高海拔氣候試驗(yàn)艙設(shè)備簡介

1.用于開展各類空間裝備的熱平衡試驗(yàn)和熱真空試驗(yàn)。

2.基本要求

3.高海拔氣候試驗(yàn)設(shè)備生產(chǎn)廠商有較高的設(shè)計(jì)、制造能力;

4.滿足標(biāo)準(zhǔn)：

QJ 20127 航天器空間熱環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)要求;

GJB 1033 航天器熱平衡試驗(yàn)方法;

GJB 1027 運(yùn)載器、上面級和航天器試驗(yàn)要求;

GJB 2209 地球同步軌道衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器規(guī)范;

GJB 2042 衛(wèi)星電源系統(tǒng)規(guī)范;

QJ 1446 衛(wèi)星熱真空試驗(yàn)方法。

5.應(yīng)提供優(yōu)良的售后服務(wù)和質(zhì)量保證，自驗(yàn)收合格之日起，整機(jī)質(zhì)保3年。

該設(shè)備主要用在高真空狀態(tài)下的高低溫試驗(yàn)、低氣壓放電試驗(yàn)，也可作為其他小部件在軌的模擬試驗(yàn)設(shè)備。

6.此技術(shù)方案是根據(jù)**中心熱真空試驗(yàn)設(shè)備(機(jī)械制冷)技術(shù)要求而編寫的。此技術(shù)方案是設(shè)計(jì)制造該設(shè)備的依據(jù)之一。此套設(shè)備包括五個(gè)方面：熱真空模擬容器、真空保障系統(tǒng)、高低溫保障系統(tǒng)、熱真空狀態(tài)控制與顯示系統(tǒng)、輔助配套系統(tǒng)。根據(jù)此技術(shù)方案研制出的設(shè)備能夠真實(shí)地模擬真空空間的冷熱環(huán)境，并能對空間的真空度及溫度進(jìn)行有效的控制、監(jiān)測和記錄。設(shè)備有以下的一些特點(diǎn)。

7.整套設(shè)備真空系統(tǒng)采用低溫泵為主泵，螺桿干泵做前級和預(yù)抽泵，可以獲得無油試驗(yàn)要求的工作真空度;溫度控制方面采用機(jī)械制冷獲得低溫背景，通過先 進(jìn)的智能PID溫控儀來控制加熱籠的加熱電流，從而準(zhǔn)確控制溫度;低溫的獲得采用了獨(dú)特的機(jī)械制冷技術(shù)，省去了使用液氮制冷時(shí)帶來的耗費(fèi)?？刂葡到y(tǒng)方面采用工控機(jī)和PLC聯(lián)合控制，工控機(jī)顯示界面清晰易懂，PLC控制準(zhǔn)確可靠，故障診斷簡單。

另外還可以根據(jù)用戶的工藝要求，制作不同的溫度曲線配方，存儲在工控機(jī)中，在試驗(yàn)中供用戶選擇調(diào)用，用戶進(jìn)行試驗(yàn)操作時(shí)易于掌握。

總之，該設(shè)備真空度高、溫度易于控制且均勻性好、長期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、并可連續(xù)工作30天以上、操作使用簡單方便。該設(shè)備具有一定的專用性和通用性，是空間環(huán)境模擬試驗(yàn)專業(yè)的設(shè)備。

二、設(shè)備設(shè)計(jì)組成部分

1.真空模擬容器(真空室及內(nèi)部支架)

2.真空保障系統(tǒng)(真空泵、閥門、管路及真空測量)

3.溫度保障系統(tǒng)：

低溫制冷系統(tǒng)：(區(qū)域溫度控制制冷機(jī)組+液氮制冷、熱沉、低溫閥門及連接管)

加熱控溫系統(tǒng)：(加熱籠、加熱電源)、加熱籠、真空密封加熱電極、變壓器、調(diào)壓模塊、溫度控制箱

4.控制監(jiān)測系統(tǒng)(機(jī)柜、工控機(jī)、PLC、)。

5.輔助配套系統(tǒng)(氣泵、冷卻循環(huán)水機(jī)、污染監(jiān)測)

三、設(shè)備系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)(摘錄)

真空度參數(shù)

1.主熱沉內(nèi)尺寸：φ2m*4m(長)

2.設(shè)備使用環(huán)境：溫度0℃~40℃，濕度≤60%;

3.設(shè)備總功耗預(yù)計(jì)120kw/380V

設(shè)備照明系統(tǒng);照明強(qiáng)度不小于200LX，防護(hù)等級為IP67

4.控溫平臺：導(dǎo)熱油流程;

5.熱沉內(nèi)表面溫度范圍：≥-150~+160℃

6.工作真空度： ≤1.3×10-3 Pa;(常溫、帶載);

7.空載極限真空度：≤2×10-5 Pa;(低溫，空載);

