载人航天器环境控制系统

来源:百度文库 编辑:16楼社区 时间:2019/09/26 10:07:46
为航天员创造适宜于生活和工作的人造大气环境的设备系统。它的基本功用是维持密闭舱中规定的大气温度、湿度和压力,控制大气成分,净除二氧化碳和微量污染。例如“水星”号飞船座舱的环境控制系统。
一、温度控制
以散热方式维持舱内恒定的适宜温度。热负荷来源于人体代谢热、电器设备产生的热和由外部环境传入的热。早期载人飞船主要利用消耗性液体(通常是水)的蒸发潜热和在真空环境控制水的蒸汽压力来控制舱内温度。随着飞行时间延长和乘员人数增多而改用泵压流体循环温控系统。传热流体通过热交换器将热量带到空间辐射散热器散向空间,而将消耗性的水蒸发器作为辅助散热手段。
二、湿度控制
湿度控制的作用是除去来自航天员呼出的气体和体表蒸发的水蒸气。干燥法是利用硅胶和分子筛等材料的吸附作用除去舱内大气中的水蒸气,并在真空中解吸。冷凝分离技术更简单可靠,能将舱内循环流动大气中的水冷凝在热交换器的特制表面上,借助一定的压力使冷凝水通过透水不透气的多孔材料进入贮水容器中,作为蒸发散热器或处理待用的水源。
三、舱压和氧分压控制
在航天器的上升段,泄压阀排放舱内气体,直至舱压达到预定值时自动关闭。在轨道段,供气系统自动向舱内供气,补偿舱体泄漏和航天员的氧消耗,维持恒定舱压。舱压超过额定值时,压力调节器自动向舱外排气,使舱压维持在一定范围内。密封舱采用纯氧大气环境时仅须控制总压,不单独控制氧分压。密封舱采用一定氧含量的混合气体大气环境时,则用氧分压和总压传感器作为敏感元件,通过执行机构分别控制氧气流量和氮气流量,使舱压和氧分压维持在规定的范围内。
四、二氧化碳净化和微量污染控制
净除二氧化碳一般采用化学吸收法,又分为消耗式和再生式两种。消耗式吸收法常用氢氧化锂作吸收剂,控制舱内大气中二氧化碳的含量,此法性能可靠。采用再生式方法时常用分子筛作为二氧化碳净化剂,它在真空环境中易于解吸。此外,还有多种可重复使用的二氧化碳净化技术,如电渗析、低温冻结、扩散和采用液体和固体吸收剂等。微量污染来源于人体排泄物和设备的挥发物,通常采用的是过滤、吸附和催化氧化等综合处理技术。强迫通风式干过滤法可以消除尘埃;吸附法可有效地除去臭气和烟雾;活性炭能较好地吸附中、高沸点的碳氢化合物;对一氧化碳、氢、甲烷等低沸点气体一般采用催化氧化法。此外,还须对航天员进行消毒和检疫,以防污染密闭舱大气环境。(尚传勋)
转 ???自:中国运载火箭技术研究院