张魏静，刘占一，刘计武，石晓波，胡锦华，程亚威

(西安航天动力研究所 液体火箭发动机技术重点实验室，陕西 西安 710100)

0 引言

航天器在轨运行时所处的真空热环境复杂多变，为了保证航天器上各个组件能够承受这种环境的影响，并在整个运行过程中正常工作，需要通过热试验来考核航天器的热结构设计、验证组件的热特性。对国外卫星地面环境试验的故障进行统计后得到，在187颗卫星故障事例中，热真空试验暴露出的故障占47%，可见热真空试验对于评判航天器的工作性能、暴露设计与工艺问题、提升产品可靠度的重要性。此前，热真空试验主要针对卫星、飞船、空间站等航天器及其组件，但实际上，火箭发动机及其零部组件同样需要进行热真空试验，尤其是开展月球探测以及深空探测所用的轨控、姿控发动机在轨运行时间越来越长，更需要通过发动机热真空试验验证其热设计的可靠性。热真空试验对考核验证发动机组件的性能起到了重要作用，但也存在一些局限性:①热真空试验需要的周期较长且花费较高；②试验温度测点有限，传感器布置位置受试件表面形状和大小限制，通常无法对零部件内部的关注点进行温度测量。

近些年来，随着数值模拟技术的快速发展，热真空虚拟试验已经成为可能。目前，国外已经广泛采用热真空虚拟试验技术进行产品设计研究。美国NASA开展研究构建全系统虚拟试验平台，力图实现运载火箭系统、发射系统、回收系统、生保系统等同步设计。……