第1章 空间真空环境与真空环境效应 1
1.1空间真空环境 1
1.2真空环境效应 3
1.2.1压力差效应 3
1.2.2真空放电效应 3
1.2.3真空出气效应 4
1.2.4真空环境下的分子污染效应 4
1.2.5材料蒸发升华和分解效应 4
1.2.6黏着和冷焊效应 5
1.2.7真空环境下的热辐射效应 5
1.2.8真空环境下的紫外辐照效应 5
1.2.9真空环境下的原子氧环境效应 5
1.2.10真空环境下的碎片环境效应 6
1.2.11真空环境大气密度的阻力效应 6
1.2.12真空环境下的微重力效应 6
1.2.13生物的真空效应 6
1.2.14真空环境下泄漏的影响 7
1.2.15真空环境下的高能粒子辐照效应 7
1.2.16真空环境下的等离子体辐照效应 8
1.3真空环境模拟技术 8
1.3.1真空环境模拟 8
1.3.2真空容器 8
1.3.3真空获得技术 9
1.4真空检测技术 10
1.4.1真空度测量技术 10
1.4.2空间环境气体质谱分析技术 12
1.4.3空间真空检漏技术 13
1.5空间真空环境润滑技术 14
1.5.1空间真空环境下的液体润滑技术 14
1.5.2空间真空环境下的固体润滑技术 14
1.6空间真空环境污染检测技术 15
1.7空间真空环境与真空技术研究的展望 16
1.7.1极高真空分子屏研究 16
1.7.2空间真空检测技术的研究 16
1.7.3研究具有抽除较大惰性气体成分的大型低温泵技术 16
1.7.4姿态发动机羽流试验中的真空测试技术的研究 16
第2章 大型真空容器设计 17
2.1概述 17
2.2真空容器的结构与设计要求 18
2.2.1真空容器的结构形式 18
2.2.2真空容器设计基本原则 19
2.2.3真空容器设计要求 20
2.3真空容器壳体 22
2.3.1真空容器稳定性计算 22
2.3.2利用图算法确定真空容器的壁厚 26
2.3.3加强圈的设计 29
2.4开孔补强 30
2.4.1开孔应力集中计算 30
2.4.2开孔补强的结构形式及计算 32
2.4.3多开孔补强 36
2.4.4大开孔补强 36
2.5真空容器的大门与封头设计 38
2.5.1概述 38
2.5.2封头的设计 39
2.5.3框架式门结构设计 40
2.5.4双转臂支撑回转大门结构设计 42
2.5.5平移式门结构设计 44
2.6真空容器的法兰设计 47
2.6.1法兰的结构形式 47
2.6.2整体法兰应力分析 47
2.6.3整体法兰强度校核计算 51
2.6.4大型法兰结构尺寸设计 55
2.6.5法兰密封预紧力及气动夹具设计计算 56
2.7支座设计 58
2.7.1鞍座设计计算 58
2.7.2立式支座设计计算 64
2.8大型真空容器设计中有限元计算的应用 67
2.8.1概述 67
2.8.2利用有限元方法对KM6真空容器进行强度分析 68
2.8.3利用有限元方法对KM6主、辅真空容器进行屈曲分析 70
2.8.4利用有限元方法优化KM6副容器隔板结构 72
2.9中国几台典型大型真空容器设计 76
2.9.1KM6真空容器设计 76
2.9.2KM1,KM2,KM3真空容器设计 90
2.9.3KM5,KM4真空容器设计 92
第3章 大型真空容器的制造工艺 94
3.1大型真空容器的制造流程 94
3.1.1概述 94
3.1.2真空容器制造质量管理制度 94
3.1.3大型真空容器制造的质量保证体系 95
3.1.4真空容器的制造安装流程 96
3.2真空容器筒体制造工艺 98
3.2.1真空容器预制阶段施工工艺 98
3.2.2真空容器的安装工艺 102
3.2.3真空容器焊接工艺 110
3.3法兰制造工艺 113
3.3.1法兰制造工艺过程 113
3.3.2法兰毛坯锻造与弯曲工艺 113
3.3.3大型法兰组装与焊接工艺 115
3.3.4法兰消除应力热处理及振动时效工艺 120
