太空技术

这个项目是为航天英雄杨利伟所在的航天507所做的一个太空180项目，这是一个国家性的研究项目，新闻联播以及各大卫视新闻都对这个系统做了详细的采访和报道。太空180主要为满足人类未来星际探索及深空驻留面临的生存问题，研究的是人造生物圈，实现的是密闭环境中的生态生保问题。具体为4名志愿者在密闭的环境中自主生存180天，模拟人类从地球出发，到登录火星并生存。期间他们所需的氧气、水分和食物都需要自给自足。这个项目一共由8个舱体组成，它由4个植物舱、2个乘员舱、1个生保舱和1个资源舱组成，占地面积370平方米，其中植物栽培总面积260平方米，是目前我国最大的、封闭度最高的空间生命保障系统。试验个舱种植了各种植物，包括小麦、花生、马铃薯、铁皮石斛、辣木等5大类共计25个品种，植物是循环试验舱内生态循环的核心要素，包括氧气的循环、水的循环以及其他固废循环。我们的主要工作是对舱进行温湿度和通风系统的调控，以及对植物舱提供光照条件和培养环境，实现舱内氧气、水、碳的循环。这个项目于2016年12月已经圆满结束，我公司也非常荣幸受到了出舱仪式的邀请。获得荣誉：（易盛泰和参与研制的环境模拟试验舱项目被中央电视台连续跟踪报道，项目简称“太空180”大科学试验项目，项目竣工于2016年。）

外太空环境试验舱750L航天航空 太空环境试验舱及热真空试验系统用于模拟太空环境，为卫星产品进行环境试验，可以提供﹣180℃~﹢300℃的温度环境，以及1×10﹣6Pa真空度环境，甚至可以安装人造太阳，模拟太空光环境`。本公司采用国际的热沉控温方式对试验舱体进行热传递控温，其均匀度非常好，能够满足美军标的空间试验标准。浩瀚无垠的太空对人类来说既熟悉又陌生。熟悉，是因为载人航天活动已经开展了几十年，人进入太空已有数百次了；陌生，是因为太空环境如此复杂，以至于每次载人航天活动，仍充满着无数变数和巨大风险。面对复杂多变的载人航天环境，航天员只有在地面作好充分试验和训练准备，才能圆满完成载人航天飞行任务。地面试验和训练离不开模拟技术、模拟设备。要了解模拟技术和模拟设备，首先要认识载人航天环境。（1） 真空环境及模拟在载人航天器所处的 500 千米轨道高度上，空间真空度为 10-6 帕左右；在 1 000千米的轨道高度上，空间真空度为 10-8 帕左右。（2） 在进行航天器和舱外航天服空间环境热模拟试验（主要是热真空试验和热平衡试验）时，关注的问题主要是真空环境对试件热特性的影响。真空度达到 10-2 帕以上时，辐射传热已经成为主要的传热形式，对流和传导传热的效应已经可以忽略。因此，空间模拟设备模拟的真空度达到 10-3 帕数量级，已经能够较为真实地模拟航天器飞行轨道真空环境的热交换效应，不必追求更高的真空度。只有一些特殊的试验，如真空干摩擦和冷焊试验等，才需要提供更高真空度的试验设备（3） 太阳辐照环境及模拟太阳每时每刻都在向宇宙空间辐射巨大的能量，太阳光的波长覆盖从 10-14 米（γ 射线）到 104 米（无线电波）的宽阔区域，不同波长的太阳光，辐射的能量也不同。可见光辐射的能量大，可见光和红外光的辐射能量占太阳总辐射能量的90%以上。在轨道飞行中，航天器和舱外航天服主要接受三部分辐射能量：来自太阳可见光和红外辐射的能量、地球反射太阳辐射的能量和地球大气的热辐射能量。航天器和舱外航天服吸收的这些能量影响其温度及分布，吸收能量的大小取决于其结构外形、表面材料特性和飞行轨道。波长小于 300 纳米的紫外线，辐射能量虽然只占太阳总辐射能量的极小部分，但会使材料表面的光学性能发生很大的变化。紫外辐射效应主要表现为光化学效应和光量子作用。 太阳辐射模拟试验可以模拟太阳辐射环境对航天器和舱外航天服产生的太阳光 谱热效应和太阳光谱光化学效应。如果仅模拟热效应，则称为空间外热流模拟。模拟空间外热流有两种方法，一类是入射流模拟法,也称为太阳模拟法；另一类是吸收热流模拟法，又称红外模拟法。一般外形和表面材料形状复杂的试件，宜采用太阳模拟法；外形规则，表面材料形状单一的试件，则可采用红外模拟法。如果需要模拟紫外辐照环境的光化学效应，可利用紫外辐照模拟器进行。（4） 空间冷黑环境及模拟 宇宙空间冷黑环境的等效温度约为 3K，热吸收率为 1，可以看作是没有热辐射和热反射的理想黑体。当没有太阳辐照时，宇宙空间是一个完全“冷”和“黑”的空间。在这个冷黑环境中，物体发出的所有热能被完全吸收，因此也被称为热沉环境。