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载人航天器密封舱压控规律解析解及其实验验证
目的导出载人航天器密闭舱总压和氧分压变化规律的解析解,环控生保总体设计师可以此作为飞行或地面试验时压控参数预测的依据.方法将飞行时段分段化,对系统规定的压力控制带下不同的供气工况分别进行理论推导,解微分方程组,得出不同供气工况座舱总压和氧分压的解析解.结果试验结果和理论计算结果吻合较好.结论本文导出的解析解正确,满足工程精度要求.
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航天器内外耦合回路热网模型的轻量化分析
目的解决载人航天器热控和环控生保系统的轻量化问题.方法研究了由内外耦合液体回路和气体回路所构成的流动和换热网络.建立了流动、传热的物理和数学模型,计算了网络系统中组件及结点的热力学参数,在此基础上由所建立的质量计算模型,得到系统质量.分析了一些操作参数和结构参数对系统质量的影响,如管径、流量等.结果结果表明,在一定的设计要求下,系统存在佳管径;内回路流量存在上限,而外回路流量存在下限;且内外耦合回路中流量及辐射散热器出口温度等参数都存在佳值.结论对这些参数的优化设计可减小系统质量.
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载人航天器环控生保系统热网络的轻量化分析
目的减轻载人航天器中环控生保系统的重量.方法采用网络分析原理,研究由环控生保系统中气、液流体回路所构成的流动和热网络,建立此网络中流动、传热及重量计算的物理模型和数学模型.从热平衡、传热及其系统重量关系式出发,计算出网络的结点热力学参数及网络系统重量,并对系统重量的一些影响因素进行了分析.结果流动和热网络系统中存在佳管径,使系统重量小.并且此佳管径与流量关系密切;适当地提高通风温度可以降低系统重量;网络系统中存在佳的热组件布局方式,对应的系统重量小.结论这些规律对载人航天器环控生保系统轻量化具有重要参考意义.
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载人航天器通风除湿系统运行参数的优化分析
目的研究载人航天器通风除湿系统运行参数及一些组件的设计与优化方法.方法建立了载人航天器通风除湿系统的数学物理模型,通过设计合适的系统运行参数来及时有效地除去舱内产生的热量、水分,防止结露,满足人体的舒适性要求.并且采用计算的方法,分析了各运行参数及组件对系统当量质量的影响.结果栽人航天器进舱气流温度、相对湿度及通风率、舱内散湿量都影响舱内气体的露点温度及舒适性.舱内空气参数的控制有两种方式:以控制温度为主要目标的设计方法,回路中不需要使用余热回收换热器,结构简单,但有时不能满足除湿要求;优先满足湿度控制目标的方法,能够稳定控制舱内露点的温度,有利于防止结露,但系统结构较为复杂.结论在保证系统性能的前提下,采用优化设计措施可以减轻空气处理系统的质量及耗电量,实现系统的轻量化.
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工位送风对载人航天器座舱空气品质的影响
目的 研究微重力下工位送风对乘员工作区空气品质的影响,为载人航天器座舱通风系统设计提供参考.方法 为评价工位送风的性能,首先提出了工位送风评价指标--工位区空气新鲜度比,然后采用商业计算流体力学(CFD)软件以双侧送风为背景空调,分析了不同工位送风量和出风速度对舱内乘员工位区空气品质的影响.结果 得出了不同工位送风量和出风速度下的CO2浓度、空气龄、工位区空气新鲜度比和工位区风速分布情况,以及有无工位送风下工位区的空气品质的比较结果.结论 研究表明,工位送风利用小风量就可以达到局部环境与较大风量相当,符合航天器轻量化的要求,故在航天器内增加工位送风是非常有意义的.同时,模拟结果表示,在相同总风量下加大工位送风量后,工位区的几项性能指标均有所改善;在工位风量一定的情况下,CO2浓度、空气龄和新鲜度比随风速提高改善并不明显,不过工位区风速会有明显提高,有助于改善沉闷感.