3.3.5大型法兰的粗加工和半精加工工艺流程 121
3.3.6大型法兰现场精加工 122
3.4大型真空容器开孔补强与对接焊接工艺 130
3.4.1概述 130
3.4.2容器相贯焊缝焊接变形研究 130
3.4.3容器相贯焊缝实际施焊工艺流程 134
3.4.4直径6.5m侧大门与主容器相贯焊接工艺 135
3.5门与封头制造工艺 138
3.5.1封头制造工艺 138
3.5.2封头大门的制造工艺 146
3.5.3方舱门的制造工艺 147
第4章 大型空间环境试验设备真空获得技术 152
4.1概述 152
4.2预抽真空系统的设计 152
4.2.1小型空间环境试验设备预抽真空系统的设计 152
4.2.2中型空间环境试验设备预抽真空系统的设计 155
4.2.3大型空间环境试验设备预抽真空系统的设计 157
4.2.4采用直排大气罗茨泵预抽真空系统的设计 157
4.3 高真空系统设计 161
4.3.1高真空抽气的气体负荷 161
4.3.2高真空系统的方案选择 162
4.3.3高真空系统设计中注意事项 163
4.4油扩散泵系统的真空获得技术 164
4.4.1油扩散泵系统的设计计算 164
4.4.2中国KM4设备油扩散泵系统的设计计算 168
4.4.3中国大型空间环境试验设备有油真空系统调试结果分析 172
4.5无油真空抽气泵 179
4.5.1涡轮分子泵 179
4.5.2无油机械真空泵 180
4.5.3钛泵 180
4.5.4内装式深冷泵 182
4.5.5外接式低温泵 196
4.6无油真空获得技术 204
4.6.1无油真空系统的设计计算 204
4.6.2中国空间环境试验设备无油真空系统的设计 205
第5章 真空检测技术 216
5.1真空污染检测技术 216
5.1.1航天器材料在真空下放气特性的检测技术 216
5.1.2航天器敏感部件在轨真空实时污染检测技术 220
5.1.3航天器真空下污染检测、防护与控制技术 221
5.2真空检漏技术 224
5.2.1真空检漏的漏率的设计 224
5.2.2真空检漏方法 225
5.2.3大型真空容器的真空检漏技术 228
5.2.4热沉的真空检漏技术 232
5.2.5总体检漏真空系统的设计 235
5.3大型真空容器的外形结构与应力测量技术 237
5.3.1大型真空容器外形结构尺寸测量技术 237
5.3.2KM6辅助真空容器进光孔离轴角和法兰垂直度的测量技术 241
5.3.3真空容器应变测量技术 244
5.4低温泵抽速测量技术 246
5.4.1大型深冷泵的抽速测量原理 247
5.4.2 KM4设备内装式深冷泵的抽速测量技术 247
5.4.3 KM3设备内装式深冷泵的抽速测量技术 253
5.4.4外接式低温泵的抽速测量技术 259
5.5分压力测量与气体分析 260
5.5.1概述 260
5.5.吧裰邸币缓欧纱贙M6空间环境试验设备试验时的残余气体质谱分析 263
5.5.3KM4设备做返回式卫星真空热试验时的残余气体质谱分析 266
5.5.4KM5设备做气象卫星真空热试验时的残余气体质谱分析 267
第6章 国外大型空间环境试验设备的真空技术 269
6.1概述 269
6.2美国大型空间环境试验设备的真空技术 271
6.2.1真空容器设计 271
6.2.2真空获得技术 279
6.3日本大型空间环境试验设备的真空技术 282
6.3.1真空容器 282
6.3.2真空获得技术 291
6.4欧洲大型空间环境试验设备的真空技术 297
6.4.1真空容器设计 297
6.4.2真空获得技术 303
6.5俄罗斯大型空间环境试验设备的真空技术 304
6.5.1直径17.5m空间环境试验设备的真空技术 304
6.5.2直径8m空间环境试验设备的真空技术 304
6.6印度大型空间环境试验设备的真空技术 305
6.6.1真空容器 305
6.6.2真空获得技术 305
参考文献 307