为200 mL,在电流密度为10,13,15 mA/cm2条件下,达到80％ TOC去除率分别需要150,120,100 min,功耗为7.48,11.4,14.59W；对处理后的冷凝水成分分析发现,冷凝水中原有的醇类物质被完全氧化;而且电极在连续运行之后也并未发现明显的剥落现象.结论 制得的BDD电极与二氧化铅电极相比,无论是在稳定性还是处理效率方面,都具有显著的优势.
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中国空间站水回收系统关键技术分析
目的 系统分析中国空间站水回收系统研制所需要的关键技术.方法 依据任务需求,采用系统总体设计方法,综合分析俄罗斯和美国空间站水回收系统构架特点,并概要提出我国空间站水回收系统的特点及技术研究的重点.结果 我国空间站水回收系统的关键技术主要是冷凝水处理技术和尿蒸馏技术,水回收系统关键技术研究应当特别重视冷凝水处理技术的中温催化氧化的能耗问题、尿蒸馏技术的VCD技术和膜蒸馏技术难题以及微生物污染问题.结论 在关键技术分析的基础上,冷凝水净化装置和尿蒸馏装置原理样机的研制已经完成且满足设计要求.我国空间站水回收系统仍存在一些技术难题有待后续研究解决.
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仿生膜用于回收尿液中水的研究
目的 阐述了一种仿生膜在尿液回收水的应用研究.方法 利用聚合物相转换法进行膜的制备,通过高渗透压的可食用提取液进行水回收,利用SIEMENS ADVIA 1800全自动生化分析仪进行钾、钠、氯、钙、镁离子浓度检测及尿素氮、肌酐、胆红素、微生物定量分析检测.结果 与原尿液相比,回收液中有害物质的浓度下降比例分别为:尿素氮82.27％,肌酐97.18％,钾离子96.27％,钠离子94.22％,氯离子94.35％,胆红素66.67％.结论 使用该仿生膜,利用可食用提取液可以从尿中回收水.
| 年 | 期数 |
| 2018 | 02 03 04 05 06 |
| 2017 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2016 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2015 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2014 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2013 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2012 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2011 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2010 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2009 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2008 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2007 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2006 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2005 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2004 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2003 | 01 02 03 04 05 06 z1 |
| 2002 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2001 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2000 | 01 02 03 04 05 06 |
| 1999 | 01 02 03 04 05 06 |
| 1997 | 01 02 03 |
| 1996 | 01 02 03 04 05 06 |
| 1995 | 01 03 04 |
| 1994 | 01 02 03 04 |
| 1993 | 01 02 03 04 |
| 1992 | 01 02 03 04 |
| 1991 | 01 02 03 04 |
