1、引言

    空間環(huán)境高低溫模擬設(shè)備用于模擬太空真空與冷黑環(huán)境，為航天產(chǎn)品的可靠運(yùn)行提供地面試驗(yàn)環(huán)境，用于檢驗(yàn)其在極端高低溫下的耐受性能和生存能力。目前主流的空間環(huán)境模擬大都通過(guò)熱真空罐實(shí)現(xiàn)，盡管它更符合真實(shí)空間的真空和冷黑環(huán)境，但無(wú)法滿足部分產(chǎn)品所需的大升降溫速率要求。
    本文工作在前期研制的 液氮高低溫試驗(yàn)箱的基礎(chǔ)上，開展了高低溫工況下的升降溫速率的研究。高、低溫工況的空間極限溫度分別為373K和90K。艙內(nèi)采用氮?dú)庾鳛楣ぷ鹘橘|(zhì)并配有強(qiáng)制對(duì)流的高低溫風(fēng)扇。高溫工況，考察不同電加熱輸人功率和液氮壓力下熱沉壁面和艙體空間的升溫規(guī)律，以及空間平均升溫速率和空間溫場(chǎng)分布的均勻性。低溫工況，在艙內(nèi)從室溫降至液氮溫區(qū)的降溫過(guò)程中，考察艙內(nèi)空間及熱沉各點(diǎn)位降溫速率以及溫場(chǎng)分布均勻性。研究增加強(qiáng)制對(duì)流條件對(duì)溫場(chǎng)降溫速率以及均勻性的影響，同時(shí)通過(guò)復(fù)溫階段的升溫曲線分析艙體的絕熱保溫性能。

    2、高低溫試驗(yàn)箱

    所研制的高低溫試驗(yàn)箱凈空間尺寸直徑φ2.2m，長(zhǎng)2. 5m，顯著區(qū)別于常見的空間環(huán)境模擬用熱真空罐，其艙內(nèi)并非高真空狀態(tài)，而是充有壓力為90kPa氦氣，載有冷源和熱源的熱沉主要通過(guò)氣體對(duì)流(輻射方式仍然存在)的方式對(duì)被測(cè)物體及箱體自身內(nèi)壁進(jìn)行冷卻或加熱。試驗(yàn)箱為臥式圓筒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外簡(jiǎn)體構(gòu)成密閉真空夾層，在該夾層內(nèi)設(shè)有液氮冷屏，外簡(jiǎn)體與液氮冷屏之間布置有多層絕熱，內(nèi)筒以內(nèi)為艙內(nèi)空間，安裝有集成液氮盤管、氦氣盤管和電加熱熱沉。

    艙內(nèi)溫度計(jì)布點(diǎn)為25個(gè)，在高低溫試驗(yàn)艙門側(cè)截面、熱沉側(cè)截面、尾側(cè)截面分別布置8個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，每一截面包括在圓周上成90度的4支熱沉壁面溫度計(jì)和4支空間溫度計(jì)，后一支溫度計(jì)(T25)布于艙體點(diǎn)處。高低溫風(fēng)扇位于熱沉尾側(cè)上部(T1、T3，之間) 。出風(fēng)方向?yàn)闊岢列睂?duì)角線方向，如圖1箭頭所示。