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舱外航天服除湿装置除湿及再生特性

哈尔滨工业大学学报 2024年第4期56卷 165-170页

作者：张震杨润泽卞强臧华兵梁志伟李广利尚文锦中国航天员科研训练中心北京100094 人因工程全国重点实验室(中国航天员科研训练中心) 北京100094

在舱外航天服环境控制与生命保障系统中,除湿装置能够对介质气体中湿气进行去除,可有效提高CO_(2)分压传感器的测量灵敏度。为适应舱外航天服的使用模式、出舱时间,同时延长除湿装置在舱外航天服中的使用次数,提出了使用舱外航天服氧瓶... 详细信息

在舱外航天服环境控制与生命保障系统中,除湿装置能够对介质气体中湿气进行去除,可有效提高CO_(2)分压传感器的测量灵敏度。为适应舱外航天服的使用模式、出舱时间,同时延长除湿装置在舱外航天服中的使用次数,提出了使用舱外航天服氧瓶剩余氧气进行硅胶吹扫再生的方法,为分析除湿装置的除湿特性、再生特性以及使用模式对其性能影响,首先对比了氯化钙、变色硅胶和细孔硅胶等干燥剂的物理特性和除湿性能;其次,采用纯氧吹扫的方式对变色硅胶进行了除湿再生试验研究;最后,对比分析了除湿装置使用模式对其除湿性能的影响特性。试验结果表明:CaCl_(2)颗粒的除湿效果优于变色硅胶,但吸湿后CaCl_(2)干燥剂会出现坍塌短路的现象;在相同试验条件下,变色硅胶的连续除湿时间为32 h,而细孔硅胶的连续除湿时间为23 h;除湿过程经过暂停后,除湿特性发生变化,间断模式的出口绝对湿度随着除湿时间的增加而有所增大,并且高于正常模式下的出口绝对湿度。变色硅胶的物理特性稳定且在满足除湿要求下的除湿时间较长,更适用于该系统中的除湿装置;且变色硅胶经过纯氧吹扫后可循环使用,具备多次除湿功能;间断模式会造成硅胶内部含水量的重新分配,降低除湿装置内硅胶的整体吸湿能力。本研究为舱外航天服环境控制与生命保障系统中除湿装置干燥剂的选择以及再生特性的优化提供了基础数据和理论指导。

关键词：舱外航天服除湿装置硅胶除湿再生

BDD电催化耦合电解析处理载人航天器中冷凝废水的研究

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载人航天 2024年第2期30卷 174-182页

作者：王传增周文兴余青霓魏巍卞强杨润泽中国航天员科研训练中心人因工程全国重点实验室北京100094

为解决在硼掺杂的金刚石电极(BDD)电催化处理冷凝废水中,由于冷凝废水电导率低而导致处理能耗较高的问题,提出了BDD电催化耦合电解析的新方法处理冷凝废水。在BDD反应器内填充吸附有无机盐的混合阴阳离子交换树脂,电催化处理冷凝废水时... 详细信息

为解决在硼掺杂的金刚石电极(BDD)电催化处理冷凝废水中,由于冷凝废水电导率低而导致处理能耗较高的问题,提出了BDD电催化耦合电解析的新方法处理冷凝废水。在BDD反应器内填充吸附有无机盐的混合阴阳离子交换树脂,电催化处理冷凝废水时吸附在树脂上的离子在电场作用下解析下来进入废水中,并进行交替的吸附、解析及定向运动,从而改善废水的导电性,电极两端电压显著降低,停止加电后,离子又能重新交换吸附在树脂上。以Na_(2)SO_(4),Na_(3)PO_(4)以及NaNO_(3)作为电解质时,对总有机碳(TOC)去除没有影响;而以NaCl作为电解质时,TOC去除率随着NaCl添加量的增加而降低。

关键词：冷凝废水 BDD 电催化耦合电解析离子交换

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固态胺吸附去除CO_(2)行为研究

载人航天 2024年第3期30卷 306-311页

作者：王传增刘昊周国栋杨润泽魏巍赵雪霏中国航天员科研训练中心人因工程全国重点实验室北京100094

为解决基于固态胺材料的再生式CO_(2)去除技术在便携式生保系统中的应用问题,开展了固态胺材料吸附去除CO_(2)的性能研究。进行了不同吸附温度、入口CO_(2)浓度、气体流量条件下固态胺吸附CO_(2)的穿透试验,获得了相应的穿透曲线;利用Wh... 详细信息

