熱真空試驗

熱真空試驗

熱真空試驗所屬現代詞,指的是模擬太空飛行器在空間的真空、冷黑和太陽輻射環境的一種地面試驗。

熱真空試驗

正文

模擬太空飛行器在空間的真空、冷黑和太陽輻射環境的一種地面試驗。單機(部件)、分系統和太空飛行器整體都進行這種試驗。在模擬試驗時,試件多處於工作狀態並測量其工作參數和環境參數。
真空環境模擬 太空飛行器所處的環境真空度為13.3~13.3×10-10毫帕(10-4~10-14毫米汞柱),從傳熱學的角度看,13.3毫帕的真空度已能滿足太空飛行器熱物理性狀效應模擬的需要。為了節約試驗費用,熱真空試驗採用的真空度通常定為優於13.3毫帕。為了考核和研究某些活動部件、伸展機構的乾摩擦、冷焊性能和研究材料在真空條件下的升華、重量損失、老化等效應,需要在更高的真空度和其他空間環境因素的組合下進行試驗,這時可在中小型空間模擬器中獲得 13.3×10-1~13.3×10-10毫帕(10-5~10-14毫米汞柱)的真空度。

熱真空試驗熱真空試驗
冷黑環境模擬 宇宙空間的熱背景溫度為4K,吸收係數為1,相當於一個理想的黑體。在地面模擬這種熱沉效應時,通常採用液氮冷卻的黑輻射屏,屏的模擬溫度低於100K,吸收係數大於0.9。當模擬室與太空飛行器特徵尺寸比大於2∶1時,熱模擬誤差小於1%,這樣的誤差可以通過理論計算加以修正。對於遙感器的定標試驗,熱沉背景溫度應低於20K。
太陽輻照環境模擬 太陽電磁輻射相當於一個6000K的黑體輻射,是太空飛行器的主要外熱源。環地太空飛行器在軌道上還受到地球反照和地球紅外輻射。太陽模擬器通常採用碳弧燈或高壓短弧氙燈作光源,配以離軸式、同軸式或發散式光學系統來造成一定的輻照強度、光譜、均勻性和準直角,以模擬太陽光的強度和能譜分布。由於太陽模擬器的製造和試驗耗費甚巨,對於大多數形狀不太複雜的太空飛行器多採用熱通量模擬的方法來代替太陽模擬。所用的加熱器有紅外加熱器、石英燈陣、籠式電阻片、貼片式電阻加熱器、電熱管及其組合等形式。這種方法的缺點是不能模擬太陽光的能譜和準直度。對於形狀複雜的太空飛行器和太陽電池翼、太陽敏感器、大型天線結構等特殊部件,仍然需要用太陽模擬器進行輻照試驗。(見彩圖)

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