航天服試驗(yàn)驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)力學(xué)及熱防護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、在近地太空中，物體正對(duì)太陽(yáng)的表面接受輻射產(chǎn)生高溫，而背對(duì)太陽(yáng)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(méi)有一種適于在太空環(huán)境中直接使用的驅(qū)動(dòng)裝置，受到居里溫度效應(yīng)的限制，廣泛應(yīng)用的基于電磁原理的驅(qū)動(dòng)裝置都無(wú)法直接暴露在太空環(huán)境中。根據(jù)航天服測(cè)試試驗(yàn)的要求，本文在已研制的航天服氣動(dòng)操作裝置基礎(chǔ)上，提出采用電驅(qū)動(dòng)，并施加溫度控制進(jìn)行防護(hù)，以滿足航天服艙外活動(dòng)的完全模擬飛行試驗(yàn)的條件。對(duì)各種操作中動(dòng)作最復(fù)雜的流控閥操作裝置實(shí)現(xiàn)了電驅(qū)動(dòng)設(shè)

2、計(jì)，對(duì)該裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了仿真，并對(duì)電器的熱特性以及防護(hù)特性進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究。
　　根據(jù)航天服在太空環(huán)境模擬艙中的測(cè)試要求，完成了流控閥操作裝置的設(shè)計(jì)，采用電磁鐵作為解鎖驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)小齒輪沿弧形齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置控制。這樣基于電力驅(qū)動(dòng)的裝置比氣壓傳動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)溫度防護(hù)，更易于控制。但是電力驅(qū)動(dòng)的柔順性比氣壓傳動(dòng)差。為解決此問(wèn)題，利用SolidWorks建立了機(jī)構(gòu)的三維模型并導(dǎo)入ADAMS軟件對(duì)流控閥操作裝置

3、的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了仿真和優(yōu)化，提高流控閥操作裝置運(yùn)行的柔順性和快速性。
　　在分析航天服測(cè)試試驗(yàn)中熱傳遞方式的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有熱防護(hù)技術(shù)進(jìn)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(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，本論文對(duì)采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的主動(dòng)式防護(hù)完成了流控閥操作裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)的熱防護(hù)設(shè)計(jì)，利用FLUENT對(duì)該熱防護(hù)裝置的熱特性進(jìn)行了仿真分析，并建立了熱防護(hù)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)采用半導(dǎo)體制冷片的主動(dòng)式電器熱防護(hù)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。半導(dǎo)體