路径: 主页 > GB/T > 第747页 > GB/T 47377-2026 | 标准编号 | GB/T 47377-2026 (GB/T47377-2026) | | 中文名称 | 载人航天器组合体空气环境综合试验方法 | | 英文名称 | Comprehensive tests method of air environment of manned spacecraft complex | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | V71 | | 国际标准分类 | 49.020 | | 字数估计 | 18,137 | | 发布日期 | 2026-04-30 | | 实施日期 | 2026-11-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 47377-2026: 载人航天器组合体空气环境综合试验方法
GB/T 47377-2026 英文版: Comprehensive tests method of air environment of manned spacecraft complex
ICS 49.020
CCSV71
中华人民共和国国家标准
载人航天器组合体空气环境综合试验方法
2026-04-30发布
2026-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了载人航天器组合体空气环境综合试验的试验目的、试验方式选择、试验系统、试验工
况、试验步骤、试验数据处理与评价和试验报告。
本文件适用于多个载人航天器的密封舱连通形成的组合体空气环境综合验证试验。其他多模块人
员驻留支持设备空气环境综合验证试验参照使用。
4 试验目的
载人航天器组合体空气环境综合试验应在型号初样研制阶段和通风流场试验后开展,试验目的
如下:
a) 验证参试舱体温湿度控制系统和空气组分控制系统工作性能;
b) 获取空气温度在密封舱内分布数据,验证是否满足空气温度均匀性要求;
c) 获取露点温度在密封舱内分布数据,识别密封舱内有结露风险的区域;
d) 获取空气组分在舱内和舱间浓度场分布,验证舱内通风和舱间通风系统对各类空气组分的输
运能力。
5 试验方式选择
载人航天器组合体空气环境综合试验方式选择要求如下:
a) 如果试验条件允许,应首选结合热真空试验开展载人航天器组合体空气环境综合验证;
b) 如果试验模型状态、空间环境模拟室等条件不允许以热真空试验方式开展试验,或热真空试验
无法覆盖试验工况,则应在热真空试验后以常压试验方式开展试验。
6 试验系统
6.1 热真空试验方式
6.1.1 试验系统组成
热真空试验系统组成示意图如图1所示。
注1:T为温度传感器,H为湿度传感器,A为空气组分传感器。
注2:冷凝干燥器、空气组分处置装置、配套空气环境传感器作为舱上产品,属于试验模型。供水及回收设备、空气
组分产出源作为乘员代谢模拟装置配套装置。
图1 载人航天器组合体空气环境综合试验系统组成示意图(热真空试验方式)
6.1.2 试验模型
6.1.2.1 状态要求
试验模型状态应满足GB/T 34515-2017中5.1的要求。
6.1.2.2 摆放要求
试验模型摆放要求如下。
a) 如果试验目的中只包含空气温度控制和分布均匀性验证,对试验模型摆放方式无特殊要求。
b) 如果试验目的包含非水蒸气类的空气组分控制和分布均匀性验证,试验模型宜以水平姿态参
试。如果受试验模型或空间环境模拟室约束,只能以立式姿态参试,则应在试验前开展流场仿
真分析,评估自然对流对浓度场分布的影响。
