太空飛行器模擬

太空飛行器結構日趨複雜，使得太空飛行器的結構具有很大的不確定性。因此通過各種試驗，反覆測試，模擬太空飛行器的各項功能、技術指標等，以保證太空飛行器正常運行和航天使命的順利完成。

基本介紹

• 中文名：太空飛行器模擬
• 外文名：Spacecraft simulation
• 內容：特殊環境模擬等
• 領域：航空航天
• 意義：航天使命的順利完成
• 目的：保證太空飛行器正常運行

簡介

太空飛行器結構日趨複雜，使得太空飛行器的結構具有很大的不確定性。因此通過各種試驗，反覆測試，模擬太空飛行器的各項功能、技術指標等，以保證太空飛行器正常運行和航天使命的順利完成。

意義

通過對太空飛行器進行特殊環境模擬、飛行任務模擬、內部環境模擬等，經過反覆的試驗、測試，為太空飛行器的正常運行提供了實踐保障，對航天使命的順利完成具有重大意義。

模擬內容

特殊環境模擬

模擬航天中所遇到的特殊環境的模擬設備較多。例如，模擬超重環境的人用離心機，也稱人工重力環境模擬器，其超重過載值可根據需要而變，以考驗被試者抗重力過載負荷能力；模擬失重環境的失重飛機和模擬失重感覺的大水池；模擬載人太空飛行器著陸衝擊時產生衝擊力的"衝擊塔"模擬高速氣流吹擊的風洞設備；模擬瞬間彈射力的彈射塔、火箭車（滑軌車）和飛機彈射裝置等，模擬壓力、溫濕度環境因素的模擬設備，如低壓艙、高壓艙、迅速減壓艙、真空艙和高低溫艙等模擬旋轉力、角加速度環境因素的轉椅、旋轉台，這類設備在考 驗人體平衡機能時最有用；模擬噪聲環境的噪聲室及其設備；模擬振動環境的振動台；還有模擬電離輻射、紫外線、雷射、紅外線和微波輻射的各種模擬設備等等。

載人太空飛行器在地球軌道飛行時，每繞地球飛行1周，光環境會發生2次變化。因為艙外活動時間達6～7h，該因素應當予以考慮。由於有陽光時航天員工作區域能見度好，航天員的活動會輕鬆；而在黑暗時，航天員在獨立生保系統和移動系統的控制、工具的使用、完成艙外活動目標任務方面會出現問題。此外，航天員應會正確地使用艙外活動用的獨立照明設備和航天服照明器。所以，必須使人適應常規的光環境，必須確立在這種環境下的最佳動作和工作方法。對艙外活動明暗環境的物理模擬，可在密封艙、水槽及各階段功能模擬器上進行。在這種情況下，要獲取航天飛行因素對艙外活動系統的綜合影響，並保障最逼真地再現太空工作的客觀環境。明暗環境的模擬歸根結底就是，按一定的規律對上述技術設施的照明設備進行控制。

太空飛行器模擬

飛行任務模擬

飛行模擬器是針對載人航天任務而設計的執行各種飛行任務的模擬器。其主要功能是在地面模擬（復現）太空中飛行條件和實際載人太空飛行器運動狀態，為航天員提供運動感覺、視覺、聽覺和操縱負荷等各種感覺，使航天員感到好像真的在太空駕駛太空飛行器一樣。飛行模擬的基本組成有計算機管理控制和仿真系統、模擬座艙、視景系統、儀表系統、操縱負荷和音響系統等分系統。每個具體飛行模擬器都是針對具體載人太空飛行器型號的。蘇聯和美國所發射的各種載人太空飛行器都有各自的飛行模擬器，其中美國阿波羅號登月飛船的飛行模擬器，可以模擬從起飛到登月和返州地面等全程式飛行。也有隻模擬載人航天某項飛行技術的模擬器，如模擬飛船的起飛，人軌和姿態如何控制等飛行技術的模擬器。還有模擬在太空作業的專項模擬裝置，如太空對接、太空維修和出艙模擬器等等。

內部環境模擬

模擬航天員在太空生活與工作的微小空間環境，都是以各種艙室的形式來完成的。這種微小生活空間艙室與航天員在太空生活的空間，除不能模擬失重環境外，其他都模擬逼真。例如，它是密封艙體，內在環境完全按載人太空飛行器設計要求加以控制。其氣壓、氣體成份、氧氮比例、溫度、濕度、供水、供電、供食（要吃航天食品）、廢物收集處理和個人衛生等各種需求，都要全部或幾項，單項模擬出來。這種微小生活空間模擬對於考察和訓練人對長期在太空生活的適應性是很重要的。艙內可配置載人太空飛行器的常規設備，包括：過渡艙段、氣閘系統、航天服、技術系統和監控設備，物理載荷仿真器等。在這些艙內可以研究航天服在各種制度下的使用效果、氣閘系統的工作能力及其控制方法、人對物理載荷和低壓的承受能力，評價航天員穿著航天服時的生理衛生指標，並進行航天員穿著航天服在太空真空環境下的工作技術（如太空焊接作業）和心理訓練。在氣壓艙內進行艙外活動作業訓練時，需要解決的一個重要問題是：創造航天服內總壓力、氣體成份、通風和熱感方面與常規環境相同的條件。該訓練方法的主要優點是：在模擬航天飛行條件下，具有再現航天員完成常規艙外活動的能力。其缺點是工作量大、工作費用高和模擬意外情況能力有限。