一种地外天体样品真空密封结构

国外已开展多次地外天体采样返回任务,我国首次对外星体采样返回任务—嫦娥五号探测器即将实现地外天体样品的采集及返回,可靠的样品密封技术是维持地外天体样品原态,保证地面数据分析准确性的关键。设计了一种以铟银合金—钛合金刀口为主密封、橡胶圈辅助密封的真空密封方案用于地外天体样品密封。并通过地面环境试验验证,结果表明该方案密封漏率优于5×10~(-9)Pa·m~3·s~(-1),能够实现地外天体样品高纯密封,防止地外天体样品被污染。     

月球样品充氮保护密封技术的研究

我国进行月球探测的核心目标之一就是采集样品返回地球,并保证样品不受污染,密封技术就成为月球探测的关键技术之一。本文对调研到的国外地外星体采样封装技术进行分析比较,提出了一种采用样月球样品充氮保护密封技术,并通过理论计算分析了充氮保护密封技术的可行性,设计充氮保护密封试验,试验结果表明:充氮保护密封技术能够有效地保护月球样品,防止地球大气污染月球样品。     

小行星样品密封设计及验证

中国计划开展探测编号为2016H03的近地小行星并采集样品返回地面,测定小行星样品的物理性质、化学成分与矿物成分,为小行星起源与演化、太阳系的形成与演化过程提供科学依据。针对中国首次近地小行星采样封装任务,设计多种样密封方案,综合考虑密封力、密封面样品颗粒污染物防护等因素,采用双弹性体径向密封方案,并开展密封方案验证工作,通过高温、低温及模拟尘埃污染漏率试验,密封漏率优于5×10^-6 Pa·m³·s^-1,满足小行星样品密封要求。     

地外天体样品采样密封技术进展与发展建议

在回顾国内外地外天体样品采样密封技术发展状况的基础上,详细论述了地外天体特性与采样方式和密封容器的适配性设计,着重分析了样品密封技术的特点以及能够实现的漏率指标,深入剖析了包括防尘设计和生物灭菌在内的样品密封过程中的关键问题。最后展望了地外天体密封技术的发展趋势以及需要研究解决的技术问题,旨在为中国地外天体采样密封技术的发展提供参考。     

小子样试验法在月球样品容器密封可靠性评估中的应用北大核心CSCD

为解决月球样品容器密封可靠性评估的问题,将目前常用的可靠性评估方法引入并应用于对其可靠性的评估。经分析比较,选择所需子样数最少的最大熵试验法作为最终评估方法并详细介绍评估过程。该方法选取容器的密封漏率作为表征密封性能的特征量,通过在临界工况点进行试验和计算来实现可靠性评估。同时,针对密封漏率数值的特殊性提出了其裕度值的计算方法。结果表明,利用最大熵试验法仅通过少量试验即可评估出月球样品容器密封可靠度优于0.9999(置信度0.90),并经计量法评估方法进行复算,结果一致、可信。     

小子样试验法在月球样品容器密封可靠性评估中的应用

为解决月球样品容器密封可靠性评估的问题,将目前常用的可靠性评估方法引入并应用于对其可靠性的评估。经分析比较,选择所需子样数最少的最大熵试验法作为最终评估方法并详细介绍评估过程。该方法选取容器的密封漏率作为表征密封性能的特征量,通过在临界工况点进行试验和计算来实现可靠性评估。同时,针对密封漏率数值的特殊性提出了其裕度值的计算方法。结果表明,利用最大熵试验法仅通过少量试验即可评估出月球样品容器密封可靠度优于0.9999(置信度0.90),并经计量法评估方法进行复算,结果一致、可信。     

月球样品密封封装装置

嫦娥五号的核心任务是采集月球样品并返回地面,月球样品密封封装装置是嫦娥五号的核心装置之一,是唯一盛装钻取及表取月球样品并自动密封、携带"原汁原味"月球样品返回地面的装置。密封装置的成败决定了探月三期任务的成败。承担了国内首次地外天体样品无人自动密封任务。设计的首套无人自动月球样品密封系统,主要由密封装置(主体框架、密封容器组件、盖体组件、开合机构组件)和控制单元组成,镂空的主体框架上分布着用于转移的棘齿和导向柱,采用钛合金和铝合金保证了结构强度和刚度,最大限度地减轻了重量,如图1所示。     

月球样品地面转移过程中防污染措施研究

月球样品密封封装装置在返回地面后进行解封、样品转移、样品存储、样品制备、样品分析等过程中,如果样品暴露于大气环境中将与大气反应。基于样品保护及防污染的需求,系统地介绍了在月球样品地面转移过程中采取的污染防护措施。同时,提出密封封装装置地面解封和分样设备的设计构想,分析计算污染防护设备的主要环境指标。     

航天510所“高精度微小气体流量测量新技术及应用”获国家技术发明二等奖

<正>随着我国航天、核工业等领域快速发展,对微小气体流量的精确测量提出了迫切需求。不论是月球样品封装装置中用到的真空漏率测量,还是载人飞船舱门检漏中用到的正压漏率测量,均与高精度微小气体流量测量技术密不可分。针对以上需求,航天510所通过十余年的持续研究,提出了微小气体流量测量、真空漏率测量、正压漏率测量等新方法,并取得重大创新与突破。     

生物试验载荷压升法总漏率测试技术研究

生物载荷搭载嫦娥四号探测器在月球着陆开展生物生长试验,为了保证生物载荷在月面长期保持生物生长所需的大气环境,需要严格控制载荷罐体空气泄漏漏率。密封生物载荷内部介质为空气,无检漏接口且不允许预充检漏介质,不能使用常用的质谱检漏方法检漏。通过开展静态压升法总漏率测试技术研究,成功获得了密封生物载荷空气介质总漏率,解决了密封生物载荷总漏率测试技术问题,为月面生物生长试验顺利开展提供技术支持。     