c) 如果试验目的中包含水蒸气的组分控制和分布均匀性验证,试验模型应以水平姿态参试。
6.1.2.3 安装要求
试验模型安装除满足GB/T 34515-2017中5.3的要求外,还应满足如下要求:
a) 形成载人航天器组合体的各个参试模型间连接方式应满足刚度要求,且能在真空环境下维持
气体密封;
b) 如果使用缩比舱,缩比舱与参试模型间连接方式应满足刚度要求,且能在真空环境下维持气体
密封。
6.1.3 试验设备
6.1.3.1 空间环境模拟室
空间环境模拟室要求如下。
a) 空间环境模拟室应满足GB/T 34515-2017中第9章的要求。
b) 空间环境模拟室与试验模型特征尺寸比例应满足GB/T 34515-2017中5.2的要求。
c) 如果空间环境设备内有连接试验模型和地面物质源的管路,还应满足如下要求:
1) 确保管路密封,防止影响空间环境模拟室内真空度;
2) 对管路实施保温措施,防止结冰。
6.1.3.2 乘员代谢模拟装置
乘员代谢模拟装置要求如下:
a) 尺寸包络应与人体相当;
b) 数量不应少于常驻乘组人数;
c) 应布置在人员主要活动区和睡眠区内,如果使用了缩比舱,缩比舱内也应按需布置;
d) 应能模拟乘员代谢产热和产物,产热量和代谢产出速率应能调节且覆盖乘组各种代谢水平;
e) 乘员代谢模拟装置配套的供水及回收设备、空气组分产出源应优先布置在空间环境模拟室外
侧,通过穿舱、穿避管路与舱内的乘员代谢模拟装置连接。
6.1.4 缩比舱
缩比舱要求如下:
a) 应分析载人航天器组合体构型包络尺寸、空间环境模拟室有效容积包络尺寸,确定缩比舱特征
尺寸上限;
b) 应通过流体力学仿真分析,确定缩比舱特征尺寸下限;
c) 缩比舱应在6.1.4a)确定的特征尺寸上限和6.1.4b)确定的特征尺寸下限中选用;
d) 缩比舱应确保在试验压力条件下保持气密;
e) 缩比舱应实施与试验模型密封舱一致的隔热措施;
f) 如果试验过程中应采集密封舱内气体进行有害气体检测,缩比舱内所含材料不应干扰有害气
体检测。
6.2 常压试验方式
6.2.1 试验系统组成
常压试验系统组成示意图如图2所示。
注1:T为温度传感器,H为湿度传感器,A为空气组分传感器。
注2:冷凝干燥器、空气组分处置装置、配套空气环境传感器作为舱上产品,属于试验模型。供水及回收设备、空气
组分产出源作为乘员代谢模拟装置配套装置。
图2 载人航天器组合体空气环境综合试验系统组成示意图(常压试验方式)
6.2.2 试验模型
6.2.2.1 状态要求
试验模型状态要求如下:
a) 密封舱体热控措施应与真实状态一致,对舱外产品无要求;
b) 密封舱内设备外形尺寸、表面状态、安装方式、热容量、发热量应与真实产品一致;
c) 密封舱内布局设计和结构材料应与真实状态一致;
d) 密封舱内各种主动、被动控温措施应与真实状态一致;
e) 人区通风、设备区通风、舱间通风系统应与真实状态一致;
f) 密封舱内空气温度控制设备应与真实状态一致;
g) 密封舱内除湿设备(冷干燥器)应与真实状态一致,且考虑重力环境对除湿过程的影响。
6.2.2.2 摆放要求
同6.1.2.2。
6.2.2.3 安装要求
试验模型安装除满足GB/T 38201-2019中6.2的要求外,还应满足如下要求:
a) 形成载人航天器组合体的各个参试模型间连接方式应满足刚度要求,且能在试验压力条件下
维持气体密封;
b) 如果使用缩比舱,缩比舱与参试模型间连接方式应满足刚度要求,且能在试验压力条件下维持
气体密封。
6.2.3 试验设备
6.2.3.1 空间环境模拟室
空间环境模拟室要求如下:
a) 空间环境模拟室应满足GB/T 38201-2019中6.5~6.7的要求;
