据澳大利亚每日航天网站3月12日报道,美国俄亥俄州亚克朗大学的研究人员加罗法洛开发出一个用来测试空间对接密封性的计算机预测模型,可帮助设计先进的空间对接密封环,从而更好地防止国际空间站或NASA其他航天器的乘员舱气体泄漏,较好地保留舱内空气,以供站上航天员呼吸生活之用。在此之前,先进空间密封环的设计在很大程度上依赖直觉与昂贵的实验评估。
加罗法洛所在的研究团队同NASA格林研究中心合作,主要任务是测试用于未来先进对接与停泊系统的聚合物/金属密封环。NASA一直在为前往国际空间站的载人任务与未来探索任务开发低撞击对接密封环,格林研究中心承担了这项工作。同所有对接系统一样,低撞击对接系统使用一个主密封环与一个金属法兰配合实现气压封闭。
为建立对空间密封泄漏的解析理解,创建计算预测工具,加罗法洛与其同事建模仿真了空气是如何渗出或通过弹性密封环的,建模考虑了气体的可压缩性及渗透变率。基线参考的渗透率实验表明,气体渗透率随压差变化而变化。因此预测方法中包括基准几何边界条件与温度、压力边界条件的分析。
加罗法洛最近使用新开发的模型,对空气通过两片弹性硅树脂密封环时的泄气情况进行了仿真,将模型预测结果与实验数据对比,发现两者之间呈现出显著地相关性。对于接近操作条件下的压差,在不确定边界范围内,模型所确定的渗透率准确反映了实验结果。对于超过正常操作条件下的压差,正如原先预想的那样,实验结果与仿真计算结果并不十分吻合。之所以有较大偏差,是因为模型参数的误差是外推出来的。(雷帅 编译)