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可用于载人航天器冷凝水深度处理的SPE水电解臭氧发生器的研究
目的 研究不同催化剂制作工艺对水电解产生臭氧的电流效率的影响.方法 采用SPE固体聚合物水电解器做臭氧发生器,以二氧化铅为阳极,碳载铂为阴极,考察不同催化剂下水电解制备臭氧的电流效率.结果 以PbO2为原材料,均匀混合2 wt%的PTFE所制得的阳极材料,在表观电流密度1.6A·cm-2下工作,长时间工作的平均电流效率都在30%以上.结论 臭氧作为一种强氧化剂,可以用较低的能耗在深度处理载人航天器冷凝水上发挥作用.
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载人航天器中固体废弃物处理技术的研究进展
随着航天技术的迅速发展,航天任务持续的时间越来越长,距离越来越远,补给发射费用终将成为难以承受的巨额开支.因此,研发以物理化学及生物再生为主的固体废弃物处理与循环利用技术至关重要.本文综述了近年来国内外载人航天器中固体废弃物处理的研究进展,重点讨论了物理化学处理方法和生物处理方法,并分析了这些方法存在的主要问题,同时对我国载人航天中固体废弃物处理技术的发展趋势进行了展望.
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载人航天器座舱内生物空气过滤器研究进展
载人航天器座舱内由于人体代谢、材料释放和废物处理等过程,会产生大气污染物,这些大气污染物的累积会影响人体健康和植物等生物的生长发育,因此必须将其控制在一定浓度范围内.从长期载人航天和星球定居来看,通过生物技术去除微量污染物是一种可行的方法.生物空气过滤器就是利用微生物将微量污染物降解为二氧化碳、水和盐的一套系统.它具有重量轻、体积小、能耗低、便于维护以及能在微重力条件下运行等优点,在未来的航天领域具有广阔的应用前景.
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载人航天器乘员舱结构布局工效学的研究进展
乘员舱的结构布局是影响载人航天器人机界面的重要因素,它既要考虑舱内部件的物理力学性能,又要满足人机工程设计方面的要求.本文结合载人航天器技术的发展过程,着重论述其结构布局方式的演变、一般原则和主要研究内容.在此基础上,提出了进行乘员舱结构布局工效学研究的未来发展方向以供讨论.
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中国载人航天器环境控制与生命保障技术研究
中国载人航天器环控生保技术经历了预先研究和局部技术卫星试验,进行了"神舟"飞船环控生保分系统的研制,并进行了物理化学再生式环控生保技术和受控生态生保技术的研究.本文主要介绍了上述过程环控生保系统技术的研究进展,并分析了环控生保系统的技术特点.
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载人航天器环控生保系统50年研制回顾与展望
本文集成载人航天50年来的相关资料,从载人航天器环控生保系统(ECLSS)的分类与应用选择、研制历程和主要特点、美国和俄罗斯技术进展以及未来目标四个方面,系统综述载人航天器环控生保系统研制的发展历程和发展趋势.
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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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“幻想”未必不能实现
随着时代的发展、科学的进步,人类的生活质量在不断地提高.诚如,人类曾梦想能像鸟儿一样在天空中自由翱翔,而飞机和各种飞行器使人类比鸟儿飞得更高更远,火箭和载人航天器甚至胜过孙悟空,使人一个跟斗就十万八千里,翻上了遥远的太空;再如,人曾希望能像鱼儿一样在水中自由地游来游去,随着各种潜水器的发明和运用,便使人类的愿望成了现实.电视机、空调机、电冰箱、洗衣机、电脑、手机、汽车……这些都已是现代生活中必不可缺的生活元素.
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载人航天60问(1)
1、何谓载人航天?载人航天,是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空中从事各种探测、研究、试验、生产和军事应用的往返飞行活动.实现载人航天必须突破三大技术难题:第一,大推力的运载火箭技术,把非常重的航天器送上近地轨道;第二,卫星安全返回技术;第三,良好的环境控制和生命保障系统技术.