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[科普中国]-航天器舱模拟器

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简介

航天器舱模拟器分为指令舱任务模拟器、登月舱任务模拟器、推进舱模拟器等类型。主要是为了模拟在非地面环境下进行的航空器舱的人的运动(载人情况下)、组成、环境影响等。对航空器舱段对接、航空器的顺利运行、航空航天领域具有重大意义。

背景

俄罗斯/苏联是最早实现舱外活动的国家,在舱外活动方面有大量、丰富的经验,多年来已形成了一套完整的训练体系。俄罗斯航天员舱外活动训练内容主要包括理论训练、单项实践训练、出舱程序训练和出舱任务训练。出舱和舱外活动训练的大型设备主要有中性浮力水槽、失重飞机、舱外活动训练模拟器、气压舱、航天员移动设备动力学制度模拟器、脱挂试验台和气垫平台等。我国与俄罗斯在载人航天领域的交流比较广泛,也充分借鉴了俄罗斯在舱外活动方面的经验。

航天器总装作为航天器制造中的一个关键环节,零部件制造、舱段组装都是为其奠定基础,舱段对接则是航天器总装的核心,舱段对接技术代表着航天器整体制造技术水平的高低1。

模拟环境内容

载人航天器由于乘员舱狭小,空间几何形状十分复杂,舱内设备集中,安装密度很大,散热设备和冷壁面交错分布,气流不可能按照自身的流动特性流动,会受到非常复杂的干扰。要想获得良好的舱内热环境,满足航天员对热舒适性的要求,必须拥有合理的通风方案。此外,航天器乘员舱通风系统不同于常规的通风空调系统,它与舱压体制、供气调压、气体贮存、二氧化碳和其他有害物质的净化都密切相关。

微重力流体效应的存在决定了舱内通风空调系统设计和舱内环境控制的特殊性,为保障载人航天飞行中航天员的健康生活,不仅要保持乘员舱内的温度、湿度,以及大气压力在合适的范围内,还必须在微重力条件下营造与地面自然对流相当的气流速度,使乘员舱内气体成分分布均匀、航天员感觉舒适。

分类指令舱任务模拟器

指令舱任务模拟器主要用于指令舱飞行程序和操作训练,其训练功能分配到指令舱模拟器、指令舱程序模拟器、动态乘组程序模拟器和交会对接模拟器等模拟器,由它们共同完成在不同飞行阶段需要掌握的程序和操作技能训练。其中,指令舱模拟器模拟阿波罗飞船的指令舱,高近30英尺,重约40吨。它可以让乘组熟悉设备、乘组工作、任务程序和应急飞行情况。

登月舱任务模拟器

登月舱任务模拟器主要用于登月舱飞行程序和操作训练, 其训练功能分配到登月舱模拟器、登月训练飞行器、登月舱程序模拟器和全任务工程模拟器。以首次等月前任务为例,其中登月舱模拟器主要用于登月舱设备操作和环境熟悉训练,登月训练飞行器主要用于指令长登月操作训练,登月舱程序模拟器主要用于登月舱飞行程序训练,全任务工程模拟器具有飞行程序、操作设备和环境布局的工程设计仿真验证和训练功能。

推进舱模拟器

推进舱,呈圆柱形,内部装载推进系统的发动机和推进剂,为飞船提供调整姿态和轨道以及制动减速所需要的动力,还有电源、环境控制和通信等系统的部分设备。