[发明专利]一种组合式温度、气压、辐照三综合试验测试系统

说明书

技术领域

本发明提供一种组合式温度、气压、辐照三综合试验测试系统，属于航空航天系统环境测试技术领域。

背景技术

随着空天技术领域的进一步拓展，针对航空、航天结合部使用的平流层飞行器已成为各国研究的重点，在这类飞行器中尤以平流层飞艇最受关注。配置太阳能电池阵和可循环储能系统后的平流层飞艇具有飞行高度高、使用时间长、可区域驻留、对环境污染小等优点，可用于通信中继、预警、侦查监视、高空技术验证等众多领域。目前，为有效检测飞艇的承载部件能否满足平流层环境下的应用要求，必须通过环境模拟实验进行性能检测。然而，当前的环境试验系统中，航空器的测试环境不考虑辐照对部件的影响，而航天器的测试环境所考虑的环境为高真空环境，且温度调节范围大、系统构造复杂。因此，两种测试系统都无法满足平流层飞艇部件的测试要求。

为此，本发明提出一种组合式温度、气压、辐照三综合试验测试系统，即通过对临近空间环境下温度、气压、辐照的模拟，为平流层飞行器相关部件的开发提供测试模拟环境，并可对环境测试试验过程的测试数据进行实时记录。

发明内容

（1）目的：本发明的目的在于提供一种组合式温度、气压、辐照三综合试验测试系统，该测试系统通过对临近空间环境下温度、气压、辐照的模拟，为平流层飞行器相关部件的开发提供测试模拟环境，并对环境测试试验过程的测试数据进行实时记录，为平流层飞艇的总体设计与技术改进提供参考。

（2）技术方案：本发明一种组合式温度、气压、辐照三综合试验测试系统，主要包括：罐体、内置式加热网罩、制冷机、真空泵、空压机、太阳模拟器、电控显示柜和工控机；其中，罐体为金属圆柱型结构，单侧开门，内置有加热网罩和制冷管路，上表面安有透明罩，其余部分整体涂制成黑色；罐体内的制冷管路外连制冷机，通过相应管路为罐体提供制冷源；罐体内气压的调节主要通过外连真空泵和空压机，真空泵对罐体进行抽气而使罐体内气压降低，空压机将空气压缩入罐体内，使罐体内气压升高；罐体上表面透明罩上方安有太阳能模拟器，为罐体内提供模拟太阳光；整个测试系统的调节模块都分别连接到工控机和电控显示柜上，以便对罐体内气压、温度和太阳辐照进行相应的控制、实时显示和记录。

上述方案通过罐体、内置式加热网罩、制冷机、真空泵、空压机、太阳模拟器、电控显示柜和工控机的协同工作，可以对平流层飞行器相关部件的开发提供测试模拟环境，并对环境测试试验过程的测试数据进行实时监控和数据采集。

所述罐体为圆柱型金属结构，单侧开门，内圆柱面铺设制冷管路，并在上表面安有透明罩，其余部分涂制成黑色。根据不同的测试范围，对罐体整体结构的强度和密封性有一定的要求；

所述内置式加热网罩为电阻片串并联构成的框架式加热网，用以高温测试时对罐体内环境进行加热；

所述制冷机主要为罐体的传热工质提供制冷源；

所述空压机主要是将机械能转换成气体压力能，进而为罐体回压时进行充气；

所述太阳模拟器主要是通过罐体上表面的透明罩，向罐体内提供一定辐射强度的模拟太阳光，并且模拟的辐照强度可通过电控显示柜进行手动调节；

所述电控显示柜可实现在手动方式下对罐体内气压、温度和太阳辐照强度进行调节，同样也可以实现在低气压调节下的加温控制；

所述工控机可通过CAN通信或RS232通信提供远程控制信号，用于对试验系统的气压、温度、太阳辐照强度及低气压下的加温模块工作进行程序控制。

本发明一种组合式温度、气压、辐照三综合试验测试系统，其基本工作流程如下：

1.按照既定的连接图，在保证整个测试系统密封性的前提下，在罐体内将待测部件及其相应的测试附件连接固定好，并与电控显示柜和工控机构成回路；

2.关闭罐体，并利用电控显示柜在手动方式下将罐体内环境调节到既定的要求；

3.开启工控机，测试整个系统的通信模块和程序控制是否存在异常；

4.在整个测试系统工作正常的条件下，开启工控机上的数据采集与存储程序，实时保存测试过程中产生的数据；

5.在按照既定的要求完成待测部件的测试工作后，将工控机内保存的数据导出处理，核算待测部件在测试环境条件下的性能检测，为平流层飞艇的总体设计与技术改进提供参考。

此外，还可根据工控机上携带的三综合试验测试系统远程控制软件进行程序化试验流程的自主控制，包括对试验步骤、各步骤试验参数的调节、过程中的数据保存进行设置。