[发明专利]一种航天器在轨状态泄漏监测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器在轨状态泄漏监测方法，特别是涉及一种用于空间站舱体在轨状态泄漏监测方法。

背景技术

泄漏是影响航天器正常发射和运行故障的一个重要因素，更是对载人空间站的重大威胁。空间站应具备舱内压力实时监测、舱体泄漏故障检测与报警、密封结构失效情况下的泄漏定位和快速堵漏技术，以避免和减少恶性事故的发生。总装备部发布载人航天后续任务预先研究项目关键技术指南，要求研究空间站在轨检漏、定位方法和快速检漏技术，使空间站在轨运行期间，能够及时发现泄漏问题，向宇航员发出报警，能够快速确定泄漏位置和泄漏量，并在给定的时间内采取有效措施防止重大事故发生，为空间站的在轨安全运行和宇航员的人身安全提供保障。

目前我国航天器舱体总漏率测试普遍采用压力变化检漏方法，该方法是通过绝压计或差压计测量被测航天器舱体压力的变化来确定总漏率的。并且空间站在轨状态下泄漏监测提出以压力变化监测方法判断泄漏故障及泄漏水平，但该方法存在以下问题。

1)压力变化检漏方法虽然直观方便，但空间站在轨状态泄漏监测不仅受到舱内温度变化及梯度的影响，而且受到环控生保系统压力调节、航天员消耗及舱内温湿度变化的综合影响，这些影响因素不仅与压力密切相关，而且其影响值远远超出国际空间站在轨状态下泄漏水平。

2)传统的压力变化泄漏监测方法应用于空间站在轨泄漏监测，系统结构非常复杂，且只能判断大量级的泄漏故障，评估很粗糙，容易误判。

发明内容

本发明的目的是提供一种航天器在轨状态泄漏监测方法，以便快速准确分析确定出航天器舱体在轨状态下泄漏漏率。

本发明所提供的具体方案如下：

本发明的航天器在轨状态泄漏方法，包括以下流程：

1)舱段分隔后压力监测：航天器各舱段的舱门关闭，启动各舱段的压力变化监测系统，压力变化监测系统包括总压传感器、温度传感器、差压传感器、二氧化碳分压传感器、氧分压传感器，所述压力变化监测系统综合利用环控生保系统测得的压力参数监测舱内的压力变化量；

2)舱体注入氖气并平衡：通过氖气源，向舱体注入氖气，将舱体内部环境中氖(Ne)的浓度由20ppm(0.002％)提高到100ppm(0.01％)，然后利用舱内风机将舱体内部气体循环混合均匀，以便舱体内部气体压力及温度达到平衡；

3)取样分析：启动舱内质谱分析仪器，通过其取样器对舱体内部气体连续循环取样分析，通过方程式(1)计算舱体内部初始时刻氖气分压力变化及舱体结构总漏率；

Qt=(Ptgγt-P1gγ1)gVtgγ0...(1)]]>

式(1)中：P_t为时间t后舱内气体的总压值，P₁为舱内气体的总压初值，γ_t为时间t后舱内示漏气体的浓度值，γ₁为舱内示漏气体的浓度初值，γ₀为基准容器气体的浓度值，V为舱体内容积，Q_t为舱体结构总漏率。

4)质量流量分析：通过质量流量计，实时监测环控生保系统供气质量和排气质量，同时剔除航天员消耗气体质量，通过方程式(2)分析计算舱体漏率。