载人飞船密封舱热舒适性评价.pdf

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1、第２０卷第５期载人航天Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．５２０１４年９月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＳｅｐ．２０１４载人飞船密封舱热舒适性评价于新刚，满广龙，范宇峰（北京空间飞行器总体设计部，空间热控技术北京市重点实验室，北京１０００９４）摘要：结合在轨飞行数据，采用ＰＭＶ-ＰＰＤ模型对载人飞船密封舱热舒适性进行了评估，基于在轨飞行数据计算了载人飞船ＰＭＶ值，分析了密封舱空气温度、湿度以及舱内壁温度对热舒适性的影响。同时针对目前载人飞船实际情况，提出了通过提高舱壁辐射温度改善密封舱热舒适性的方法，可为后续的载人航天器特别是载人飞船密封舱在热控

2、设计中提高热舒适性提供参考。关键词：热舒适性；密封舱；载人飞船；温度＋中图分类号：Ｖ４２３．４１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１４）０５-０４６１-０４ThermalComfortAssessmentinMannedSpaceshipCabinＹＵＸｉｎｇａｎｇ，ＭＡＮＧｕａｎｇｌｏｎｇ，ＦＡＮＹｕｆｅｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｆＳｐａｃｅＴｈｅｒｍａｌＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，

3、Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｂａｓｅｄｏｎｆｌｉｇｈｔｄａｔａ，ｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｆｏｒｔｏｆｔｈｅａｉｒｔｉｇｈｔｃａｂｉｎｉｎｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｓｈｉｐｗａｓａｓ-ｓｅｓｓｅｄｕｓｉｎｇＰＭＶ－ＰＰＤｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｂｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｕｍｉｄｉｔｙａｎｄｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｆｏｒｔｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｆｏｒｔｉｎｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｓｈｉｐｃａｂｉｎ，ａｍｅｔｈｏｄｏｆｒａｉｓｉｎｇｃａ

4、ｂｉｎｗａｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｄｅ-ｓｉｇｎｏｆｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｓｈｉｐ．Keywords：ｔｈｅｒｍａｌｃｏｍｆｏｒｔ；ａｉｒｔｉｇｈｔｃａｂｉｎ；ｍａｎｎｅｄｓｐａｃｅｓｈｉｐ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ不全面，甚至并不准确，这一参数主要反映了航天１引言员通过周围空气对流方式散失的热量的大小（由载人航天器热控与卫星热控的一个主要区别于空气导热系数很小，其导热可以忽略），极端情在于除了要保证舱体结构、仪器设备的工作温度况下如果航天员

5、周围空气没有流动，则周围空气外，还需要为航天员提供一个良好的在轨工作、生的冷热，即空气温度对航天员的冷热感觉影响很活环境。载人生活环境控制的一个重要方面就是小。因此要全面评价航天员的冷热感觉必须用包密封舱的温度和湿度控制，为了实现这一目的，目括周围环境的辐射温度、风速等综合指标来描述。前的载人航天器包括联盟号飞船、国际空间站、以最常用来评价封闭空间热舒适度的指标是由［３］及我国的神舟飞船均采用在密封舱内设置冷凝干丹麦的Ｆａｎｇｅｒ教授提出的，Ｆａｎｇｅｒ给出了一个燥组件的方式调节密封舱的空气温度、湿度，即舱综合舒适指标ＰＭＶ（Ｐｒｅ

6、ｄｉｃｔｅｄＭｅａｎＶｏｔｅ）来评价内气体通过温度较低的冷凝干燥组件后温度降环境的热舒适性。ＰＭＶ与６个因素有关，包括：低、含湿量减小，从而实现对密封舱温湿度控空气的温度、空气的相对湿度、气流速度、周围物［１，２］制。随着航天员在轨生活时间的不断延长，体表面的平均温度、人体的新陈代谢率以及服装所开展的在轨工作的不断增加，航天员对密封舱的热阻。内热舒适度要求更高。目前评价航天员在轨冷热国内对热舒适性的研究起步较晚。上世纪［４］感觉主要用空气温度来衡量，事实上这一指标并８０年代，魏润柏等人率先展开了人体热舒适性收稿日期：２０１４-０２-

7、２５；修回日期：２０１４-０８-０５作者简介：于新刚（１９８１-），男，博士，高级工程师，研究方向为载人航天器热控。Ｅ-ｍａｉｌ：ｙｕｘｉｎｇａｎｇ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ４６２载人航天第２０卷［３］理论的研究，探讨人体、环境和服装的关系。文学的计算方式如下：［５］４军等人将人、建筑热环境和暖通空调系统构建ＰＰＤ＝１００－９５ｅｘｐ［－（０畅３３５３ＰＭＶ２成一个完整的热感觉模糊预测模型。一些学＋０畅２１７９ＰＭＶ）］［６-８］者针对我国的地区差异，对不同地区的居室当ＰＭＶ＝０时，ＰＰＤ为５％，即在室内热舒适环境、人体热感觉分别进行了研

8、究。吴金洪等环境处于最佳热舒适度状态时，仍有５％的人感［９］人将ＰＭＶ-ＰＰＤ指标用在了空调列车车厢的热到不满意。因此ＩＳ０７７３０对ＰＭＶ-ＰＰＤ指标的推舒适性评价上，通过分析热舒适性影响因素，认为荐值在－０．５～０．５之间，相当于