[发明专利]一种用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统

说明书

本发明公开一种用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，属于航天器环境控制与生命保障领域。该系统采用气体回收技术与充气舱技术，通过回收航天器座舱空气并转移至充气舱来实现座舱减压，也可通过从充气舱转移空气来实现座舱复压。在航天器正常飞行时，系统可实现座舱阶梯减压与座舱复压；在航天器遭遇微流星体击穿舱壁导致座舱空气泄漏状况时，系统可实现周期性复压与气体回收，并对航天员进行座舱复压与航天服的交替压力防护。本发明实现了航天器座舱气体的回收与再利用，提高气体的重复使用率，在飞船遭遇压力应急状况时保障航天员生命安全并满足航天员生理活动需求。

技术领域

本发明属于航天器环境控制与生命保障领域，涉及一种座舱压力防护系统。

背景技术

航天器在深空探测任务中可能会遭遇微流星体击穿舱壁，导致不可修复的座舱气体泄漏。座舱气体泄漏会使得座舱压力急剧下降，座舱总压、氧分压不足以满足人体生理要求，航天员会发生缺氧、减压病等症状，最严重的情况可能发生体液沸腾，座舱泄漏严重威胁航天员的生命安全。Judd在专利US-3386685中提出了用于航天员出舱活动的压力防护系统，实现了航天员从座舱环境经气闸舱停留安全过渡至太空环境。目前的压力防护系统在座舱泄漏状况下通过持续向座舱供气以维持舱压，而航天器携带的气体资源有限，持续供气可能会带来较大的气体资源消耗。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统。

本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，采用气体回收技术与充气舱技术，包括正常模式及应急模式两种工作状态。正常模式下，在航天器深空探测过程中，系统通过回收泵将部分座舱空气转移至充气舱储存，实现座舱逐级减压，当航天器即将返回近地轨道时，将充气舱内的空气转移回座舱，实现座舱复压。

当航天器在深空探测途中遭遇座舱泄漏的压力应急状况时，压力防护系统切换到应急模式。航天员及时穿着航天服进行压力防护，座舱自然泄漏，当航天员需要进行进食、排泄等必要的舱内/服外活动，系统提前向座舱供气进行复压并维持座舱压力，待航天员结束舱内活动并重新进行航天服防护后，系统停止向座舱供气，回收泵重新将座舱空气转移至充气舱储存，用于下一次座舱复压。应急模式下，座舱压力防护系统进行座舱复压-舱压维持-气体回收等一系列周期性操作，航天员处在座舱复压与航天服的交替压力防护下，直至解除压力防护状态。

本发明的优点在于：

1、本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，可实现座舱逐级减压，使得航天员逐步适应低气压环境，避免减压病风险。

2、本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，在座舱泄漏的应急状况下可紧急回收部分座舱空气并用于之后的座舱复压，提高了座舱空气的重复使用率，节省气体资源。

3、本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，在座舱泄漏的应急状况下进行周期性座舱复压与舱压维持，可满足航天员的必要舱内/服外活动需求。

4、本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，在座舱泄漏的应急状况下周期性工作，相比于持续供气的压力防护系统可大幅减少座舱气体消耗量。

5、本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统，使用充气舱储存座舱空气，充气舱可展开收缩，方便航天器携带，相比刚性容器，同等质量情况下充气舱展开获得的容积更大，可储存更多气体。

附图说明

图1～2为本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统的正常模式工作原理示意图

图3～5为本发明用于深空探测任务的航天器座舱压力防护系统的应急模式工作原理示意图

图中：

1-航天器 2-座舱 3-充气舱