一種載人航天器氣壓控制系統仿真模型

靳健 楊晨 侯永青

（中國空間技術研究院載人航天總體部，北京 100094）

一種載人航天器氣壓控制系統仿真模型

靳健 楊晨 侯永青

（中國空間技術研究院載人航天總體部，北京 100094）

為支持航天員在軌駐留，載人航天器須利用氣壓控制系統將密封艙內的氧分壓和總壓控制在指標范圍內。為分析氣壓控制系統的工作性能，文章提出了一種氣壓控制系統仿真模型，利用關鍵參數和主要特性描述公式對氣壓控制系統的主要要素進行定義，形成了密封艙、航天員、供氧組件、供氮組件、艙體漏孔等的數學模型，并定義了要素之間的接口關系。將正常模式和艙體泄漏模式下的仿真模型計算結果與載人航天器相關地面試驗數據進行對比，證明了仿真模型的正確性。最后，利用仿真模型分析了艙體容積和漏孔通徑大小對密封艙氧分壓和總壓變化趨勢的影響。

載人航天器；密封艙；氧分壓；總壓

1 引言

氣壓控制系統是載人航天器的重要組成部分，其作用是在密封艙內制造出與地面大氣類似的人工氣壓環境，主要包括氧分壓和總壓的控制，以及在密封艙體因空間碎片擊穿等突發事件發生氣體泄漏時，在規定時間內維持艙內氧分壓和總壓水平高于某下限值，以支持航天員進行艙體補漏或進行緊急撤離前的各種操作。國外載人航天器均配備了消耗性高壓空氣瓶/氧氣瓶或者氮氣瓶/氧氣瓶作為氣源，通過壓力傳感器實時監測艙內氧分壓和總壓［1-9］，當氧分壓或總壓水平達到下限時，啟動補氣組件，氣體由高壓氣瓶經減壓閥和供氣管路以設定的速率流入密封艙內，直到氧分壓或總壓達到上限結束。……