环控生保分系统的功能和组成
发布日期:2012-06-26 字体【

  太空环境极为严酷,完全不适合人类生存。为了确保航天员在整个飞行过程中安全地工作和生活,必须在飞船内部创造一个适于人生存的基本环境,并提供必需的生活支持保障。这样的功能,主要由飞船环境控制与生命保障分系统(简称环控生保分系统)予以实现。很显然,环控生保分系统直接关系到航天员生命的安全,是载人飞船最具载人航天特征的一个重要分系统,也是载人航天的关键技术之一。

  环控生保分系统有两大功能。其一是环境控制功能,实现载人飞船座舱的内环境控制,即座舱大气总压、气体成分(包括有害气体排除)、大气温度和大气湿度控制,以及座舱的烟火检测与灭火;其二是生命保障功能,为航天员提供各种生活支持设施,解决空间飞行条件下,特别是微重力(即失重)条件下航天员的进食、饮水和处理个人卫生所遇到的特殊困难,保证人的正常生活。环控生保分系统一般由如下9个主要的子系统组成:

  1)供气调压子系统。提供足量的氧、氮气体;在测量控制子系统的协同下,根据需要及时向座舱提供氧气或氮气,控制座舱大气总压、氧分压,并使舱压变化速率保持在规定的范围内。

  2)通风净化子系统。控制座舱大气的二氧化碳和其他微量有害物质的浓度;保持舱内气体有一定的流动速度,造成失重条件下的强迫对流,使舱内特别是航天员活动范围内的气体成分、温度和相对湿度保持均匀。

  3)温、湿度控制子系统。控制飞船座舱的温度和相对湿度,保障人和舱内设备所需的温、湿度环境。

  4)水管理子系统。为航天员贮存足够的饮用水,提供饮水装置和加热手段;收集、贮存和处理温、湿度控制子系统生成的冷凝水;对于长期飞行,还须为航天员提供卫生用水,并对使用后的废水进行回收和处理。

  5)废物收集处理子系统。收集处理航天员的生理废弃物(大、小便,呕吐物)和日常生活中的其他废弃物,如食品残渣、包装物、个人卫生用品等;消除航天员大小便时排出的臭气,抑制对舱内环境的污染,为航天员创造一个卫生的环境。

  6)航天服循环子系统。它是座舱环控生保功能的一种安全冗余,飞行过程中一旦发生座舱失压等紧急情况,它将与舱内航天服配合,迅速转入应急工况,为航天员实施紧急供氧,以便飞船择机应急返回,确保航天员的生命安全。

  7)烟火检测与灭火子系统。监测飞船座舱可能出现的烟火异常情况,及时发出报警信号;为航天员提供必要的灭火装置,抑灭出现的火情,设置相应的灭火后处理措施。

  8)食品管理子系统。为航天员提供特殊制作的航天食品和支持设备,实现食品的加热、复水和食品残渣的收集。

  9)测量控制子系统。实现对于环控生保分系统各类参数的测量、显示、记录、储存、遥测发送,并按设定的工作模式实施系统的实时控制;在环控生保分系统出现故障时,实现故障的检测和报警,自动或在航天员参与下进入故障排除程序。

  以上各子系统是载人飞船环控生保分系统的基本配置。对于大型空间站和未来星际飞船等长期载人飞行的航天器,为降低运行成本,减少货运支持,适应航天员长期在轨生存与工作的需要,将发展再生式的环控生保技术,实现氧气、水乃至食品的部分再生使用。

(责任编辑:王楠
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