真空在航天工业中的应用

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    真空科学与航天技术密切相关的主要环节来至于空间的环境模拟,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。表 8 给出了几种主要模拟装置的实验内容及其对真空度的要求。供读者参考。

表 8 宇宙空间模拟设备的分类、实验内容及实用真空度

分类

模拟实验内容

实用真空度 (Pa)

火箭发动机

火箭发动机空间点火。再起动、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性质,太阳谱模拟,飞行器振动

10 -1 ~10-8

宇航员训练密封舱

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

10 2 ~1

离子推力器

离子推力器封命及性能

10-4 ~10-5

材料及元件

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

10-1 ~10-6

热真空实验

卫生飞船的部件及整体性能

10-4 ~10-5

卫星表面带电模拟

为了防止卫星、飞航表面介质产生不均匀现象,影响卫星正常工作,为研究材料进行充电,放电及防护而要求卫生表面带电模拟实验

10-3 ~10-5

真空科学的应用领域:

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