[发明专利]一种小型高刚度真空环境模拟装置

说明书

本发明公开了一种小型高刚度真空环境模拟装置，包括：结构支撑系统：主要由内外舱体、内外舱体之间的水泥层、刚性地基以及舱门组成；真空环境保障系统：包括螺杆真空泵、扩散泵以及连接管路等，可提供并维持特定的舱内气压值和真空度；真空环境监测系统：主要包括压力监测表、温度监测表和观测镜，可以实时监测舱内气压、温度和试验动态；微振动试验配套系统：主要由接线端子和内舱接口等组成，接线端子可实现将舱内试验线缆与外部连接，内舱接口可为试验提供高刚度的安装界面。该小型高刚度真空环境模拟装置可以为航天器活动部件地面微振动试验模拟在轨真空环境，并提供所需的高刚度测试条件。

技术领域

本发明涉及真空环境模拟的技术领域，具体涉及一种小型高刚度真空环境模拟装置，在真空环境下具有良好的刚性地基，可提供满足实验要求的地面微振动时航天器活动部件实际真空环境。

背景技术

为消除大气压造成的初始应力对航天器活动部件扰动特性测试的影响，获取接近在轨状态的扰动特性，需要在地面微振动时研制能够模拟航天器活动部件实际真空环境的真空设备。在真空环境下开展扰动力测试需要有良好的刚性地基，目前真空罐均不具备条件。针对现有真空罐刚度不满足测试要求的问题，需要研制了满足航天器活动部件地面真空环境测试精度和刚性要求的小型高刚度真空环境模拟装置。该装置可提供六分量测力平台、激振器安装和试件悬吊的接口。利用小型高刚度真空环境模拟装置和六分量测力平台，可形成具备扰动力测试能力的真空环境。这对于卫星活动部件真空环境扰动特性试验分析并消除扰动从而提高航天器的姿态控制精度和加强航天器的安全设计有着非常重要的工程意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有真空罐刚度无法满足航天器活动部件实际真空环境测试要求的不足，研制了一种小型高刚度真空环境模拟装置。满足航天器活动部件地面真空环境测试精度和刚性要求，为卫星活动部件真空环境扰动特性试验提供可靠的测试环境。

本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小型高刚度真空环境模拟装置，包括结构支撑系统、真空环境保障系统、真空环境监测系统以及微振动试验配套系统，其中：

结构支撑系统主要由内舱体、外舱体、内外舱体之间的水泥层、刚性地基以及舱门组成，内舱体、外舱体之间用水泥灌实，外舱体安装在刚性地面基础，开口一面装有舱门，舱门与外舱体之间有橡皮垫圈，用螺栓将舱门和外舱体之间橡皮垫圈压紧后可实现气密封；

真空环境保障系统包括螺杆真空泵、扩散泵以及软管，螺杆真空泵、扩散泵通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管与外舱体连接，真空环境保障系统可以提供并维持试验所需的舱内气压值和真空度，并且真空环境保障系统与结构支撑系统之间采用软管连接，不会对整个试验系统附加额外的振动；

真空环境监测系统主要由压力监测表、温度监测表以及观测镜组成，压力监测表安装在抽气口管路上，在螺杆泵前端，温度监测表采用数显温度传感器置于舱室内部，通过接线端口连接外部显示端，外舱体一侧安装有钢化玻璃的观测镜，真空环境监测系统可以实时监测舱内气压和温度，并且能够实时观察到内部试验情况；

微振动试验配套系统主要由接线端子以及内舱接口组成，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接，内舱预留的内舱接口是为测试设备提供高刚度的安装接口，内舱预留的螺纹接口可以为测试设备提供高刚度的安装界面，接线端子可以实现将舱内试验线缆与外部连接，且具有高气密性。

其中，内舱体、外舱体均由一面开口的五面体钢壳组成，内舱体、外舱体之间用水泥灌实，内舱体内侧至外舱体外侧厚度为80mm，可以保证较高的刚度和强度，外舱体开口一面装有舱门，舱门与外舱体之间有橡皮垫圈，用螺栓将舱门和外舱体之间橡皮垫圈压紧后可实现气密封，外舱体安装在刚性地面基础，可为试验提供所需的高刚度基础支撑，并且外舱体上留有接线端子、抽气端口以及观测镜。

其中，真空环境保障系统所有设备均安装在舱室外部，螺杆真空泵、扩散泵通过橡胶层安装在地面，并且通过橡皮软管与外舱连接。