真空在航天工業(yè)中的應(yīng)用
真空科學(xué)與航天技術(shù)密切相關(guān)的主要環(huán)節(jié)來至于空間的環(huán)境模擬,因?yàn)檫\(yùn)載火箭、人造衛(wèi)星、載人飛船、空間站、宇宙探測器以及航天飛機(jī)等各種空間飛行器,在空間飛行的過程中、都是在宇宙的自然真空中進(jìn)行的。
因此他們除了直接的受到空間真空環(huán)境的影響外,還要受到太陽輻射、各種帶電粒子及溫度的影響。這些因素將造成材料性能的改變或損傷;儀器靈敏度的失靈,從而會(huì)破壞這些飛行器的工作,甚至?xí)斐捎詈絾T的傷亡。
為此,在地面上建立模擬空間環(huán)境的宇宙空間模擬實(shí)驗(yàn)裝置,是非常必要的。因?yàn)橹挥性诟鞣N飛行器上天之前通過地面的模擬實(shí)驗(yàn)。掌握航天器在空間工作的條件和特性,消除飛行中的各種隱患,才能確保飛行器及宇航員的安全。為了滿足這些要求,目前在地面上建立起的各種模擬裝置較多。
表8 給出了幾種主要模擬裝置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及其對真空度的要求。供讀者參考。
表 8 宇宙空間模擬設(shè)備的分類、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)用真空度
分類 |
模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 |
實(shí)用真空度 (Pa) |
火箭發(fā)動(dòng)機(jī) |
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)空間點(diǎn)火。再起動(dòng)、熱平衡發(fā)動(dòng)機(jī)推力測量、全尺寸燃燒,羽流效應(yīng)燃料在真空中性質(zhì),太陽譜模擬,飛行器振動(dòng) |
10 -1 ~10-8 |
宇航員訓(xùn)練密封艙 |
空間環(huán)境適應(yīng)性 ( 失重,生理變化,生活規(guī)律等 ) 飛行事故處理能力.宇航服性能,宇宙醫(yī)學(xué)研究 |
10 2 ~1 |
離子推力器 |
離子推力器封命及性能 |
10-4 ~10-5 |
材料及元件 |
溫控材料,太陽能電池,飛船添隔熱材料,耐高溫材料,潤滑材料,光學(xué)斑,消旋軸承 |
10-1 ~10-6 |
熱真空實(shí)驗(yàn) |
衛(wèi)生飛船的部件及整體性能 |
10-4 ~10-5 |
衛(wèi)星表面帶電模擬 |
為了防止衛(wèi)星、飛航表面介質(zhì)產(chǎn)生不均勻現(xiàn)象,影響衛(wèi)星正常工作,為研究材料進(jìn)行充電,放電及防護(hù)而要求衛(wèi)生表面帶電模擬實(shí)驗(yàn) |
10-3 ~10-5 |