[发明专利]航天器对接通道的保压检漏方案的验证装置和验证方法

说明书

本发明公开了一种航天器对接通道保压检漏方案的验证装置，包括真空容器，用以为航天器对接通道提供真空环境；温度检测部分；气压检测部分；泄复压系统，其与真空容器相互连通，用以控制航天器对接通道的泄压和复压；特定漏率模拟系统，其与所述真空容器相互连通且用以模拟航天器对接通道在特定气压差范围内的特定漏率。本发明也提供了对应的验证方法，本发明有效地验证了保压方案的合理性，给出保压检漏的精度数据。

技术领域

本发明涉及航天器对接通道的检漏技术领域，尤其涉及一种航天器对接通道的保压检漏方案的验证装置和验证方法。

背景技术

货运飞船要完成上行货物的任务要求，首先要与空间站交会对接，在两飞行器完成对接情况下，货运飞船作为主动方需完成对接通道复压和检漏工作，组合体连通后航天员进入货物舱，完成货物转运和废弃物的存储等任务；航天器对接通道的检漏工作需要在轨运行期间完成，受航天器重量等因素的限制，通常要求检漏系统结构简单有效。目前，保压法检漏仅需依靠航天器自身的压力、温度传感器就可以获取系统漏率，因其结构简单而应用于在轨检漏，具体的计算过程如下(参见1.《航天器对接通道泄复压和保压检漏试验方法研究》，《真空科学与技术学报》2016年6月，第36卷第6期，630～633页，武越等；2王冉,雷剑宇,杨海峰等。《载人航天器对接通道保压检漏方法》，《航天器环境工程》,2018年10月，第35卷第5期，478～482页，王冉等。

假设对接通道体积为V，在时间Δt内其压力变化为ΔP，则漏率可由下式计算：Q＝ΔP*V/Δt；考虑到Δt时间内，对接通道中的气体温度也会变化，所以在计算漏率时要考虑温度变化产生的影响；假设初始状态测出的压力P₁和T₁，经过时间Δt后测出终止状态压力P₂和温度T₂(实际计算时可以选择一定区间测量的平均压力和平均温度作为计算值)；根据理想气体状态方程可得出由于泄漏造成的压力差：ΔP＝P₁-P₂*T₁/T_2；；漏率计算公式为：Q＝(P₁-P₂*T₁/T₂)V/Δt；为了验证上述保压检漏方案的合理性，获得保压检漏的精度数据，需要设计一套验证装置和验证方法，通过地面试验验证，确保航天器在轨运行安全；

因此，有必要提供一种新的航天器对接通道保压检漏方案的验证装置和验证方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有保压检漏方案中存在的合理性和精确性的问题，提供了一种基于标准漏孔法的用于验证航天器对接通道的保压检漏方案合理性的装置和验证方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的航天器对接通道保压检漏方案的验证装置包括：真空容器，所述真空容器用以为航天器对接通道提供真空环境；温度检测部分，所述温度检测部分用以对航天器对接通道内的温度进行检测；气压检测部分，所述气压检测部分用以对航天器对接通道、真空容器之间的气压差进行检测；泄复压系统，所述泄复压系统与所述真空容器相互连通，泄复压系统用以控制航天器对接通道的泄压和复压；特定漏率模拟系统，所述特定漏率模拟系统与所述真空容器相互连通，特定漏率模拟系统用以模拟航天器对接通道在特定气压差范围内的特定漏率；其中，基于特定漏率模拟系统8，选取远大于系统本底漏率的两个特定漏率，认为特定漏率即为对接通道的真实漏率，分别进行航天器对接通道在特定漏率下的保压检漏试验，计算对接通道的漏率，再与真实漏率对比得到保压检漏的误差，根据误差值验证保压检漏方案的合理性。

优选的，所述航天器对接通道内的气体温度为25℃，航天器对接通道与真空容器之间的气压差为3-95kPa。