更新时间:2024-05-09 21:46
航天器模拟,航空航天术语。
航天器结构日趋复杂,使得航天器的结构具有很大的不确定性。因此通过各种试验,反复测试,模拟航天器的各项功能、技术指标等,以保证航天器正常运行和航天使命的顺利完成。
通过对航天器进行特殊环境模拟、飞行任务模拟、内部环境模拟等,经过反复的试验、测试,为航天器的正常运行提供了实践保障,对航天使命的顺利完成具有重大意义。
模拟航天中所遇到的特殊环境的模拟设备较多。例如,模拟超重环境的人用离心机,也称人工重力环境模拟器,其超重过载值可根据需要而变,以考验被试者抗重力过载负荷能力;模拟失重环境的失重火箭车(滑轨车)和飞机弹射装置等,模拟压力、温湿度环境因素的模拟设备,如低压舱、高压舱、迅速减压舱、真空舱和高低温舱等模拟旋转力、角加速度环境因素的转椅、旋转台,这类设备在考 验人体平衡机能时最有用;模拟噪声环境的噪声室及其设备;模拟振动环境的振动台;还有模拟电离辐射、紫外线、激光、红外线和微波辐射的各种模拟设备等等。
载人航天器在地球轨道飞行时,每绕地球飞行1周,光环境会发生2次变化。因为舱外活动时间达6~7h,该因素应当予以考虑。由于有阳光时航天员工作区域能见度好,航天员的活动会轻松;而在黑暗时,航天员在独立生保系统和移动系统的控制、工具的使用、完成舱外活动目标任务方面会出现问题。此外,航天员应会正确地使用舱外活动用的独立照明设备和航天服照明器。所以,必须使人适应常规的光环境,必须确立在这种环境下的最佳动作和工作方法。对舱外活动明暗环境的物理模拟,可在密封舱、水槽及各阶段功能模拟器上进行。在这种情况下,要获取航天飞行因素对舱外活动系统的综合影响,并保障最逼真地再现太空工作的客观环境。明暗环境的模拟归根结底就是,按一定的规律对上述技术设施的照明设备进行控制。
飞行模拟器是针对载人航天任务而设计的执行各种飞行任务的模拟器。其主要功能是在地面模拟(复现)太空中飞行条件和实际载人航天器运动状态,为航天员提供运动感觉、视觉、听觉和操纵负荷等各种感觉,使航天员感到好像真的在太空驾驶航天器一样。飞行模拟的基本组成有计算机管理控制和仿真系统、模拟座舱、视景系统、仪表系统、操纵负荷和音响系统等分系统。每个具体飞行模拟器都是针对具体载人航天器型号的。苏联和美国所发射的各种载人航天器都有各自的飞行模拟器,其中美国阿波罗号登月飞船的飞行模拟器,可以模拟从起飞到登月和返州地面等全程序飞行。也有只模拟载人航天某项飞行技术的模拟器,如模拟飞船的起飞,人轨和姿态如何控制等飞行技术的模拟器。还有模拟在太空作业的专项模拟装置,如太空对接、太空维修和出舱模拟器等等。
模拟航天员在太空生活与工作的微小空间环境,都是以各种舱室的形式来完成的。这种微小生活空间舱室与航天员在太空生活的空间,除不能模拟失重环境外,其他都模拟逼真。例如,它是密封舱体,内在环境完全按载人航天器设计要求加以控制。其气压、气体成份、氧氮比例、温度、湿度、供水、供电、供食(要吃航天食品)、废物收集处理和个人卫生等各种需求,都要全部或几项,单项模拟出来。这种微小生活空间模拟对于考察和训练人对长期在太空生活的适应性是很重要的。舱内可配置载人航天器的常规设备,包括:过渡舱段、气闸系统、航天服、技术系统和监控设备,物理载荷仿真器等。在这些舱内可以研究航天服在各种制度下的使用效果、气闸系统的工作能力及其控制方法、人对物理载荷和低压的承受能力,评价航天员穿着航天服时的生理卫生指标,并进行航天员穿着航天服在太空真空环境下的工作技术(如太空焊接作业)和心理训练。在气压舱内进行舱外活动作业训练时,需要解决的一个重要问题是:创造航天服内总压力、气体成份、通风和热感方面与常规环境相同的条件。该训练方法的主要优点是:在模拟航天飞行条件下,具有再现航天员完成常规舱外活动的能力。其缺点是工作量大、工作费用高和模拟意外情况能力有限。