空間環(huán)境模擬器泄漏聲發(fā)射檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國載人航天技術(shù)的發(fā)展和人類航天活動的日益頻繁，航天器作為航天活動的重要載體，直接維系著航天探索活動的成敗?？臻g環(huán)境模擬器可以模擬太空環(huán)境下獨有的超低溫、高真空等特征，是航天器的關(guān)鍵試驗和測試設(shè)備之一，能夠為航天器提供空間環(huán)境測試條件，也是航天器發(fā)射前的重要保障設(shè)施?？臻g環(huán)境模擬器的泄漏檢測技術(shù)是航天器空間環(huán)境試驗技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，其密閉性直接關(guān)系到航天器的發(fā)射可靠性。
　　我國現(xiàn)有的空間環(huán)境模擬器泄漏檢測仍以氣泡法和真空氦

2、質(zhì)譜檢漏法為主，檢測效率低，檢測范圍小，無法滿足快速檢測和定位的需求。本文結(jié)合國家載人航天領(lǐng)域?qū)臻g環(huán)境測試技術(shù)的重大需求，針對空間環(huán)境模擬器泄漏檢測和定位，研究基于聲發(fā)射原理的泄漏檢測方法，與中國航天科技集團某所合作開展了多項現(xiàn)場實驗，獲取了有益的研究成果。主要內(nèi)容包括：
　　1、研究了氣體泄漏聲發(fā)射信號的產(chǎn)生機理，結(jié)合空間環(huán)境模擬器的泄漏機理，建立了空間環(huán)境模擬器泄漏模型，利用有限元仿真進行了空間環(huán)境模擬器泄漏的流場數(shù)值模擬和

3、聲場數(shù)值模擬，研究了泄漏量參數(shù)如泄漏流速、泄漏壓差、泄漏聲場與漏孔孔徑和漏孔形狀等泄漏孔參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系。
　　2、以泄漏產(chǎn)生的連續(xù)型聲發(fā)射信號為對象，利用頻譜分析、小波包分解和參數(shù)特征分析等方法，明確了連續(xù)型聲發(fā)射信號的有效表征特征參數(shù)，研究了空間環(huán)境模擬器氣體泄漏條件與聲發(fā)射信號特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，分析了不同孔徑漏孔氣體泄漏聲發(fā)射信號的幅值、頻譜和小波包歸一化能量特征分布。
　　3、分析了空間環(huán)境模擬器背景噪聲信號和泄

4、漏信號的聲學特性，研究了基于混沌理論的微小泄漏檢測方法，利用環(huán)形耦合Duffing混沌振子理論模型和Simulink檢測系統(tǒng)，提高了微小泄漏檢測條件下的靈敏度，現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析驗證了基于混沌理論的微小泄漏檢測的有效性。
　　4、結(jié)合真空環(huán)境下空間環(huán)境模擬器氣體持續(xù)泄漏現(xiàn)象的特點，提出了一種基于波束合成算法的連續(xù)聲源定位方法，并結(jié)合陣列信號處理理論對不同傳感器拓撲結(jié)構(gòu)的陣列導(dǎo)向矢量進行了深入研究，比較了線陣、雙線陣、圓陣和方陣等不同傳感