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第1章 绪论 1

1.1 环控生保系统的功能和组成 1

1.1.1 环控生保系统的功能 1

1.1.2 环控生保系统的组成 2

1.1.3 环控生保系统的分类 3

1.2 ECLSS技术的发展及展望 4

1.2.1 飞机环控生保系统 5

1.2.2 潜艇环控生保系统 5

1.2.3 阿波罗飞船的环控生保系统 7

1.2.4 载人航天生保系统发展展望 11

第2章 空间环境 14

2.1 近地空间大气环境 14

2.1.1 地球大气的结构 14

2.1.2 地球大气的物理特性 15

2.1.3 真空环境的影响 17

2.2 辐射环境 18

2.2.1 基本概念 19

2.2.2 空间电离辐射源 19

2.2.3 空间辐射与轨道的关系 23

2.2.4 空间辐射剂量 23

2.2.5 空间辐射防护 27

2.3 失重环境 30

2.3.1 失重的物理原理 30

2.3.2 失重生理效应 31

2.3.3 微重力环境对环控生保系统工作的影响 32

2.4 其他环境因素 33

2.4.1 磁场 33

2.4.2 流星与微流尘 33

2.4.3 原子氧 33

2.5 月球与火星环境 34

2.5.1 月球 34

2.5.2 火星 35

第3章 载人航天生命保障系统的设计基础3.1 人同环境的物质和能量交换 37

3.1.1 人的物质需求 37

3.1.2 人体生理代谢产物 40

3.1.3 人体与环境的物质和能量交换 41

3.2 适居的环境条件 41

3.2.1 大气条件 42

3.2.2 其他物理因素 46

3.3 微重力环境中的气液分离 46

3.3.1 表面张力与毛细现象 46

3.3.2 失重状态下的气液分离 49

3.4 载人航天环控生保系统设计方法 51

3.4.1 应用系统工程学的方法论进行环控生保系统设计 51

3.4.2 利用最优化设计技术进行环控生保系统设计 53

3.4.3 环控生保系统的计算机仿真技术 55

3.4.4 环控生保系统安全性和可靠性设计准则 56

3.4.5 环控生保系统试验技术 58

第4章 供气调压分系统 61

4.1 座舱压力制度 61

4.1.1 总压选择 61

4.1.2 稀释气体选择 62

4.1.3 氧分压允许值 62

4.1.4 舱压变化速率要求 63

4.2 气体的储存 63

4.2.1 氧气的储存 63

4.2.2 氮气的储存 69

4.3 供气调压系统工作原理 70

4.3.1 座舱供气调压系统的组成 70

4.3.2 “神舟”号飞船供气调压系统的工作原理 74

4.4 供气调压系统的设计计算 78

4.4.1 系统设计参数 78

4.4.2 储气量计算 78

4.4.3 供气自锁阀流通能力计算 80

4.5 供气调压分系统分析建模 80

4.5.1 系统描述与基本假设 81

4.5.2 建立舱压变化数学模型 81

4.5.3 自动供气特性分析 82

第5章 座舱大气再生与污染控制 84

5.1 二氧化碳净化技术 84

5.1.1 非再生式二氧化碳净化技术 85

5.1.2 再生式二氧化碳净化技术 89

5.1.3 二氧化碳还原技术 100

5.2 空间制氧技术 103

5.2.1 固态聚合物电解质水电解系统SPWE 104

5.2.2 静态供水电解系统SFWE 104

5.2.3 还原法制氧 106

5.3 微量污染控制 107

5.3.1 微量污染控制方法 107

5.3.2 典型的乘员舱内微量污染控制方案 108

第6章 温、湿度控制分系统 115

6.1 温、湿度控制分系统概述 115

6.1.1 设计要求 115

6.1.2 被动热控与主动热控技术 116

6.1.3 热控系统的内回路和外回路 116

6.1.4 热设计基本原则 117

6.2 航天器热载荷计算 118

6.2.1 航天器在轨道空间的热平衡 118

6.2.2 空间热流 119

6.2.3 航天器内热流 121

6.3 被动热控技术 122

6.3.1 热控涂层 122

6.3.2 多层隔热材料 124

6.3.3 热管 126

6.3.4 相变储热 129

6.4 主动热控技术 130

6.4.1 辐射式主动热控技术 130

6.4.2 传导式主动热控技术 131

6.4.3 对流式主动热控技术 133

6.5 热控系统冷源 137

6.5.1 空间辐射器 137

6.5.2 消耗性冷源 138

6.6 湿度控制技术 142

6.6.1 冷凝热交换器 142

6.6.2 气／液分离装置 143

6.7 典型温、湿度控制系统 145

6.7.1 天空实验室热控分系统 145

6.7.2 美国载人飞船的温、湿度控制分系统 147

第7章 水管理技术 149

7.1 水的物质平衡 149

7.2 水储存技术 150

7.2.1 饮用水储存 150

7.2.2 废水储存 152

7.3 供水技术 153

7.3.1 供水增压技术 153

7.3.2 饮水工具 155

7.4 水的微生物控制及灭菌技术 157

7.4.1 巴式法灭菌技术 157

7.4.2 “卤族元素”（氯、碘等）灭菌技术 157

7.4.3 银离子消毒技术 158

7.5 水回收再生技术 159

7.5.1 尿液回收再生 159

7.5.2 卫生废水的回收再生 162

7.6 水质监测技术 164

第8章 废物管理系统 167

8.1 尿的收集 167

8.1.1 接触式尿收集器 167

8.1.2 液／气流式尿收集器 168

8.1.3 气流式尿收集器 168

8.1.4 冷凝水和卫生用水的收集 169

8.2 固态废物的收集和处理 171

8.2.1 粪便的收集处理 171

8.2.2 呕吐物的收集处理 172

8.2.3 其他固态废物的收集处理 173

8.2.4 固态废物的处理 173

第9章 火情探测和灭火系统 174

9.1 微重力下燃烧的基本特点 174

9.2 火情探测 175

9.2.1 火情探测器 175

9.2.2 火情探测器的选用与布置 176

9.3 灭火系统 176

9.3.1 灭火剂 177

9.3.2 灭火方法 177

9.3.3 失火后的清扫 179

第10章 航天服 180

10.1 舱内航天服 180

10.1.1 舱内航天服的结构 181

10.1.2 舱内航天服的生保系统 184

10.2 出舱航天服 186

10.2.1 出舱航天服的结构 186

10.2.2 航天服材料 189

10.2.3 工效学要求 189

10.3 出舱航天服生保系统 192

10.3.1 概述 192

10.3.2 供气调压系统 193

10.3.3 通风与气体成分控制 196

10.3.4 航天服的温控系统 198

10.4 两种典型航天服的比较 201

10.4.1 两种航天服的结构 202

10.4.2 两种航天服的主要区别 203

10.4.3 生保系统 204

10.5 过渡舱系统 209

10.6 航天员舱外活动的辅助装备 210

10.6.1 固定及保险装置 210

10.6.2 载人机动装置 211

第11章 生物生命保障系统 214

11.1 概述 214

11.2 CELSS的基本构成和工作原理 215

11.2.1 以微生物为基础的CELSS 215

11.2.2 以藻类为基础的CELSS 216

11.2.3 以低等植物为基础的CELSS 217

11.2.4 以高等植物为主体的综合CELSS 217

11.3 CELSS研究的基本内容和方法 219

11.3.1 CELSS研究的基本内容 219

11.3.2 CELSS研究的基本方法 220

11.4 CELSS关键技术研究概况 220

11.4.1 空间植物品种选育研究 221

11.4.2 空间植物栽培有关技术简述 222