b) 空间环境模拟室尺寸应能满足试验模型和试验工装的安装要求;
c) 空间环境模拟室应具备分区调温功能,满足试验模型不同分区模拟不同漏热量的需求;
d) 如果空间环境设备内有连接试验模型和试验设备的管路,应满足c)的要求。
6.2.3.2 乘员代谢模拟装置
乘员代谢模拟装置要求同6.1.3.2。
6.2.3.3 地面冷源设备
地面冷源设备满足如下要求:
a) 地面冷源机组最大制冷量应能覆盖试验模型最大排热量需求;
b) 地面冷源机组出口温度调节范围应满足试验模型控温需求,控温精度不超过0.5℃;
c) 地面冷源制冷机组采用的制冷剂应无毒,不应对人体产生危害;
d) 地面冷源设备应与试验模型外回路连接,且不应改变外回路流量。
6.2.4 缩比舱
缩比舱应满足6.1.4的要求。
7 试验工况
7.1 试验工况设置
载人航天器组合体空气环境综合试验工况设置要求如下:
a) 应至少包括高热负荷有人代谢工况、高热负荷无人代谢工况、低热负荷有人代谢工况、低热负
荷无人代谢工况;
b) 各类有人代谢工况应覆盖乘员各种驻留模式和各级代谢水平;
c) 如果采用常压试验方式,应至少设置一个高热负荷无人代谢工况和一个低热负荷无人代谢工
况,与热真空试验高温工况和低温工况形成对标工况,用于修正常压试验密封舱热边界条件;
d) 应包括可能发生并对试验模型空气温度和组分控制功能有影响的故障工况。
7.2 试验工况实施顺序
试验工况实施顺序要求如下:
a) 应优先开展无人代谢工况,待系统运行稳定后,再启动O2、CO2 产生和处理装置,待系统运行
稳定后,再启动水蒸气产生和处理装置;
b) 如果采用热真空试验方式,高热负荷工况应与热真空试验高温工况结合开展,低热负荷工况应
与热真空试验低温工况结合开展;
c) 如果以常压试验方式开展试验,应先开展与热真空试验的对标工况,修正密封舱热边界条
件,然后再正式开始试验;
d) 应优先开展正常工况,然后再开展故障工况。
7.3 试验工况稳定判据
试验工况稳定判据如下。
a) 如果采用常压试验方式,应首先确保密封舱漏热模拟量达到稳定,判据应满足GB/T 38201-
2019中7.1.4的要求。
b) 空气温度稳定判据如下:
1) 在连续4h内,波动值不大于±0.5℃;
2) 在连续4h内,单调变化值不大于0.1℃/h。
c) 空气相对湿度稳定判据如下:
1) 在连续4h内,乘员代谢模拟装置释放的水蒸气重量与舱内收集的冷凝水重量偏差不超
过±2%;
2) 在连续4h内,相对湿度波动值不超过±2%。
d) 空气组分稳定判据如下:
1) 在连续4h内,O2 分压波动值不超过±0.5kPa;
2) 在连续4h内,CO2 分压波动值不超过±0.05kPa。
8 试验步骤
8.1 试验模拟
8.1.1 密封舱热边界模拟
8.1.1.1 热真空试验
密封舱热边界模拟方法应满足GB/T 34515-2017中6.1的要求。
8.1.1.2 常压试验
密封舱热边界模拟要求如下。
a) 常压环境下环境温度确定方法如下。
1) 确定密封舱体总漏热量:选取热真空热试验同类试验工况作为对标工况,统计密封舱内各
类热负荷(包括设备工作产热、供配电系统工作废热、乘员代谢产热)之和,统计内回路收
集的热量,按公式(1)计算各工况下密封舱总漏热量。
8.1.2 舱间通风流场模拟
载人航天器组合体舱间流场模拟要求如下。
a) 试验模型舱内通风系统应符合载人航天器组合体研制状态要求。
b) 如果试验条件允许,首选真实状态试验模型形成载人航天器组合体参加试验。
c) 如果受模型状态、空间环境模拟室空间等条件约束,不具备以真实状态试验模型形成组合体参
试的条件,可选择单个真实状态的试验模型搭配缩比舱的方式来模拟舱间流场,缩比舱要求