8.高溫空載真空度：≤ 5×10-4Pa(100℃，3～4h)

9.真空度時(shí)間<4h

10.熱真空罐罐體氦質(zhì)譜檢漏總漏率≤1e-9Pa*m3/s;

11.熱沉為室溫時(shí)，在高真空泵開始抽氣后4小時(shí)內(nèi)，真空罐內(nèi)壓力能達(dá)到1.33×10-4Pa

12.1000Pa~1.0Pa區(qū)間可定值保持壓力，從常壓抽至1Pa不大于20min

試驗(yàn)件溫度

13. 熱沉可控溫度范圍：-150℃~160℃; 液氮制冷+紅外熱籠，也可用機(jī)械制冷

建議用機(jī)械制冷，能節(jié)省很多的使用成本。

14.溫度顯示精度：0.1℃;

15.溫度波動度：≤±1℃;

16.溫度均勻度：高溫恒溫2h，溫度均勻度±3℃

低溫恒溫2h，溫度均勻度±5℃;

熱沉指標(biāo)(底板指標(biāo))

1.氣氮流程(外熱流)：

熱沉升降溫速率≥1℃/min

熱沉內(nèi)表面溫度范圍：-150~+160℃

熱沉溫度均勻度：±2℃

溫控底板控溫精度：±0.5℃

2.液氮流程：

熱沉溫變速率：≥1℃/min(-150℃~+160℃)。

溫控底板

1. 導(dǎo)熱油控溫流程：

有效控溫區(qū)：1.0×1.2m2 x 2

溫控底板溫度范圍：-75℃～+130℃;

溫控底板溫度均勻度：±2℃;

溫控底板控溫精度：±0.5℃

升降溫速率：熱沉及底板平均變溫速率(-45℃～+85℃范圍內(nèi)升降溫)≥3℃/min;

設(shè)備升降溫運(yùn)行到達(dá)端溫后溫度過沖小于2℃，且溫度穩(wěn)定時(shí)間<30min;

底板方便拆卸，承重不小于200kg。

2.液氮流程：

熱沉溫變速率：≥3℃/min((-75℃~+130℃)。

配置罐內(nèi)軌道，載重≥1000kg(按照衛(wèi)星凈重500kg計(jì)算)，罐內(nèi)掛軌一套承重≥700kg;

四、結(jié)構(gòu)部分

1.試驗(yàn)艙容器設(shè)計(jì)為真空容器且結(jié)構(gòu)為臥式圓通形筒體，下面由支撐架支撐，支撐架直接落地

2.真空艙采用臥式不銹鋼真空容器(材料為 SUS304 不銹鋼，厚度16mm)，內(nèi)側(cè)為

鏡面拋光，外側(cè)白色噴塑;真空艙內(nèi)置低壓照明，亮度不小于 200 流明。真空艙內(nèi)置載物平

臺。

配置罐內(nèi)軌道，熱沉內(nèi)設(shè)置兩條平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌頂端高度在熱沉中心線以下60cm左右(研制后期進(jìn)行安裝，導(dǎo)軌設(shè)計(jì)由需方確認(rèn))，導(dǎo)軌承重≥3噸。

配置升降載物車，完成試驗(yàn)件(3噸左右)與導(dǎo)軌之間的安裝對接，

另設(shè)導(dǎo)軌，安裝分區(qū)控溫平臺?？販仄脚_可拆除，或不影響3噸試驗(yàn)件進(jìn)出。

預(yù)留至少100路測溫端子給需方備用，測溫端子選型和線長由需方確認(rèn)

預(yù)留至少100路測溫端子給需方備用，測溫端子選型和線長由需方確認(rèn)

觀察窗尺寸：Φ300mm，(或以客戶要求為準(zhǔn))真空容器前部封頭中心位置安裝1個(gè)，罐體一側(cè)垂直于罐體軸線方向安裝一個(gè)，便于在試驗(yàn)過程中觀察容器內(nèi)情況

表面噴涂專用航天黑漆，太陽吸收系數(shù)≥0.90、半球發(fā)射率≥0.90的黑漆，且在100K到150℃溫度范圍內(nèi)不脫落。

冷板上應(yīng)預(yù)留通孔;載物平臺具備抽出功能，可以在54 艙外進(jìn)行試驗(yàn)件的裝配。真空容器為臥式圓柱體;

真空容器及內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料均采用優(yōu)質(zhì)0Gr18Ni9不銹鋼制造，外部結(jié)構(gòu)件采用碳素鋼，容器外面采用噴漆處理;

真空容器內(nèi)壁拋光(0.8μm)，壁上開設(shè)必要的法蘭孔8個(gè)(每側(cè)各4個(gè))，包氮系統(tǒng)進(jìn)出接口、真空抽氣接口、真空規(guī)接口、溫度測控接口、充氣接口等法蘭。