为解决基于固态胺材料的再生式CO_(2)去除技术在便携式生保系统中的应用问题,开展了固态胺材料吸附去除CO_(2)的性能研究。进行了不同吸附温度、入口CO_(2)浓度、气体流量条件下固态胺吸附CO_(2)的穿透试验,获得了相应的穿透曲线;利用Wheeler方程对穿透曲线进行了拟合,得到了相应的拟合方程、平衡吸附量等结果。结果表明:通过Wheeler方程能够准确描述固态胺吸附CO_(2)的行为;获得了CO_(2)穿透率分别为10%和50%时的穿透时间与气体流量间的线性关系方程,方程可应用于预测固态胺反应器性能、切换周期等,使评估反应器性能的试验大为简化。

关键词：固态胺吸附行为 Wheeler方程穿透曲线

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预压缩气垫包装系统静力及动力学特性研究

包装工程 2024年第1期45卷 290-298页

作者：李广利李玲张滔卞强王栋彬刘新丽中国航天员科研训练中心北京100094 人因工程全国重点实验室北京100094

目的以柱形气垫包装系统为研究对象,建立静力及动力学模型,对静态压缩、自由振动和基础激励受迫振动特性进行研究。方法建立气柱压缩力数学模型,并通过试验、仿真验证模型,通过建立预压缩柱形气垫包装系统力学模型,研究静力及动力学特... 详细信息

目的以柱形气垫包装系统为研究对象,建立静力及动力学模型,对静态压缩、自由振动和基础激励受迫振动特性进行研究。方法建立气柱压缩力数学模型,并通过试验、仿真验证模型,通过建立预压缩柱形气垫包装系统力学模型,研究静力及动力学特性。结果预压缩量和充气压力越大,包装系统固有频率越高。在包装对象宽度定值约束下,选取多个小直径气柱,固有频率更高,且薄膜应力更小。在基础激励下,包装系统固有频率处存在共振峰值,对高频域气垫表现出了较好的减振特性。结论所建立的静力压缩模型与试验、仿真结果较吻合,所建立的动力学模型合理,结果准确。

关键词：柱形气垫预压缩模型动力学模型动力学特性

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空间站机械臂人机系统设计与验证

宇航学报 2024年第1期45卷 35-42页

作者：朱超薛书骐胡成威王春慧吴志红李德伦谭丽芬北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094 中国航天员科研与训练中心人因工程全国重点实验室北京100094

在充分调研国际空间站机械臂人机系统设计的基础上,结合中国空间站机械臂人机协同作业需求,建立了空间站机械臂“管理-设计-验证”全周期人机设计体系,通过人机项目规划、人机功能分配等管理要素,针对性地开展了空间机械臂人机系统详细... 详细信息

在充分调研国际空间站机械臂人机系统设计的基础上,结合中国空间站机械臂人机协同作业需求,建立了空间站机械臂“管理-设计-验证”全周期人机设计体系,通过人机项目规划、人机功能分配等管理要素,针对性地开展了空间机械臂人机系统详细设计,最后,从仿真分析、地面验证、在轨验证三大方面对人机系统进行了全要素全流程的验证,结果表明空间站机械臂人机系统设计合理,可应用于后续航天员出舱活动,保障航天员出舱活动安全、高效。研究结果将为空间机械臂人机系统设计与验证提供体系借鉴和工程指导。

关键词：空间站机械臂人机系统协同作业地面验证出舱任务

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空间站CO_(2)去除系统节气技术研究

载人航天 2024年第1期30卷 1-8页

作者：张勇平卞强吴志强王洪亮杨润泽张震白攀峰中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室北京100094 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所郑州450006

针对空间站CO_(2)去除系统周期性真空解吸会损失大量气体的问题,对系统的节气技术进行研究。从分子筛材料的吸附及解吸特性出发,研究影响系统气体损失量的关键因素。结合系统运行流程和运行周期,综合考虑节气泵工作特性、寿命要求和系统... 详细信息

