舱内失压下航天员热舒适度和散热量仿真
2021-06-25方明元李西园毕研强
宇航学报 2021年5期
方明元,王 晶,李西园,毕研强
(1. 可靠性与环境工程技术重点试验室,北京 100094;2. 北京卫星环境工程研究所,北京 100094)
0 引 言
在载人航天任务中,工艺缺陷、微流星撞击、环控生保系统自身缺陷等原因引起的座舱失压是可能造成任务成败的最为严重故障之一[1]。在飞船、空间站发生失压故障时,航天员需穿着应急压力服,启动航天器自主返回程序[2],依靠应急压力服供给氧气,满足人员返回地面前的氧和散热需求。但在未来载人登月任务中,航天器返回地球的时间将远远长于现有近地轨道航天器的返回时间,在极端情况下甚至可达一周,现有应急压力服不具有如此长时间工作的能力。针对载人登月任务中的应急压力防护问题,阿波罗计划中使用了与舱外服共用系统的应急压力服来满足座舱失压防护的要求[3],Artemis计划中使用了新设计的内循环式舱内应急压力服,可以满足6天的应急生保需求[4]。由于我国目前的舱内应急压力服(舱内航天服)使用的是开式循环工作模式,这会带来较高的资源消耗,无法用于长期生保,所以需要探讨基于目前舱外服生保的可行性。由于舱外航天服自身背包供给时间有限,因此需要采用舱外航天服与舱内生命保障系统配合来维持生存的方式,系统工作模式如图1所示。其中舱外航天服用于维持航天员生存的压力环境,同时通过通风循环为航天员供给氧气并去除二氧化碳及水蒸气,通过液冷循环排除人体的产热。……
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