如下:
1) 应分析载人航天器组合体构型包络尺寸、空间环境模拟室有效容积包络尺寸,确定缩比舱
特征尺寸上限;
2) 应通过流体力学仿真分析,确定缩比舱特征尺寸下限;
3) 缩比舱应在1)确定的特征尺寸上限和2)确定的特征尺寸下限中选用;
4) 缩比舱应确保在试验压力条件下保持气密;
5) 缩比舱应实施与试验模型密封舱一致的隔热措施;
6) 如果试验过程中应采集密封舱内气体进行有害气体检测,缩比舱内所含材料不应干扰有
害气体检测。
d) 如果不具备以单个真实状态的试验模型搭配缩比舱形式参试的条件,可根据实际情况选用参
试试验模型部分功能区模拟舱间通风,要求如下:
1) 所选功能区不应是主要人员活动区区域;
2) 所选功能区不应影响试验其他验证项目的实施;
3) 应通过流体力学仿真分析,对比功能区模拟流场与真实流场的差异。
8.1.3 空气组分模拟
空气组分模拟要求如下:
a) 如果试验条件允许,首选真实模拟密封舱内O2、CO2 和水蒸气的产生、输运和处理;
b) 如果受试验条件约束需缩减试验系统规模,可模拟水蒸气和CO2 或仅模拟水蒸气的产生、输
运和处理,作为其他空气组分的标的物;
c) 应配备称重装置,在试验过程中对密封舱内收集的冷凝水实时称重。
8.2 试验准备
在试验准备阶段应进行如下准备工作:
a) 确定试验方式、试验工况;
b) 试验模型状态设置到位,并确定各密封舱间连接方式;
c) 缩比舱根据需求准备到位,并确定与试验模型连接方式;
d) 试验设备准备到位;
e) 各类工装准备到位。
8.3 状态设置与检查
8.3.1 进空间环境模拟室前
试验模型和缩比舱进入空间环境模拟室前状态设置与检查内容如下:
a) 试验模型密封舱内各类传感器、乘员代谢模拟装置及其他试验设备安装到位,并完成线缆、管
路布置;
b) 进行试验模型和试验设备等全系统联调或试运行。
8.3.2 进空间环境模拟室后
试验模型和缩比舱进入空间环境模拟室后状态设置与检查内容如下:
a) 连接好各类管路、电缆;
b) 连接好试验模型各个密封舱,或试验模型和缩比舱;
c) 进行各类管路、密封舱连接处气密性检查;
d) 进行试验模型、试验设备、空间环境模拟室等全系统联调或试运行。
8.4 试验启动
试验启动要求如下。
a) 以热真空试验方式开展试验时,试验启动应按GB/T 34515-2017中10.4的规定执行。
b) 以常压试验方式开展试验时,试验启动应包括:
1) 对空间环境模拟室进行气体置换,降低露点温度;
2) 在空间环境模拟室内露点降低至地面冷源最低温度后启动地面冷源,避免引发外回路管
路、设备结露;
3) 按需启动管路加热措施;
4) 按照第一个与热真空试验对标的无人代谢工况启动试验模型各类产品和试验设备;
5) 启动空间环境模拟室温度调节系统,设置第一个与热真空试验对标的无人代谢工况对应
的环境温度,与热真空试验密封舱漏热数据比对,修正环境温度。
8.5 试验运行
试验运行要求如下。
a) 开始无人代谢工况,待工况满足稳定判据后,进行数据测量,具体包括:
1) 获取试验模型密封舱结构、设备温度数据;
2) 修正空间环境模拟室温度调节系统环境温度;
3) 获取试验模型配套的空气温度传感器数据;
4) 获取组合体空气温度测点数据;
5) 如果使用了缩比舱,应获取缩比舱热控泡沫温度、空气温度。
b) 无人代谢工况结束后,在a)基础上,开始不包含水蒸气的有人代谢工况,进行数据测量,具体
包括:
1) 获取试验模型配套的空气组分传感器数据;
2) 获取组合体空气组分测点数据。
c) 在b)基础上,开始包含水蒸气的有人代谢工况,进行数据测量,具体包括:
1) 获取试验模型配套的空气湿度传感器数据;