冷黑环境对航天器和舱外航天服的热性能有极大的影响，研制航天器和舱外航天服，必须在模拟的冷黑环境中进行充分的热真空和热平衡试验，验证其热设计和热性能是否满足要求。 为了模拟空间冷黑环境，通常使用铝、铜或不锈钢材料制成的构件，将其内表面涂上高吸收率的特制黑漆，并将液氮通入构件内部，这种装置称为热沉。目前， 世界各航天国家均采用这种以液氮作冷源的热沉来模拟空间冷黑环境，因为热分析理论计算和试验数据分析表明，用 77K 液氮温度和吸收率为 0.9 以上的热沉来模拟空间冷黑环境，模拟误差仅为 1%左右，完全能够满足冷黑环境模拟试验的要求。另外，追求更低的温度是不必要的，而且会大大增加技术难度和模拟设备的投资。结构的重要特征（1）箱体结构：一体式结构，真空系统、制冷系统放置于同一个框架。圆柱形的外壳可以很好满足真空承压的要求，由不锈钢AISI304L采用无缝焊接工艺完成。外表面采用高质量的喷砂处理，满足美观及长期使用需要。（2）大门：外部喷砂、内部有热沉满足均匀性的需求，配有轮锁和氟橡胶O型垫圈。（3）门的开启方式：机械合页保证密封，特殊设计轻松开启。（4）热沉结构：特殊的铆焊技术将两块不锈钢金属薄板（AISI 304 L）焊接起来，内部有供温度调节流体循环的空间。这种技术可以得到很好的温度均匀性，因为温度调节流体覆盖了整个热沉的表面。真空系统：国际品牌，包括一个真空度可达到10-2torr的双极旋片泵，一个氦气低温泵，泵组的排气加装排气过滤器，能很好的回收油污，防止污染环境。泵组的吸气连接到氦气低温泵，通过闸板阀连接到测试箱体。一个压力仪表系统由模拟或数字显示每个压力，来检查每个阀的正确运转（打开和关闭）。4.1.1 .真空抽气系统：真空抽气系统分为分子泵机组、粗抽泵为油泵以及阀门、管道等配套件组成。4.1.2、常温时空载极限压力: ≤6.7×10-5Pa(需烘烤)4.1.3、低温空载极限压力（≤100K 时）: ≤2.0×10-5Pa。(需烘烤)4.1.4 、工作真空度: （产品为航空插件） ≤5.0×10-5Pa (需烘烤)4.1.5 .抽气时间：30min~1h4.1.5.1 .常温空载；热沉表面温度:5.0×10-3Pa，从预抽开始≤20min；4.1.5.2 .常温空载；热沉表面温度:5.0×10-4Pa，从预抽开始≤30min；4.1.2 .热沉表面温度: ≤200K4.1.3 .均匀性：±5℃4.3.1.表面温度≤+200℃，控温精度，±3℃4.4 .试件温度范围；极限温度-120℃～+200℃。4.4.1.控制精度；误差≤±1℃，4.4.2 .升温速率；≥2℃/min，4.4.3 .降温速率；≥2℃/min；4.6 .低温系统:机械制冷+液氮系统。4.7 .设备无间断工作时间；360天以上。4.8 .设备单独接地；接地电阻不大于 2Ω。4.9 .试验箱侧面留有电源法兰，针数≥55 芯，满足 1000V 耐压 5mA 漏电流要求。5. 系统配置与方案说明；5.1 .真空容器真空容器为卧式圆筒结构，一端为开启大门，一端为蝶形封头，真空容器和封头采用 0Cr18Ni9(304)不锈钢制作,底座采用碳钢制作,焊接采用内环缝氩弧焊。主罐体内做高低温真空环境模拟 0 罐体制作关键工序控制： a. 门法兰整体热处理，消除应力；b. 制造现场焊缝着色探伤，再氦质谱检漏，总体漏率为≤1×10-6Pa.L/S；c．罐体内壁抛光，粗糙度为 0.8~1.6。发黑处理。d.漏率≤1×10-6PaL/S。检漏设备；氦质谱检漏仪检漏。 5.1.1.真空室材料规定a. 材料：采用 0Cr18Ni9 不锈钢板圈制，采用 0Cr18Ni9 不锈钢碟形封头 b. 参考文件：5.1.2、主罐体内部；容器内部下半部约 45°位置，焊有主热沉安装导轨。主热沉内部下半部约 45°位置，安装有红外加热笼安装导轨。容器大门封头和底部封头上下，焊有安装大门和底部热沉的安装吊块。容器设照明灯一个。热沉系统热沉制作关键工序的控制：a. 紫铜管在焊接前进行 20kg 耐压强度测试保压 10 分钟及退火处理。b. 所有不锈钢管材 进行探伤筛选。对支管与翅片焊接后每一根进行氦法质谱检漏，漏率≤5×10-7Pa.L/S，满足漏率后再进行总装（焊接），c. 焊接完成后将药粉清洗表面再进行氦质谱检漏，漏率≤5×10-7Pa.L/S。d. 漏率合格后再进行高低温冲击试验三次（高温 150℃。低温 200K），再次进行氦质谱检漏，漏率≤5×10-6Pa.L/S。主热沉主热沉是该设备提供低温环境的主要部件。可提供≤200K 的低温。主热沉为筒式盘管结构。