深空探测样品钎焊密封技术研究现状

在探月工程的基础上继续开展深空探测是未来的发展趋势,后续的深空探测活动必然会有地外天体的采样与返回,其中样品密封技术为保证深空探测样品的原样返回提供了技术保障。本文针对我国深空探测样品钎焊密封的使用需求,调研了国外深空探测采样返回任务中钎焊密封技术的发展现状,主要介绍了双层钎焊密封容器和单层钎焊密封容器两种具体的密封容器形式,同时简要介绍了目前国内钎焊密封的技术现状。最后结合我国小行星、火星等任务的应用需要,提出了适合我国深空探测样品钎焊密封的工作建议。     

月球样品封装装置金属密封结构的参数计算

嫦娥五号探测器的月球样品封装装置采用了一种金属密封技术,嫦娥五号也证明了这种密封技术的正确性,但这种金属密封的参数是通过大量的实验得到的,为此,本文通过对大量实验数据的分析,为这种金属密封结构提出了一种计算方法和相应的参数模型,计算值和实验测试结果的误差不大于5％,该算法符合了设计偏差的要求.研究成果对嫦娥五号月球样品...     

航天510所“高精度微小气体流量测量新技术及应用”获国家技术发明二等奖

<正>随着我国航天、核工业等领域快速发展,对微小气体流量的精确测量提出了迫切需求。不论是月球样品封装装置中用到的真空漏率测量,还是载人飞船舱门检漏中用到的正压漏率测量,均与高精度微小气体流量测量技术密不可分。针对以上需求,航天510所通过十余年的持续研究,提出了微小气体流量测量、真空漏     

柱塞密封结构的漏率预估

柱塞密封结构是飞船管路系统常用的一种密封结构形式,故研究柱塞密封结构的密封性能具有重要的工程意义。文中,通过对柱塞密封结构密封机理的分析,给出了一个计算其漏率的理论公式,并与试验数据进行了对比。研究结果表明:该公式能较好地预估柱塞密封结构的漏率值。本文所得的结论可以为柱塞密封结构的设计提供理论参考依据。     

CPN药剂在真空和不同温度条件下输出力的试验研究

为了判断CPN药剂能否满足月球样品密封任务的使用要求,研究了该药剂在真空和不同温度下的输出力,针对火药在高温环境中测试的难题,提出了采用测试火工作动器输出力进行评价的方法。结果表明,CPN药剂的工作温度范围宽泛,输出性能力、一致性好,具有适应真空环境的能力,满足月球样品密封任务的使用要求。     

典型双密封结构泄漏机理研究

使用氦质谱吸枪检漏法检测航天器管路双密封结构螺接头漏率时,常会发生漏率随时间变化的情况。为了从理论上分析该问题的实质,本文建立了两种双密封结构泄漏过程的数学模型,分别考虑了分子流和粘滞流两种状态,并求解了数学模型的方程解析解,编制程序进行数值模拟仿真,形象地显示了双密封结构系统正压泄漏情况下,漏率、压力与泄漏时间关系的规律,及其影响泄漏时间长短的因素。并计算了不同初始条件下,双密封结构的漏率稳定时间。这些研究结果可直接应用于航天器管路双密封结构螺接头漏率测试候检时间评估计算,并对双密封结构系统的设计和泄漏安全评估,从理论上提供指导意义。     

便于插拔的真空密封圈快速压紧器的设计

为了满足某些真空装备的快速密封和便于插拔的要求,本文设计了一种便于插拔的真空密封圈快速压紧器。采用组合式梯形密封槽的结构并优化了密封槽的设计参数,确定了压紧凸轮的尺寸和排布方式。对密封压紧器进行有限元分析,结果显示密封圈压紧后接触应力远大于介质压力,凸轮能均匀地压紧密封圈。对用该压紧器压紧的真空腔体进行真空检漏测试,结果表明用真空腔体漏率低于允许漏率,符合设计要求。     

高真空密封技术的工艺研究

探索月球、火星及其他行星时,采用软金属铟银合金进行高真空密封成为采样密封的最佳选择。高真空密封技术的工艺具有易实现、高适应、高密封的特点。通过工艺试验解决密封材料的成分比例、刀口的构型和加工精度、刀口的刃入深度等关键技术,达到了航天应用的技术要求,能够适应恶劣的高真空、高辐射、高低温等空间环境。     

抗事故包装箱密封结构性能研究

目的为抗事故包装箱密封结构设计提供依据。方法介绍2种抗事故包装箱密封结构的设计,分析经历事故场景后2种密封结构的密封面变形和O形密封圈压缩率变化情况,开展密封性能试验。结果端面密封结构经历事故场景后,O形密封圈压缩率不小于15%时,密封结构检测漏率为环境本底漏率,压缩率降至10%时,漏率明显增加,但仍能达到1μPa·m3/s量级,压缩率降至5%时,密封结构彻底失效。柱面密封结构的联接螺栓即使经历事故场景后全部失效,密封结构的密封性能也基本保持不变,检测漏率为环境本底漏率。结论柱面密封结构抵御事故风险的能力更强。     

空间用FM08系列熔断器漏率研究与仿真分析

为保证空间用FM08系列熔断器在规定的任务时间内不因密封原因失效,必须制定合理的漏率指标。本文从漏孔的气流特性出发,研究并建立了FM08系列熔断器真空泄漏数值模型。在此基础上,对允许漏率、气体压力等进行了数值仿真分析,得出了不同任务周期下FM08允许漏率指标,该结果与NASA研究结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。本文研究结果对航天工程确定FM08系列熔断器的密封性要求具有实际指导作用。