空间真空环境及试验技术课件

第二章空间真空环境及试验技术第二章12.1空间真空环境是指在给定空间内低于一个大气压力的气体状态,也就是该空间内气体分子密度低于该地区一个大气压的分子密度。气压和分子密度同步变化,标准状态(0°C,101325Pa)下,气体的分子密度为26870×1025m3;真空度为1.33×104Pa时,气体分子密度为324×1016m3。完全没有气体的空间状态称为绝对真空,绝对真空实际上是不存在的。2.1空间真空环境2真空区域划分:根据国军标GB3163-82,真空区划分为如下区段令低真空:105~102Pa(0~50Km)中真空:102~101Pa(50~90Km)今高真空:10-1~105Pa(90~330Km)超高真空:<105Pa(330Km以上)真空区域划分:3空间真空度随高度变化情况令海平面:101308Pa令100km,2.64×102Pa:500km.952×108Pa令200km,750×105Pa:600km,4.12×108Pa今300km,5.96×106Pa;700km,1.85×108Pa400km,8.69×107Pa;800km,1.03×10ePa空间真空度随高度变化情况41200km处,大气压力10Pa;10000km处,大气压力为1010a;今月球表面大气压力为1010Pa~1012Pa,大约相当于有100个氢分子/cm3;÷银河系星际大气压力为1013Pa~1018Pa。1200km处,大气压力10Pa;5真空测量单位÷真空度通常可以用压强表示,压强为气体分子作用在单位面积上的力的法向分量÷(1)国际单位通常用压力单位Pa(帕)表示,1Pa为1m2面积上作用1N的力,即:1Pa=Nm2(2)高斯单位通常用压力单位Tor(托)表示,1Tor=133Pa真空测量单位62.2真空环境效应令1、压力差效应令压力差效应在105Pa~102Pa的真空范围内发生。压力差效应会使密封舱变形或损坏,因此增大了贮罐中液体或气体的泄漏,缩短了使用时间。令真空环境下的泄漏故障令约50%的重大故障与真空环境泄漏有关。1971年6月30日苏联“联盟”11号飞船的3名航天员返回地面时,因返回舱真空室漏气均室息死亡。2.2真空环境效应7令据统计,因真空环境下泄漏,全世界至少有20枚火箭发生爆炸。其中:有造成火箭发动机试验时提前关机或未能二次点火;有火箭升空后未达到预定推力,卫星偏离轨道不能入轨;有火箭升空后引起爆炸,星箭自毁等。令据统计,全世界至少有8颗卫星因泄漏而发射失败,10多颗卫星产生重大故障而缩短寿命或未达到使用功能令我国也有5颗卫星因泄漏而产生故障。令据统计,因真空环境下泄漏,全世界至少有20枚8÷2、真空放电效应令真空放电效应发生在103Pa~10-1Pa低真空范围。当电极之间发生自激放电时称为电击穿。对于航天器发射上升阶段必须工作或通电的电子仪器,应防止任何放电的可能。(短路故障)当真空度达到102Pa或更高时,在真空中分开一定距离的两块金属表面受到具有一定能量的电子碰撞时,会从金属表面激发出更多的次级电子,形成微放电(电弧放电故障)÷2、真空放电效应9令金属由于发射次级电子而受到侵蚀,电子碰撞会引起温度升高,而使附近气体压力升高,甚至会造成严重的电晕放电。射频空腔波导管等装置有可能由于微放电而使其性能下降,甚至产生永久性失效。电子元器件故障或失效令金属由于发射次级电子而受到侵蚀,电子碰撞会引10空间真空环境及试验技术课件11空间真空环境及试验技术课件12空间真空环境及试验技术课件13空间真空环境及试验技术课件14空间真空环境及试验技术课件15空间真空环境及试验技术课件16空间真空环境及试验技术课件17空间真空环境及试验技术课件18空间真空环境及试验技术课件19空间真空环境及试验技术课件20空间真空环境及试验技术课件21空间真空环境及试验技术课件22空间真空环境及试验技术课件23空间真空环境及试验技术课件24空间真空环境及试验技术课件25空间真空环境及试验技术课件26空间真空环境及试验技术课件27空间真空环境及试验技术课件28空间真空环境及试验技术课件29空间真空环境及试验技术课件30空间真空环境及试验技术课件31空间真空环境及试验技术课件32空间真空环境及试验技术课件33空间真空环境及试验技术课件34空