航天服試驗驅(qū)動裝置動力學及熱防護技術研究.pdf

1、在近地太空中，物體正對太陽的表面接受輻射產(chǎn)生高溫，而背對太陽的表面則為低溫，即太空環(huán)境是極端溫度環(huán)境。目前還沒有一種適于在太空環(huán)境中直接使用的驅(qū)動裝置，受到居里溫度效應的限制，廣泛應用的基于電磁原理的驅(qū)動裝置都無法直接暴露在太空環(huán)境中。根據(jù)航天服測試試驗的要求，本文在已研制的航天服氣動操作裝置基礎上，提出采用電驅(qū)動，并施加溫度控制進行防護，以滿足航天服艙外活動的完全模擬飛行試驗的條件。對各種操作中動作最復雜的流控閥操作裝置實現(xiàn)了電驅(qū)動設

2、計，對該裝置的運動學和動力學特性進行了仿真，并對電器的熱特性以及防護特性進行了仿真分析和實驗研究。
　　根據(jù)航天服在太空環(huán)境模擬艙中的測試要求，完成了流控閥操作裝置的設計，采用電磁鐵作為解鎖驅(qū)動，步進電機驅(qū)動小齒輪沿弧形齒輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)位置控制。這樣基于電力驅(qū)動的裝置比氣壓傳動更容易實現(xiàn)溫度防護，更易于控制。但是電力驅(qū)動的柔順性比氣壓傳動差。為解決此問題，利用SolidWorks建立了機構(gòu)的三維模型并導入ADAMS軟件對流控閥操作裝置

3、的運動學與動力學進行了仿真和優(yōu)化，提高流控閥操作裝置運行的柔順性和快速性。
　　在分析航天服測試試驗中熱傳遞方式的基礎上，對現(xiàn)有熱防護技術進行了探討。在比較了盡可能減少熱輻射、采用相變材料蓄熱等防護技術的基礎上，本論文對采用半導體制冷技術的主動式防護完成了流控閥操作裝置驅(qū)動電機的熱防護設計，利用FLUENT對該熱防護裝置的熱特性進行了仿真分析，并建立了熱防護實驗系統(tǒng)，對采用半導體制冷片的主動式電器熱防護的性能進行了實驗研究。半導體