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航天器热环境模拟试验系统关键技术及核心装备

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登记号:G20172701

所属行业:水利、环境和公共设施管理业

学科分类:蒸汽工程;

关键词: 航天 低温 热环境试验 绝热 微重力模拟

绿色分类:其他资源效率提升;

  • 基本信息
成果名称: 航天器热环境模拟试验系统关键技术及核心装备
成果登记号: G20172701 学科分类: 蒸汽工程;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: 航天  低温  热环境试验  绝热  微重力模拟
推荐单位:

上海交通大学

成果所处阶段:
合作方式: 成果所属行业: 水利、环境和公共设施管理业
国家/地区: 上海 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看
本项目属于航天器空间环境模拟试验技术领域。 航天器70%以上的故障由恶劣的外层空间环境造成,开展空间特殊环境尤其是热环境模拟试验,预先暴露和排除由环境效应所引起的故障是提高其成功率的必备技术条件。由于欧美的技术封锁,我国不可能依靠国外技术和设备完成热环境地面测试。因此,自主研发超大型航天器热环境模拟测试装备,掌握核心技术,提高地面热环境模拟试验能力是我国新一代航天器飞跃发展的迫切需要。 新一代航天器所需求的热环境模拟系统,具有高低温交变、高变温速率、大温差和占位空间大等特征,主要面临三个技术挑战:(1)深低温步入式舱体载气工况下的漏热控制及大型箱体的气密性问题;(2)箱体结构冷热补偿及微重力模拟吊挂支撑点由于受力和温度变化所引起的形变问题;(3)大空间和大温差条件下的气流组织可控性问题。 近二十年,在国家自然科学基金项目和总装备部、国家科技部、国防科工委、航天科技集团、上海市科委等多个航天重点型号研制项目的持续支持下(累计近1亿元科研经费),开展了一系列研究,攻克了上述难题,形成了航天热环境模拟试验系统独立设计和研制能力,突破以下核心技术: 1、宽温区热环境模拟试验箱及物流通道绝热与密封技术 成功研制液氦及超流氦柔性绝热输液管,漏热可控制在0.9W/m以下;发明嵌入式薄壁波纹管门封及柔性金属间隔屏,成功研制可进行-205℃~+100℃温区控制的步入式常压试验容器;提出可耐受-120℃~﹢170℃的复合绝热工艺;突破超大型高低温门扇的密封与绝热技术瓶颈。 2、箱体结构及微重力环境模拟吊挂装置热变形控制技术 揭示大型箱体结构热响应机理,发明内、外框架独立承载且耦合连接结构,提出采用波浪形壁面自由伸缩等热变形补偿方法,形成基于转接框架的微重力环境模拟吊挂支撑结构弱变形技术。 3、超大空间大温差温场均匀性和超低露点温度实现技术 揭示高低温环境下大空间混合对流气流控制规律,实现温度的高均匀性、高于3℃/min的升降温速率及-50℃超低露点温度。发明基于液氮/冷氦双介质耦合热沉的深低温模拟舱冷却方法。 基于上述核心技术,创新研制了-120℃~+170℃、1600m3超大空间和-205℃~+100℃、8m3深低温-高温两个热环境模拟试验系统及1.8K超流氦获取和加注大型超低温系统,使我国首次具备了开展1:1超大型航天器热环境模拟试验的条件。这些系统整体技术水平国际先进,在变温速率、露点温度等技术性能及规模尺寸、热变形量控制上居国际前列。已在月球车移动分系统、××A/B星SAR天线、××B星太阳电池阵、天宫问天大型伸展机构、CE-5轨道器舱段等一批航天产品的高低温热环境测试中获得应用,为多个国家重大工程的航天器顺利发射升空和平稳在轨运行提供了保障,标志着我国具有了世界先进水平热环境模拟试验能力。 获国家发明专利20项,发表学术论文25篇,建成了上海市低温技术与测试应用公共服务平台,为我国培养了一支具有自主创新能力的大型极端高低温热环境模拟系统研发队伍,推动了我国航天科技事业的进步,在载人航天、空间站、深空探测等领域具有广阔的应用前景。
姓名: 唐昭 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 联系地址:
电子邮件: tangzhao@sjtu.edu.cn
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