为满足温度均匀度内管管路分二路进出液。主热沉由 2mm 厚紫铜板为主体材料，有效尺寸为φ450×900mm(直边长度)。主热沉外侧焊有φ14×1.5mm 的紫铜管。连接方式为银焊焊接。主热沉固定在外部的不锈钢框架上，框架外还包裹着 0.5mm 厚的不锈钢镜面板进行隔热屏蔽。可防止在长时间低温情况下容器外壁凝水或凝露发生。主热沉与框架间用聚四氟乙烯进行隔热，以减少主热沉的冷量的损失。热沉内侧安装有红外加热笼的安装导轨。外出侧安装有固定脚，用于进入真空容器后固定。我方提供的设备是全新的，未使用过的，技术是先进的且成熟可靠的，采用的是满足试验要求的材料和工艺，并在各方面符合国家基本招标技术文件规定的质量、规格和性能要求；并提供出厂合格证等质量证明文件；我方在设备出厂前一个月提供出厂检验项目、指标、测试程序和检验方法，供买方参考，买方可根据需要进行补充和修改，经双方确认后形成验收文件作为验收依据。并提供设备安装、调试、使用、维修所必需的技术文件(复印件)一份；设备加工制造完成后，我方组织设备联合调试，买方派相关人员到我方生产基地进行出厂验收和免费的技术培训。我方对整个项目的软件、硬件培训均制定有培训方案、计划， 并且提供完整的培训资料与培训证明。按照合同规定的设备清单进行设备数量清点及外观检查，并对每一类产品的数量、型号和原产地进行核对，同时检查产品的合格证书及其他相关质量证书。依据合同规定的技术条件、国家相关标准要求及验收依据，对各分系统的功能和主要技术指标进行初步验收，合格后发往买方现场； 热真空环境试验系统容器方式卧式立式容器有效真经Φ/m0.41.21.42.02.43~17容器有效长度/m0.51.51.93.046~32空载极限真空度/Pa1×10﹣5Pa5×10﹣5Pa温度范围/℃﹣180℃~300℃制冷方式液态制冷、制冷机制冷、气氮调温、浴油调温热流密度100W/m2~1800W/m2红外加热方式红外加热灯阵、红外加热笼辐照度100W/m2~2200W/m2辐照方式太阳模拟器、紫外辐照模拟器、光照环境模拟系统电源条件380V±7%/50Hz＋N＋G公司主营产品：冷热冲击试验箱、恒湿恒湿试验箱、高低温试验箱、步入式温湿交变试验室、高低温湿热交变试验机、高温老化房、快速温变试验箱、高低温低气压试验箱、PCT高压加速老化试验箱、紫外线耐候老化试验箱、氙灯耐候老化试验箱、耐寒折弯试验箱、砂尘试验箱、淋雨试验箱、臭氧老化试验箱、换气老化试验箱、恒温鼓风干燥试验箱、太阳光伏组件试验箱、振动试验机、跌落试验箱、拉力试验机等可靠性试验设备以及定做非标机型。

美Nano-master 热真空太空模拟系统 NDT-4000NDT-4000是一款器件测试系统，俗称“热真空系统”,可以用于极真空和可控的均匀加热以及冷却循环条件下的器件或样片测试。系统配置计算机控制，安全联锁和多级密码授权访问限制。该系统可以用于带自动加热和冷却循环下的器件/样片测试，循环周期的时间可以超过36个小时，并通过工艺菜单定义温度的变化状况。 该系统最常见的应用是太空仿真。腔体尺寸大约为43”长24”直径。16”x32”滑动式热平台可以在整个表面积上实现±1°C的控制，而温度范围可从-100°C到150°C。该平台安装在滚轴上可以拉出75%的长度用于放/取器件或样片。 腔体提供4个8”的CF法兰，可以用来装配客户定义的密封件，用于安装数字或模拟通讯，温度测量，功率，RF，以及其它仪器的需要。 标准的真空系统包含1个1200L/Sec的涡轮分子泵和一个680L/min的干式前级泵。系统的极限真空可达到7x10-8 Torr，并且在20分钟以内达到10-6Torr量级。特点：** 24"x43" 水平圆柱形腔体** 快速加热和冷却** 16"x32"加热平台** 温度在-100°C到150°C范围的控制精度在±1°C以内** 密封制冷系统消除了大部分其它系统所使用的液氮消耗成本** 1200L/Sec的涡轮分子泵，串接680L/min干泵** 极限真空7x10-8 Torr，20分钟内达到10-6Torr量级** 自动腔体真空调节** 基于计算机的全自动工艺控制，菜单驱动** 腔体预留4个8”CF法兰共扩展** 支持客户定义的扩展支持** 安全联锁选配：** 更大腔体支持更大尺寸的器件或样片** 不同的泵组配置** 客户定制的扩展，如温度，功率，RF等的探测应用：** 纳米卫星或微型卫星** 模拟太空环境器件测试(温度从-100 °C to 150 °C的极真空)