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航天飞机如何工作

经过:Craig Freudenrich博士

航天飞机上的生活

轨道器必须为您提供类似的环境地球。您必须有空气,食物,水和舒适的温度。轨道器还必须消除您的身体产生的废物(二氧化碳,尿液,粪便)并保护您免受火灾。让我们看一下轨道生命支持系统的这些各个方面。

在航天飞机上,您需要以下内容:

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  • 类似地球的气氛
  • 去除二氧化碳
  • 去除污染或痕量气体
  • 正常的潮湿环境

我们的大气是在14磅/英寸的压力下,气体(78%的氮,21%的氧,其他气体)的混合物混合物2(1个atm)我们呼吸和呼吸。航天飞机必须提供类似的氛围。为此,轨道携带液体氧液氮在两个位于中部的加压罐系统中(每个系统都有两个储罐,共有四个储罐)。机舱加压系统在正常的大气压下将气体结合在正确的混合物中。在轨道上,仅使用一个氧氮系统来加压轨道器。在发布和着陆期间,使用每种气体的两个系统。

五个粉丝循环流传着气氛。循环空气捡起二氧化碳,热和水分:

  • 化学二氧化碳罐通过与氢氧化锂反应去除二氧化碳。这些罐子位于机组人员的下层甲板上,每12小时更换一次。
  • 过滤器和木炭罐从泄漏,溢出物和排气中清除微量气味,灰尘和挥发性化学物质。
  • 一种机舱热交换器在下层甲板中冷却空气并凝结水分,该水分收集在。sl量的水用空气移动到风扇分离器,它使用离心力将水与空气分开。空气被循环,水流向废水罐。

除空气外,水是轨道上最重要的数量。水是由液体氧和氢在航天飞机中的燃料电池(燃料电池每小时可以产生25磅(11千克)的水)。水通过氢分离剂,以消除任何被困的氢气(过量的氢气被倾倒在板上)。然后将水存储在位于下层甲板的四个储水箱中。每个水箱可容纳165磅(75千克)。水箱被氮加压,以便水可以流到中甲板供机组人员使用。然后对饮用水进行过滤以去除微生物,并根据使用(食物制备,消费,个人卫生)来通过各种热交换器进行加热或冷藏。燃料电池产生的多余水被路由到废水罐,然后倒入船上。

外层空间是一个极度冷的环境,在轨道的不同部位,温度会大不相同。您可能会认为加热轨道器将是一个问题。但是,电子设备为船只产生了足够多的热量。问题是摆脱过多的热量。因此,温度控制系统必须执行两个主要功能:

  • 在轨道(中部和尾部)上分配需要的热量,以使重要系统不会在寒冷的空间中冻结。
  • 摆脱多余的热量。

为此,班车有两种处理温度控制的方法:

  • 被动的方法 - 通常简单,处理小型热负荷,需要很少的维护绝缘材料(毯子),表面涂料,油漆- 像房屋绝缘一样,通过各种组件的墙壁减少热量损失。电加热器- 使用电线等电线烤面包机加热各个区域。
  • 积极的方法 - 更复杂,使用液体处理大量热负荷,需要维护冷板- 通过与设备直接接触收集热量的金属板或传导热交换器- 使用流体从设备中收集热量。设备器材辐射加热到液体(水,氨),然后将热量传递给弗莱恩。两种流体均泵送并再循环以去除热量。泵,线条,阀门- 将收集的热量从一个区域运输到另一个区域。散热器- 位于货舱门的内部表面,将收集的热量辐射到外太空闪光蒸发器/氨锅炉- 这些设备位于船尾机身中,当货舱门关闭或货物凸出辐射器过载时,弗莱恩冷却液环的热量在板上转移热量。闪光蒸发器Freon冷却液环绕内核。蒸发器将水喷在加热的芯上。水蒸发去除热。水蒸气被排出。氨锅炉Freon冷却液环通过加压氨水。从频率释放的热量会导致氨沸腾。氨气被倾倒在船上。

机舱热交换器还控制机舱温度。它可以循环冷水以去除多余的热量(机舱空气也用于冷却电子设备),并将这种热量传递给弗莱恩交换器。然后,氟利昂将热量转移到其他轨道系统(例如低温气罐,液压系统),并将过量的热量辐射到外层空间。

轨道具有内部荧光泛光灯,可照亮机组人员。轨道具有外部泛光灯来照亮货舱。最后,将控制面板内部点亮,以便于观看。

食物存储在船员室的中间。食物有几种形式(脱水,水分低,热稳定,辐照,天然和新鲜)。轨道孔沿着入口舱口的墙壁有一个厨房风格的厨房模块,该模块配备了以下内容:

  • 食品存储室
  • 食物保暖器
  • 一个带温暖和冷水插座的食物准备区
  • 金属托盘,因此食物包和器皿不会漂浮

像任何房屋一样,轨道器必须保持清洁,尤其是在浮动污垢和碎屑时会出现危险时。废物是由清洁,饮食,工作和个人卫生制成的。对于一般的房屋清洁,使用各种湿巾(湿,干,织物,洗涤剂和消毒剂),洗涤剂和湿/干真空吸尘器用于清洁表面,过滤器和宇航员。将垃圾分成湿的垃圾袋和干垃圾袋,然后将湿垃圾放在蒸发器中,以清除水。所有垃圾袋都被存放在下层甲板上,以返回地球以处置。固体废物洗手间被压实,干燥并储存在袋子中,在袋子中返回地球以处置(燃烧)。厕所里的液体废料进入废水罐,在那里它被倒在船上。

火是太空中最危险的危害之一。轨道有一个火灾检测和抑制子系统其中包括以下内容:

  • 区域烟雾探测器在每个甲板上
  • 每个电气设备架上的烟雾探测器
  • 每个模块中的警报和警告灯
  • 无毒的便携式灭火器(基于二氧化碳)
  • 个人呼吸器 - 每个机组人员的面膜和氧气瓶

大火扑灭后,大气控制系统将过滤空气以去除颗粒物和有毒物质。

接下来,我们将研究帮助航天飞机导航,改变方向并从空间进行通信的技术。

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