航天高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)臺(tái)溫場(chǎng)和流場(chǎng)特性的模擬優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、空間高低溫環(huán)境的模擬試驗(yàn)是保證空間飛行安全性和可靠性的重要保障。要實(shí)現(xiàn)空間高低溫環(huán)境的地面模擬，對(duì)航天機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能檢測(cè)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，保證空間運(yùn)行能夠順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)和研制能夠滿足特定環(huán)境模擬試驗(yàn)要求的高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)系統(tǒng)成為問(wèn)題的關(guān)鍵。
　　本文根據(jù)航天試驗(yàn)的環(huán)境要求和任務(wù)需要，對(duì)高低溫模擬試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了理論計(jì)算、模擬分析和實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)系統(tǒng)的溫場(chǎng)環(huán)境及氣流組織等關(guān)鍵性問(wèn)題進(jìn)行研究和優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套穩(wěn)態(tài)高低溫環(huán)境模擬試驗(yàn)

2、臺(tái)，對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的溫場(chǎng)和流場(chǎng)的特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)分析研究，得到的主要結(jié)論為：試驗(yàn)空間內(nèi)的溫場(chǎng)和流場(chǎng)的均勻性和穩(wěn)定性的分析與優(yōu)化，主要是針對(duì)送風(fēng)系統(tǒng)中的送風(fēng)孔板氣流組織進(jìn)行模擬分析與優(yōu)化，設(shè)計(jì)了非均勻布孔方式優(yōu)化方案，并優(yōu)化送風(fēng)風(fēng)量，使得氣流更為均勻地進(jìn)入環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部，較好的改進(jìn)試驗(yàn)空間內(nèi)的溫場(chǎng)均勻性和流場(chǎng)穩(wěn)定性。通過(guò)模擬分析知，優(yōu)化后的孔板氣流組織形式下，可以使進(jìn)入空間溫場(chǎng)內(nèi)的氣流速度小于1.3m/s，溫度均勻度達(dá)到較好的

3、±1.5K，可以獲得均勻性和穩(wěn)定性較優(yōu)的溫場(chǎng)和流場(chǎng)，優(yōu)化方案在-100℃~+135℃整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有普適性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該氣流組織和送風(fēng)流量的優(yōu)化能很好的改善溫場(chǎng)和流場(chǎng)的均勻性與穩(wěn)定性，使得空間內(nèi)部的溫度梯度在不同溫度工況下都能保持±3K以內(nèi)，最大壓力差保持在50Pa以下，減小空氣流動(dòng)對(duì)內(nèi)部被測(cè)件的影響，保證地面模擬過(guò)程的真實(shí)性和可靠性。實(shí)驗(yàn)研究表明，設(shè)計(jì)研制的環(huán)境模擬系統(tǒng)和經(jīng)過(guò)優(yōu)化的孔板氣流組織能夠完全滿足不同溫度試驗(yàn)工況下對(duì)溫