针对空间站CO_(2)去除系统周期性真空解吸会损失大量气体的问题,对系统的节气技术进行研究。从分子筛材料的吸附及解吸特性出发,研究影响系统气体损失量的关键因素。结合系统运行流程和运行周期,综合考虑节气泵工作特性、寿命要求和系统的CO_(2)去除性能,提出了满足指标要求的系统节气方案。采用对损失气体进行实测采样的方法对系统的气体损失量进行了试验验证。试验数据及空间站在轨运行数据表明:设计的节气方案可以控制系统的气体损失量小于45 g/d,提出方案满足设计指标要求。

关键词：空间站 CO_(2)去除系统气体损失节气方案

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基于热处理的选区激光烧结PA12力学性能调控研究

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光子学报 2024年

作者：韩壮李猛曾勇陈继民刘秀斌北京工业大学物理与光电工程学院中国航天员科研训练中心人因工程全国重点实验室

为解决选区激光烧结技术在聚酰胺12 (PA12)材料成形时机械性能较差的问题，自主研制了一种均热-速冷装置。旨在通过改善材料内部的组织缺陷，使其达到材料本征机械性能。经过热处理后的样品常温下性能得到了极大改善，其最大拉伸强度为... 详细信息

为解决选区激光烧结技术在聚酰胺12 (PA12)材料成形时机械性能较差的问题，自主研制了一种均热-速冷装置。旨在通过改善材料内部的组织缺陷，使其达到材料本征机械性能。经过热处理后的样品常温下性能得到了极大改善，其最大拉伸强度为（57.6±1.9） MPa，断裂伸长率介于293%至297%之间。此外，该材料在高、低温环境中依然保持了良好的拉伸性能，在-80℃时的拉伸强度最高达110.5 MPa，断裂伸长率为22%至25%;+80℃时的拉伸强度则为（53.1±3.3） MPa，断裂伸长率最高达578.6%。经过热处理的具有三周期极小曲面结构样品，在弹性阶段的承载能力均有所提升，增幅最高达19%。其中，热处理后的D型TPMS表现出色，其弹性阶段的最大承载力达7.3 kN，且具有出色的能量吸收性能。

关键词：增材制造 PA12 三周期极小曲面热处理力学性能

基于热处理的选区激光烧结PA12力学性能调控研究（特邀）

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光子学报 2024年

作者：韩壮李猛曾勇陈继民刘秀斌北京工业大学物理与光电工程学院中国航天员科研训练中心人因工程全国重点实验室

关键词：增材制造 PA12 三周期极小曲面热处理力学性能

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空间脑科学研究的回顾与展望

中国科学：生命科学 2024年第2期54卷 325-337页

作者：肖毅陈晓萍许潇丹李澄宇蒲慕明陈善广中国航天员科研训练中心人因工程全国重点实验室北京100094 临港实验室上海200031 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心上海200031 上海脑科学与类脑研究中心上海201602 中国载人航天工程办公室北京100081

人类大脑是自然界最复杂的系统之一.大脑结构与功能之谜是人类认识自身的终极疆域,对于推动科技创新发展与人类文明进步具有极其重要的意义.载人航天是现代科技革命的重要领域之一,美国、俄罗斯等航天大国已利用空间资源开展脑科学研究... 详细信息

人类大脑是自然界最复杂的系统之一.大脑结构与功能之谜是人类认识自身的终极疆域,对于推动科技创新发展与人类文明进步具有极其重要的意义.载人航天是现代科技革命的重要领域之一,美国、俄罗斯等航天大国已利用空间资源开展脑科学研究.我国空间站的建设,将提供空间脑科学研究的系统创新平台,极大地推进中国空间脑科学计划进程.本文综述了在空间环境或模拟空间环境下,脑发育及生物学机制、认知规律与机制、生物节律和睡眠对脑功能的影响、群脑协同等方面的空间脑科学研究进展,并简述和展望了我国空间脑科学研究的发展方向.

关键词：空间环境脑科学失重脑发育认知群脑协同