宇宙飞船的空调.pdfVIP

第 4卷 第 4期 2 0 0 4年 8月 制 冷 与 空 调 REFRIGERAT10N AND AIR—CONDIT10NING Vo1．4．No．4 August 2004 宇宙飞船的空调 任金禄 (合肥通用机械研究所) 陈俊健 (浙江国祥制冷工业股份有限公司) 摘 要 本文主要叙述宇宙飞船类航天器空调设备的特点及要求，并对宇宙飞船中加压舱室的压力要求 和温湿度条件进行了阐述，在保障温湿度的同时，还应对空气中的水蒸汽、0二)2及有害气体进行抑制并维 持在允许浓度范围内，以保证宇航员的正常工作和身体健康。 关键词 宇宙飞船 航天飞机 空间试验室 国际空间站 空调设备 AIR CoNDITIoNING SYSTEMS oF SPACE CRAFT REN Jinlu CHEN Junjian ABSTRACT The paper focus on features and requirements of air conditioning system for space crafts，pressure reguirements and temperature humidity conditions are also discussed，vapour． C02 and harmful gases in air must be controlled according to allowable concentration so as to， ensure normal work and health of Astronauts． KEY WORDS Space craft space shuttle orbiter，spacelab．International space station Air con— ditioning systems 1 前言 2003年 10月 15日我国神舟五号发射成功， 标志着我国已跻身于载人航天大国行列。在宇宙 空间环境下除可利用微小重力、高真空及宇宙射线 条件进行各种试验外，还可以进行地球观测和天文 观测，因而具有十分重要的军事和科学意义。 人们在宇宙进行活动时，应在宇宙飞船的舱室 中创造出与地面一样舒适健康的温、湿度和空气环 境，因此，宇宙飞船内空气调节设备除了具备通常 的温度、湿度与气流控制等的空调性能外，还应控 表 1 国际空间站空调系统设计要求 ] 项目 美国设计要求 俄罗斯设计要求 全压 ／kPa 97．9～1O2．7 79．7～114．4 0．705～1．O11 kPa(5．3～7．6 mmHg) 5．3 rnmHg≤3人 ，7．6 mmHg≤5人 C02分压 (24 h平均 0．705 kPa) (平均 4．5 mmI-Ig) O2分压 ／kP8 19．5～23．1 19．5～23．1 N2分压 ／kP8 8O 8O 湿度 ／％ 25～7O 3O～70 舱室温度 ／℃ 17．8～26．7 18～28 露点 ／12 4．4～15．6 4．4～15．6 舱室循环风速 ／m／s 0．051～0．2O(0．036～1．02，下限与上限) O．O5～O．2O 舱室间通风量 ／1／s 66±2．4 6O～70 灭火灾后 O2分压 ／％ 1O．5 微粒子浓度(O．5～100~)／rag／m。 平均 0．05，峰值1．05 O．15 表面温度 ／℃ 4触手温度45，瞬间46～49 露点 每个舱室允许空气泄漏量 ／kg／日 最大 0．23(在 101．3 kPa条件下) 0．02，无压力规定 维普资讯 ht tp :/ /w ww .c hi na gb .n et 能 源 世 界 — 中 国 建 筑 节 能 网 第4期 任金禄等：宇宙飞船的空调 制舱内保有的气体量(全压)与氧气及二氧化碳气 体的分压等，特别应注意为保障宇航员健康而必须 除去微量有害气体成分和防止因空气不对流而产 生 CO2滞留等，故而该系统也称为宇航员的生命 保障系统。空调设备的另一个任务就是对舱室内 工作的所有电子设备进行冷却。 在发射宇宙飞船类如：航天飞机、宇宙试验室 和空间站的基础上，在国际空间站建造时美国与俄 罗斯对空调系统提出了如表 1的要求。 关于舱室微量有害气体成分规定，在美 国 ASHRAE62-1989(室内通风允许空气品质》标准 的附录c表c一1《美国一般室内污染物实用标准》 中引用了美国航天局(NASA)有关载人宇宙飞船 推荐值(C一18)如表2所示。 表2 微量有害气体允许浓度[ ] 60 min 90天 18O天 项 目 ／mg／m3(ppm) 甲醛 1．0(1．0) 0．1(0．1) 0．1(0．1) No2 4．1(2 O) 1．0(0．5) 1．0(0．5)