專利名稱：載人航天器空氣品質(zhì)評價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于載人航天器人員活動(dòng)區(qū)的流場試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種合理可行的空氣品質(zhì)評價(jià)方法，旨在對有人活動(dòng)的載人航天器內(nèi)部人員活動(dòng)區(qū)的空氣品質(zhì)做出合理正確評價(jià)，確保航天員能夠長期的在載人航天器內(nèi)部進(jìn)行各類活動(dòng)。
背景技術(shù)：
空氣品質(zhì)對于載人航天器人員活動(dòng)區(qū)是一項(xiàng)非常重要的評價(jià)內(nèi)容，其對研究載人航天器內(nèi)部空氣環(huán)境對航天員的影響具有重要的意義。在這一方面，國外在該領(lǐng)域有著較深入的研究，并形成了相對完善的評價(jià)系統(tǒng)，如國際空間站，其在包括流場分布評價(jià)和氣體空氣齡評價(jià)兩個(gè)方面進(jìn)行了較多研究，同時(shí)開展了相關(guān)試驗(yàn)。 國內(nèi)目前針對載人航天器，僅進(jìn)行流場分布評價(jià)，從通風(fēng)空氣速度分布角度考核能否滿足設(shè)計(jì)要求及人員舒適性要求。經(jīng)過多方面的查找及資料調(diào)研，發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)在該領(lǐng)域所做的研究以及技術(shù)手段還比較落后。載人航天器是一套龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，由于其所處環(huán)境的特殊性，以及有人活動(dòng)的特點(diǎn)，為航天員提供舒適安全的生活環(huán)境是非常重要的，而如何確保這一環(huán)境滿足航天員所需，則需要相應(yīng)的評價(jià)方法進(jìn)行評判。在載人航天器內(nèi)，影響航天員工作及生活的因素較多，但與航天員息息相關(guān)的便是其所處的空氣環(huán)境，空氣速度分布的好壞，新鮮空氣在人員活動(dòng)區(qū)域內(nèi)供給的快慢程度等，都將對航天員能否在載人航天器內(nèi)正常工作生活產(chǎn)生重要的影響?？梢?，從空氣環(huán)境角度講，在載人航天器內(nèi)影響航天員的因素有很多，需要進(jìn)行全面的評價(jià)，而國內(nèi)目前采取的評價(jià)手段比較單一，并不能完全滿足要求。因此，為了能夠更全面的評價(jià)載人航天器提供的空氣環(huán)境對航天員的影響程度，考核載人航天器提供的空氣環(huán)境能否滿足要求，設(shè)計(jì)和發(fā)明一種全面的用于載人航天器空氣品質(zhì)的評價(jià)方法有著積極而現(xiàn)實(shí)的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)載人航天器內(nèi)部空氣品質(zhì)評價(jià)的方法，旨在解決航天員所處工作環(huán)境的空氣評價(jià)問題，為提高航天員在軌生活的舒適性，確保其安全提供可靠的地面考核手段，并提出了具體的評價(jià)指標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案一種實(shí)現(xiàn)載人航天器內(nèi)部空氣品質(zhì)評價(jià)方法，主要包括以下步驟I)確定已知結(jié)構(gòu)的載人航天器的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)尺寸及通風(fēng)參數(shù)，內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)尺寸包括人員活動(dòng)區(qū)(長寬高)與睡眠區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸(長寬高)，通風(fēng)口的數(shù)量、尺寸與位置及風(fēng)速流量Q，分別計(jì)算人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)的空間體積V ；2)利用已知結(jié)構(gòu)的載人航天器進(jìn)行地面風(fēng)速測量試驗(yàn)和空氣齡測量試驗(yàn)，得到人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)的各測量點(diǎn)的空氣速度以及各測量點(diǎn)的空氣齡τ ；
3)判斷人員活動(dòng)區(qū)中各測量點(diǎn)的空氣速度是否滿足70%以上的測量點(diǎn)空氣速度在O. 0762m/s-0. 2032m/s的范圍內(nèi)，同時(shí)其余的測量點(diǎn)中最低速度大于O. 0336m/s，最高速度低于I. 023m/s,如果滿足，則認(rèn)為人員活動(dòng)區(qū)的空氣速度分布滿足要求；判斷睡眠區(qū)中各測量點(diǎn)的空氣速度是否滿足100%的測量點(diǎn)的空氣速度在O. 0762m/s-0. 2032m/s的范圍內(nèi)，如果滿足，則認(rèn)為睡眠區(qū)的空氣速度分布滿足要求；4)利用公式
