飞船座舱怎样实现“排热除湿”
发布日期:2012-06-26 字体【

  飞船座舱排热除湿的功能是由环控生保分系统的温湿度控制子系统实现的。

  飞船座舱大气中的热量主要来自于人体的代谢热和仪器设备工作时产生的热,其中人体代谢热约占50%。人的活动状态和心理状态不同,产热量波动较大,这也是载人飞行的一个特点。座舱舱壁应该具有良好的绝热性能,以尽量减少舱壁的漏热,提高舱温控制的效果。舱温控制的目标是维持舱内合适的温度,保障航天员的健康,保证仪器设备正常工作,并将多余的热量集中起来排除到舱外。

  座舱大气的湿度控制同样很重要。舱内大气中的水汽主要来自于人及与人的活动相关的设施,这也是载人航天器与无人航天器的不同之处。来自于人体的水汽,一是呼吸,二是体表蒸发,这两项加起来,平均每人每天的排湿量约1800克。此外,饮水和个人卫生活动中,也不可避免地要向舱内挥发少量水汽。这些挥发到座舱中的水汽必须及时收集处理,否则座舱大气的湿度会很快升高,水蒸气冷凝成水,不仅影响航天员健康,还会带来严重的安全问题。

  载人航天器座舱温湿度控制的主要任务就是“排热去湿”,“排热”与“去湿”这两个功能可以包含在“降温除湿”这一物理过程之中,在技术实现上是紧密相关的。以神舟号飞船为例,冷凝干燥器组件是飞船温湿度控制系统实现降温除湿的重要功能组件。它由风机、风量调节器、冷凝热交换器、冷凝水分离和收集器等组成,与电动泵(或手动泵)、冷凝水贮箱等配套,组成了一套集座舱大气降温、水汽冷凝、气-水分离及冷凝水收集于一体的完整系统。风机将座舱内的空气抽入冷凝干燥器组件,相对湿热的空气与冷却回路中的冷却液通过换热面进行热交换;降低到露点温度以下的水汽冷凝成水,被特殊的多孔吸水材料吸收并被导向水收集器;降温除湿后相对干冷的空气返回座舱大气。在这一过程中,既收集了座舱大气中多余的湿热和多余水汽的潜热,又使多余的水汽冷凝成水。收集起来的多余热量被冷却工质带到座舱热交换器,并由热交换器的冷边回路传递到空间辐射器散发至空间。冷凝干燥器的风量调节器用于调节进口风量。当舱内温度和湿度偏高时,航天员可手动旋转风量调节器手柄,增大进入冷凝干燥器的风量,从而提高设备的降温除湿能力,降低舱内大气的温度和湿度。反之,调小风量,舱温将逐渐回升。

(责任编辑:王楠
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