[发明专利]一种用于临近空间浮空器地面仿真测试系统

说明书

本发明涉及临近空间浮空器技术领域，提供一种临近空间浮空器地面仿真测试系统。密封舱为浮空器提供密闭测试环境；温控装置实现对密封舱温度的控制，模拟不同高度的温度；太阳辐照模拟器位于密封舱的正上方，为试验目标提供太阳辐照环境；地球模拟器为地面辐射模拟设备位于密封舱的下端，模拟背景红外辐射和地球反照太阳辐射，实现不同轨道高度和不同地球区域的地面辐射特征；压力模拟器为密封舱提供低压环境；风场模拟器为密封舱提供不同风速的风场环境；姿态调整机构用以模拟水平、俯仰和旋转多种姿态。本发明构建了一套接近于零风层高空环境特点的试验箱，成功实现了对太阳辐照、地面辐射、高空风、低温低压环境等多种环境要素的模拟。

技术领域

本发明涉及临近空间浮空器技术领域，具体涉及一种临近空间浮空器地面仿真测试系统。

背景技术

临近空间浮空器大多运行在平流层环境(高度约为20km的零风层)，工作过程中受到太阳辐照、地面辐射、高空气流等多种因素的影响，为了验证电子产品在使用过程中的可靠性，需在地面阶段开展性能验证试验，可靠性试验的原则是模拟产品在实际使用过程中受到的环境因素影响，暴露产品的缺陷，因此应尽可能的模拟真实的工作环境条件。

目前已公开发布的专利大多以温度和气压环境模拟为主，如2020年5月公布的实用新型专利《环境模拟检测设备》(CN 212040489 U),设计了一种环境模拟检测设备，可满足温度、湿度、恒温时间、升降温速率等控制；2020年9月公布的发明专利《大流量通风环境下高空环境试验参数控制系统》(CN 112093076 A)，通过空气循环的方式实现对试验所需的温度、高度、湿度参数的模拟；而对于临近空间浮空器在多要素高空环境下进行模拟测试，目前尚未有可以应用的测试系统或装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于临近空间浮空器地面仿真测试系统，采用模拟器的方式构建复杂的零风层环境，解决了在地面阶段无法有效验证浮空器关键设备及器件能否在高空环境下有效工作的技术问题。

为达到上述目的，解决相关技术问题，本发明给出的技术方案如下：

一种临近空间浮空器地面仿真测试系统，包括密封舱、温控装置、太阳模拟器、地球模拟器、压力模拟器、风场模拟器和姿态调整机构；

密封舱为仿真测试系统的主舱体，为浮空器提供密闭测试环境；密封舱采用标准燕尾槽和O型圈密封措施，并采用压紧装置避免舱门泄漏；

温控装置位于密封舱上方，太阳辐照模拟器一侧，与密封舱直接连接，主要包括制冷机组、电加热、循环风三部分，循环风通过风机使空气流动产生循环，将电加热产生的热量或制冷机组产生的冷量通过空气循环的方式带入密封舱内，实现对密封舱温度的控制，模拟不同高度的温度；

太阳辐照模拟器位于密封舱的正上方，为试验目标提供太阳辐照环境，太阳辐照模拟器接入电源后激励氙灯光源，通过调节反光镜调整太阳入射角度，从而模拟不同季节不同时间的太阳角，满足多样化的测试需求；

地球模拟器为地面辐射模拟设备，位于密封舱的下端，为试验目标提供地面辐射环境，主要模拟背景红外辐射和地球反照太阳辐射，可实现不同轨道高度和不同地球区域的地面辐射特征；

压力模拟器位于密封舱的一侧，为密封舱提供低压环境，由真空泵、压力调节阀、电加热器构成，真空泵从试验舱体内抽吸空气，电加热器用于低温试验时确保真空泵入口空气温度高于0℃，压力调节阀用于调节真空泵状态以及放气恢复压力；

风场模拟器位于密封舱的另一侧，为密封舱提供不同风速的风场环境；

姿态调整机构位于密封舱内，用以模拟水平、俯仰和旋转多种姿态，通过编程驱动姿态调整机构，实现对浮空器的测试。

和现有技术相比，本发明的有效收益如下：

1、本发明通过采用多种模拟器，成功实现了对太阳辐照、地面辐射、高空风、低温低压环境等多种环境要素的模拟。