發(fā)布時間：2022-10-08 15:11

　　當(dāng)下航天技術(shù)飛速發(fā)展,大量航天器被發(fā)射至太空中,空間碎片的增多使太空環(huán)境日益嚴(yán)峻,嚴(yán)重影響了航天器在軌運行的安全性與可靠性。載人航天器由于暴露面積大、在軌飛行時間長等原因,空間碎片撞擊的風(fēng)險大大增加,即使在采取防護(hù)設(shè)計前提下,嚴(yán)重的撞擊事件將導(dǎo)致航天器部組件損壞、甚至引起系統(tǒng)級的失效和航天員傷亡,進(jìn)而影響在軌使命和任務(wù)。航天員需要長期在軌駐留載人空間站系統(tǒng),開展微重力環(huán)境下空間探測等科學(xué)研究任務(wù)。航天員的功能狀態(tài)直接影響作業(yè)績效和飛行安全,我國對航天員的功能狀態(tài)分析尚處于起步狀態(tài),在航天員易損性分析方面存在著大量空白。而載人航天器的密封艙泄漏所導(dǎo)致的航天員傷亡,是航天員失效的最主要原因之一。因此,開展密封艙內(nèi)穿孔泄漏條件下航天員失壓、缺氧失效模式的研究是十分必要的。針對上述問題,為精準(zhǔn)分析航天員易損性,本文基于理論公式建立了艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)模型。密封艙氣體泄漏由于外部環(huán)境特殊,艙體體積龐大等因素,地面實驗困難。本文采用CFD技術(shù),針對碎片云撞擊密封艙可能形成的泄漏孔形狀、泄漏孔分布,進(jìn)行泄壓后環(huán)境參數(shù)（泄漏速度、氣體質(zhì)量流量和艙內(nèi)壓力）變化規(guī)律的分析,并總結(jié)艙內(nèi)不同位置處的艙內(nèi)壓力的變化規(guī)... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 MM/OD環(huán)境概述
        1.1.2 MM/OD環(huán)境危害
    1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)展
        1.2.1 航天器易損性研究進(jìn)展
        1.2.2 航天員易損性研究進(jìn)展
        1.2.3 研究進(jìn)展簡析
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 密封艙穿孔泄漏數(shù)值模擬
    2.1 引言
    2.2 計算流體力學(xué)概述
        2.2.1 CFD前處理
        2.2.2 CFD求解器
        2.2.3 CFD后處理
    2.3 CFD計算模型
        2.3.1 湍流模型概述及分類
        2.3.2 Reynolds時均N-S方程模型
    2.4 理論模型
    2.5 密封艙穿孔氣體泄漏數(shù)值模擬
        2.5.1 密封艙幾何模型
        2.5.2 網(wǎng)格劃分
        2.5.3 CFD求解參數(shù)設(shè)置
        2.5.4 有效性驗證
    2.6 本章小結(jié)
第3章 艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)模型
    3.1 引言
    3.2 流場分析結(jié)果
    3.3 不同泄漏孔形狀對艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)影響
    3.4 不同泄漏孔分布對艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)影響
    3.5 艙內(nèi)不同位置壓力分析
    3.6 環(huán)境參數(shù)模型
    3.7 本章小結(jié)
第4章 穿孔泄漏航天員易損性分析
    4.1 引言
    4.2 異常減壓的危害性
    4.3 航天員易損性分析
        4.3.1 載人航天器供氣調(diào)壓分系統(tǒng)概述
        4.3.2 應(yīng)急供氣設(shè)備不工作時航天員易損性分析
        4.3.3 補氣速率分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 穿孔泄漏密封艙姿態(tài)分析
    5.1 引言
    5.2 密封艙姿態(tài)模型
        5.2.1 密封艙本體坐標(biāo)系
        5.2.2 氣動力及氣動力矩模型
        5.2.3 密封艙姿態(tài)動力學(xué)及運動學(xué)模型
    5.3 數(shù)值模擬
    5.4 姿態(tài)擾動規(guī)律分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于模型的載人航天器研制方法研究與實踐[J]. 張柏楠,戚發(fā)軔,邢濤,劉洋,王為.  航空學(xué)報. 2020(07)
[2]空間碎片移除能力發(fā)展,中國航天當(dāng)前要務(wù)之一——空間環(huán)境治理芻議[J]. 徐緯地.  空間碎片研究. 2020(01)
[3]高空減壓病在航空醫(yī)學(xué)中的防治新進(jìn)展[J]. 曹青林,謝滿江.  心臟雜志. 2020(01)
[4]某型噴管真空羽流流場數(shù)值仿真計算研究[J]. 趙芃沛,朱鐳.  兵器裝備工程學(xué)報. 2019(11)
[5]一種基于易損性分析的空間碎片撞擊風(fēng)險評估方法[J]. 周智炫,柳森,任磊生,馬兆俠.  空間碎片研究. 2018(03)
[6]空間碎片監(jiān)測移除前沿技術(shù)與系統(tǒng)發(fā)展[J]. 李明,龔自正,劉國青.  科學(xué)通報. 2018(25)
[7]基于環(huán)控生保系統(tǒng)的氣體排放控制裝置模塊化設(shè)計研究[J]. 李磊磊,劉建峰,楊東升,李鵬,李媛媛,姜坤.  液壓與氣動. 2018(07)
[8]MSCSurv評估系統(tǒng)介紹——M/OD環(huán)境下載人航天器及航天員生存力評估系統(tǒng)介紹及對我國的發(fā)展啟示[J]. 武江凱,韓增堯,龐寶君,張永.  空間碎片研究. 2018(02)
[9]載人航天器密封艙泄漏時艙壓控制分析[J]. 靳健.  載人航天. 2017(01)
[10]載人探月航天器大氣壓力制度選擇[J]. 劉偉波,劉朝霞,陳金盾,彭遠(yuǎn)開.  載人航天. 2016(06)

博士論文
[1]超高速撞擊板波特性與聲發(fā)射空間碎片在軌感知技術(shù)[D]. 唐頎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于射線法的空間碎片撞擊航天器生存力評估[D]. 宋張弛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]國際空間站環(huán)控生保系統(tǒng)建模與仿真[D]. 王永皎.北方工業(yè)大學(xué) 2015
[3]空間碎片環(huán)境中的航天器易損性分析[D]. 王彬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3687939