紅外空間環(huán)境地面模擬裝置
許昌市紅外技術(shù)研究所有限公司坐落于河南許昌高新技術(shù)開發(fā)區(qū)（中原電氣谷）永興東路，前身是許昌市紅外技術(shù)研究所，是目前國內(nèi)具有影響力紅外加熱科研機構(gòu)之一。許昌紅外空間環(huán)境地面模擬裝置在進行航天器和艙外航天服空間環(huán)境熱模擬試驗時，關(guān)注的問題主要是環(huán)境對試件熱特性的影響。輻射傳熱已經(jīng)成為主要的傳熱形式，對流和傳導傳熱的效應已經(jīng)可以忽略。在載人航天器所處的500千米軌道高度上，空間度為10-6帕左右；在1 000千米的軌道高度上，空間度為10-8帕左右。
在進行航天器和艙外航天服空間環(huán)境熱模擬試驗時，關(guān)注的問題主要是環(huán)境對試件熱特性的影響。輻射傳熱已經(jīng)成為主要的傳熱形式，對流和傳導傳熱的效應已經(jīng)可以忽略。因此，紅外空間模擬設(shè)備模擬已經(jīng)能夠較為真實地模擬航天器飛行軌道熱交換效應。只有一些特殊的試驗，如干摩擦和冷焊試驗等，才需要提供更高的試驗設(shè)備。太陽輻射模擬試驗可以模擬太陽輻射環(huán)境對航天器和艙外航天服產(chǎn)生的太陽光譜熱效應和太陽光譜光化學效應。如果僅模擬熱效應，則稱為空間外熱流模擬。模擬空間外熱流有兩種方法，一類是入射流模擬法,也稱為太陽模擬法；另一類是吸收熱流模擬法，又稱紅外模擬法。一般外形和表面材料形狀復雜的試件，宜采用太陽模擬法；外形規(guī)則，表面材料形狀單一的試件，則可采用紅外模擬法。如果需要模擬紫外輻照環(huán)境的光化學效應，可利用紫外輻照模擬器進行。為了模擬空間冷黑環(huán)境，通常使用鋁、銅或不銹鋼材料制成的構(gòu)件，將其內(nèi)表面涂上高吸收率的特制黑漆，并將液氮通入構(gòu)件內(nèi)部，這種裝置稱為熱沉。目前，世界各航天國家均采用這種以液氮作冷源的熱沉來模擬空間冷黑環(huán)境，因為熱分析理論計算和試驗數(shù)據(jù)分析表明，用77K液氮溫度和吸收率為0.9以上的熱沉來模擬空間冷黑環(huán)境，模擬誤差僅為1%左右，完全能夠滿足冷黑環(huán)境模擬試驗的要求。另外，追求更低的溫度是不 必要的，而且會大大增加技術(shù)難度和模擬設(shè)備的投資。 |
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