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)載人航天器內(nèi)部空氣品質(zhì)評價(jià)方法，主要包括以下步驟 1)確定已知結(jié)構(gòu)的載人航天器的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)尺寸及通風(fēng)參數(shù)，內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)尺寸包括人員活動(dòng)區(qū)(長寬高)與睡眠區(qū)的結(jié)構(gòu)尺寸(長寬高)，通風(fēng)口的數(shù)量、尺寸與位置及風(fēng)速流量Q，分別計(jì)算人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)的空間體積V ； 2)利用已知結(jié)構(gòu)的載人航天器進(jìn)行地面風(fēng)速測量試驗(yàn)和空氣齡測量試驗(yàn)，得到人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)的各測量點(diǎn)的空氣速度以及各測量點(diǎn)的空氣齡T ； 3)判斷人員活動(dòng)區(qū)中各測量點(diǎn)的空氣速度是否滿足70%以上的測量點(diǎn)空氣速度在0.0762m/s-0. 2032m/s的范圍內(nèi)，同時(shí)其余的測量點(diǎn)中最低速度大于0. 0336m/s，最高速度低于I. 023m/s，如果滿足，則認(rèn)為人員活動(dòng)區(qū)的空氣速度分布滿足要求；判斷睡眠區(qū)中各測量點(diǎn)的空氣速度是否滿足100%的測量點(diǎn)的空氣速度在0. 0762m/s-0. 2032m/s的范圍內(nèi)，如果滿足，則認(rèn)為睡眠區(qū)的空氣速度分布滿足要求； 4)利用公式L=-分別計(jì)算出人員活動(dòng)區(qū)和睡眠區(qū)名義時(shí)間常數(shù)Tn，將人員活動(dòng)區(qū)各測量點(diǎn)的空氣齡T分別與其、比較，當(dāng)70%以上的測量點(diǎn)的空氣齡T <、時(shí)，則認(rèn)為人員活動(dòng)區(qū)的空氣齡分布滿足要求；將睡眠區(qū)各測量點(diǎn)的空氣齡T分別與其Tn比較，當(dāng)100%的測量點(diǎn)的空氣齡T < T 時(shí)，則認(rèn)為睡眠區(qū)的空氣齡分布滿足要求； 5)根據(jù)人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)中各測量點(diǎn)的空氣齡T分別加權(quán)平均得到體平均空氣齡—T—分別利用人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)的空間體積V和名義時(shí)間常數(shù)、根據(jù)P ,“ P計(jì)算得到相應(yīng)的換氣效率H，當(dāng)人員活動(dòng)區(qū)的換氣效率滿足n >45%，則認(rèn)為人員活動(dòng)區(qū)的換氣效率滿足要求；當(dāng)睡眠區(qū)內(nèi)換氣效率滿足n >50%時(shí)，則認(rèn)為換氣效率滿足要求； 6)如果步驟3)-5)中人員活動(dòng)區(qū)與睡眠區(qū)評價(jià)中的任何一項(xiàng)判斷不滿足要求時(shí)，則認(rèn)為載人航天器內(nèi)部空氣品質(zhì)的不合格。
2.如權(quán)利要求I所述的評價(jià)方法，其中，風(fēng)速測量試驗(yàn)選用TSI8475風(fēng)速測量傳感器進(jìn)行風(fēng)速測量，風(fēng)速傳感器固定在若干測量點(diǎn)位置上。
3.如權(quán)利要求I所述的評價(jià)方法，其中，空氣齡測量試驗(yàn)采用示蹤氣體下降法進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3所述的評價(jià)方法，其中，所述示蹤氣體選用C02、CO、CH4,SF6中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求4所述的評價(jià)方法，其中，所述示蹤氣體選用CO2時(shí)，選用TY-500氣體濃度傳感器進(jìn)行CO2氣體濃度測量。
6.如權(quán)利要求5所述的評價(jià)方法，其中，將所述氣體濃度傳感器固定在在測量截面的若干測量點(diǎn)位置上，并將每一支氣體濃度傳感器的測量范圍設(shè)定為0-2000ppm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種載人航天器內(nèi)部空氣品質(zhì)評價(jià)的方法，包括確定載人航天器內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)尺寸及通風(fēng)參數(shù)；確定評價(jià)指標(biāo)；開展地面試驗(yàn)；將試驗(yàn)結(jié)果與指標(biāo)進(jìn)行對比分析并得出評價(jià)結(jié)果。本發(fā)明提出的方法能夠?qū)d人航天器內(nèi)部人員活動(dòng)區(qū)和睡眠區(qū)的空氣品質(zhì)做出合理正確評價(jià)，確保航天員能夠長期的在載人航天器內(nèi)部進(jìn)行各類活動(dòng)。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102768266SQ20121027005
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月1日
發(fā)明者孫繼鵬, 曹志松, 李西園, 畢研強(qiáng), 王晶, 秦家勇, 紀(jì)欣言, 蘇新明, 裴一飛, 郄殿福, 陶濤 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所