2) 获取组合体空气湿度测点数据。
d) 正常工况结束后,开展故障工况。
e) 试验过程中如果测量结果不符合预期,应进行原因分析,并调整控制参数使测量结果符合
预期。
8.6 试验撤收
试验撤收要求如下:
a) 当完成所有规定试验项目并确认有效后,进入试验停机程序;
b) 空间环境模拟室内压力和空气成分恢复到试验室环境条件,且试验模型温度水平高于试验室
露点温度后,开启空间环境模拟室大门;
c) 对试验模型性能和功能检测确认;
d) 断开电缆和管路,对试验模型外观检查;
e) 试验模型和缩比舱移出(或吊出)空间环境模拟室;
f) 撤收试验设备。
8.7 试验故障与处理
8.7.1 试验设备故障,按下列规定进行处置:
a) 如果空间环境模拟室系统、地面冷源发生故障,试验暂停,应启动备用设备,保证试验继续进
行,待试验结束后,开展故障设备检修;
b) 单个乘员代谢模拟装置故障无需暂停试验,可通过调整其他未故障装置参数继续试验。
8.7.2 因试验模型故障导致的试验暂停,应首先进行故障分析定位,确认故障影响试验目的实现和试
验有效性的程度。随后按下列规定进行处置:
a) 如果试验模型故障设备有备份,则应启动备份继续试验;
b) 如果试验模型故障设备没有备份且无法恢复,且故障产品不影响整舱密封,应停止该试验工
况,转入后续工况;
c) 如果产品故障设备没有备份且无法恢复,且故障产品影响整舱密封,应中止试验并打开空间环
境模拟室检修。
9 试验数据处理与评价
9.1 数据测量
9.1.1 温湿度数据测量
温湿度数据测量要求如下。
a) 应测量试验模型密封舱结构、设备温度,包括如下内容:
1) 主动控温回路各个换热终端进出口温度;
2) 密封舱热控泡沫温度;
3) 人活动区和设备区界面温度;
4) 低温内回路包覆层表面等低温区域温度;
5) 其他高功率或对温度敏感设备温度。
b) 应确保试验模型配套的温湿度传感器正常工作。
c) 应补充空气温度和相对湿度测点,测点应覆盖试验模型通道、工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、
健身区等人员活动区域,以及送风口、乘员代谢模拟装置附近,每个区域的测点数量不应少于
两个,且测点间隔不能超过1m,相对湿度测点和空气温度测点应布置在同一位置。
d) 应提前识别密封舱内结露高风险区域,设置摄像机进行监视。
e) 如果使用了缩比舱,应测量缩比舱热控泡沫温度、空气温度和相对湿度。
f) 温度传感器测量误差应在±0.5℃范围内,相对湿度传感器测量误差应在±2%范围内。
9.1.2 空气组分数据测量
空气组分数据测量要求如下:
a) 应确保试验模型配套的空气组分传感器正常工作;
b) 应补充空气组分测点,测点应覆盖试验模型通道、工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、健身区等人
员活动区域,以及乘员代谢模拟装置附近,每个区域的测点数量不应少于两个,且测点间隔不
应超过1m;
c) 如果使用了缩比舱,应测量缩比舱内空气组分;
d) O2 分压传感器测量误差应在±0.5kPa范围内,CO2 分压传感器测量误差应在±0.05kPa范
围内。
9.2 数据分析
9.2.1 空气温湿度数据
空气温湿度数据分析要求如下。
a) 以试验模型配套温湿度传感器数据为依据,分析空气温湿度控制系统控制能力和运行参数。
b) 整理试验模型人员活动区域各个位置空气温度、相对湿度、露点温度和水蒸气分压趋势曲线和
分布云图;整理试验模......
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