Chambre d'essai sous vide thermique

Chambre d'essai sous vide thermique

Lorsque des satellites, des sondes spatiales et d'autres engins spatiaux opèrent dans l'espace, ils se trouvent dans un environnement de vide thermique de vide poussé, de noir froid et de rayonnement solaire. Le test de simulation d'environnement thermique sous vide est une méthode de test au sol très efficace pour simuler l'environnement thermique sous vide (vide poussé, noir froid, rayonnement solaire, haute température et autres environnements) de l'espace.

Le test thermique sous vide est le terme général du test d'équilibre thermique de l'engin spatial et du test de vide thermique. Le test de simulation de l'environnement thermique sous vide des engins spatiaux est devenu l'un des maillons les plus importants de la phase de développement des engins spatiaux. Il peut tester la rationalité de la conception du contrôle thermique des engins spatiaux tels que les satellites, modifier le modèle de conception, vérifier l'état de fonctionnement des instruments et des équipements à l'intérieur de l'engin spatial, ainsi que l'adéquation et les performances de fonctionnement entre les sous-systèmes. En même temps, il peut également être utilisé pour vérifier la fonction et le processus de fabrication du vaisseau spatial, exposer les défauts de conception potentiels qui peuvent exister dans le vaisseau spatial et trouver la défaillance précoce du vaisseau spatial.

Au stade du développement, tous les engins spatiaux doivent subir des tests de simulation d'environnement thermique sous vide. Pour le vaisseau spatial au stade initial de développement de l'échantillon, il est nécessaire d'effectuer le test thermique sous vide de niveau de qualification. Pour l'engin spatial lancé, qu'il s'agisse du premier lancement ou du lancement répété, il est nécessaire d'effectuer le test thermique sous vide de niveau d'acceptation.

1. Test de vide thermique

Le test de vide thermique de l'engin spatial peut être divisé en test de vide thermique au niveau d'identification et en test de vide thermique au niveau d'acceptation.

Le test de vide thermique de niveau de qualification vise principalement l'engin spatial en phase de développement, et son objectif est d'évaluer la structure et les performances de fonctionnement de l'engin spatial et sa capacité à résister aux contraintes environnementales, et de vérifier la rationalité de sa conception. Le test spatial direct thermique de niveau d'acceptation vise principalement l'engin spatial normal ou lancé, et le but est d'exposer les défauts potentiels dans la qualité de fabrication des matériaux et des processus de l'engin spatial, afin d'améliorer la fiabilité du vol de l'engin spatial.

Les normes étrangères souvent utilisées dans les tests de vide thermique des engins spatiaux comprennent la norme militaire américaine mil-std-1540 (versions B, C, D, E) et la norme ECSS-E-10-03A de l'Organisation européenne de normalisation spatiale.

Il existe certaines différences dans les méthodes de test de vide thermique spécifiées dans diverses versions de la norme militaire américaine mil-std-1540. Parmi eux, MIL-STD-1540C-1994 stipule que le nombre de cycles du test est de 25 et que la durée totale du test est de 300 h, ce qui est la méthode de test la plus sévère spécifiée dans plusieurs versions. Par rapport à la méthode de test spécifiée dans la dernière version de MIL-STD-1540E-2002, elle a été considérablement réduite, et le nombre de cycles est spécifié à au moins 3, et la durée totale du test est d'au moins 28 H.

2. Statut de développement de l'équipement de test thermique sous vide

L'équipement de test thermique sous vide est principalement utilisé pour simuler le vide poussé, l'environnement noir froid et l'environnement de flux de chaleur externe de l'espace, et pour simuler l'environnement de test thermique sous vide tel que le test d'équilibre thermique et le test de vide thermique des composants, sous-systèmes et le l'ensemble du système.

2.1 Composition de l'équipement

L'équipement de test thermique sous vide est principalement composé d'un récipient à vide, d'un système de pompage sous vide, d'un dissipateur de chaleur, d'un système d'azote, d'un dispositif de simulation de flux de chaleur externe (ou d'une source de chaleur à haute température), d'un système de contrôle de la température, d'un système de mesure et de contrôle et d'un système auxiliaire (système d'eau de refroidissement , système de source de gaz, etc.). Selon l'utilisation spécifique, la taille et la composition de l'équipement sont également différentes.

2.2 Technologie de simulation du vide

L'équipement de test thermique sous vide atteint le degré de vide spécifié, qui est réalisé par le système de pompage sous vide. Le système de pompage à vide est généralement composé de pompes mécaniques, de pompes moléculaires, de pompes cryogéniques, de vannes et d'autres dispositifs auxiliaires. Pompe mécanique comme ébauche du système

Unité, utilisée pour le pré-pompage sous vide ; La pompe moléculaire est la pompe auxiliaire à vide poussé du système. Lorsque le degré de vide du récipient est inférieur à 10 Pa, démarrer la pompe moléculaire ; En tant que pompe à vide principale du système, la pompe cryogénique effectue un pompage à vide poussé pour que le degré de vide dans le récipient atteigne le niveau requis par le test.

2.3 Technologie de simulation du noir froid

L'environnement spatial infini équivaut à un corps noir absolu qui peut absorber n'importe quel rayonnement. L'espace est un environnement noir froid avec une température de 3 K et un coefficient d'absorption de 1. Dans l'équipement de test thermique sous vide, il est utilisé pour simuler l'environnement froid et noir dans l'espace

L'appareil est appelé dissipateur de chaleur.

À l'heure actuelle, le dissipateur thermique adopte généralement la structure de la plaque tubulaire composée d'aluminium, de cuivre rouge ou d'acier inoxydable, et sa surface est recouverte d'une peinture époxy noire mate à haute capacité d'absorption pour obtenir une efficacité de transfert de chaleur optimale. Dans le même temps, le chlore liquide 77 K est utilisé comme source froide, de sorte que le dissipateur thermique puisse répondre aux exigences spécifiées dans la norme selon lesquelles la température du dissipateur thermique n'est pas supérieure à 100 k et le coefficient d'absorptivité de la surface interne est supérieur à 0,9. Selon la taille de la charge thermique de l'engin spatial, l'hélium liquide peut également être utilisé comme source froide pour obtenir une température de dissipateur thermique plus basse. Si seul un test thermique sous vide cyclique à haute et basse température est requis, la réfrigération mécanique peut également être utilisée lorsque la basse température du test n'est pas inférieure à -70 ℃.

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