路径: 主页 > GB/T > 第747页 > GB/T 47451-2026 | 标准编号 | GB/T 47451-2026 (GB/T47451-2026) | | 中文名称 | 载人航天器密封舱压力环境试验方法 | | 英文名称 | Pressure environment test methods of sealed cabin for manned spacecraft | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | V70 | | 国际标准分类 | 49.020 | | 字数估计 | 18,172 | | 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 47451-2026: 载人航天器密封舱压力环境试验方法
GB/T 47451-2026 英文版: Pressure environment test methods of sealed cabin for manned spacecraft
ICS 49.020
CCSV70
中华人民共和国国家标准
载人航天器密封舱压力环境试验方法
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密封舱压力环境试验的试验目的、试验项目选择、试验系统、试验工况、试
验步骤、试验数据处理、试验报告。
本文件适用于载人航天器密封舱系统级压力环境试验的设计和实施。载人航天器分系统级以及其
他航天器的密封舱压力环境试验参照使用。
4 试验目的
载人航天器密封舱压力环境试验包括泄复压试验、密封舱压力应急试验、密封舱应急泄压试验和密
封舱压力控制试验,其试验目的如下。
a) 泄复压试验:
1) 验证气闸舱泄复压系统功能性能;
2) 验证气闸舱泄复压流程正确性即验证全流程泄复压时间及流程中各环节的时间是否满足
设计要求;
3) 验证气闸舱泄复压故障预案设计的正确性。
b) 密封舱压力应急试验:
1) 获取密封舱在不同漏孔下舱压下降速率及压力下降趋势;
2) 验证压力应急压控模式设计的正确性;
3) 验证压力应急系统功能性能;
4) 验证压力应急系统对密封舱压的维持能力。
c) 密封舱应急泄压试验:
1) 验证密封舱应急泄压系统功能性能;
2) 验证密封舱总压泄压到特定压力所需时间是否满足设计要求。
d) 密封舱压力控制试验:
1) 验证密封舱舱压正常与异常情况下总压、氧分压控制模式的正确性;
2) 验证密封舱舱压控制系统功能性能。
5 试验项目选择
5.1 每项整器级密封舱压力环境试验均可独立进行,具体包括以下试验项目。
a) 泄复压试验项目:
1) 气闸舱正常泄复压试验,包括气闸舱正常泄压流程试验、气闸舱正常复压流程试验;
2) 气闸舱故障泄复压试验,包括典型故障模式下气闸舱泄压流程试验、典型故障模式下气闸
舱复压流程试验。
b) 密封舱压力应急试验项目:
1) 无应急供气情况下不同漏孔泄压试验;
2) 不同漏孔压力应急系统的舱压控制模式验证及舱压维持时间试验。
c) 密封舱应急泄压试验:密封舱不同初始总压下应急泄压试验,应至少包含总压控制范围上限。
d) 密封舱压力控制试验项目:
1) 密封舱总压控制功能验证试验,应覆盖总压正常控制范围下限和上限;
2) 密封舱氧分压控制功能验证试验,应覆盖氧分压正常控制范围下限和上限;
3) 密封舱总压超允许范围上限时自动泄压及舱压调控功能验证试验。
5.2 考虑试验周期和经济因素,如果需进行载人航天器密封舱压力环境试验中若干或全部试验,其试
验顺序设计原则如下:
a) 先进行正常试验工况,再进行故障试验工况;
b) 尽量降低试验项目切换时总压和氧分压初始状态设置的耗时程度;
c) 首先进行密封舱向环境模拟室排气速率、排气量较少的试验项目,避免背景压力超限。
5.3 综合考虑5.2的试验顺序设计原则,载人航天器密封舱压力环境试验顺序如图1所示。
图1 载人航天器密封舱压力环境试验顺序
6 试验系统
6.1 密封舱试验系统
6.1.1 泄复压系统
6.1.1.1 泄复压系统用于保障航天员出舱活动进出气闸舱过程中泄压、复压等功能。在地面试验过程
中,该系统用于验证气闸舱泄压流程、复压流程和气闸舱泄复压设备的工作性能,确认泄压速率和复压
速率的满足性。
6.1.1.2 地面试验过程中参试的泄复压系统应由载人航天器的下列真实功能单元参与:
a) 泄压功能单元:由泄压组件、配套的管路等组成,实现气闸舱气体泄压功能;
b) 复压功能单元:由复压组件、配套的管路等组成,实现气闸舱气体复压功能;
c) 测压组件等:由压力传感器等组成,实现对气闸舱舱压的监测;
d) 密封舱内配套的管路和产品,布局应与真实状态一致气闸舱结构、舱容应与真实状态一致;
e) 气闸舱结构、舱容应与真实状态一致;
f) 测量采集与控制系统,实现对泄复压系统设备的状态监测与控制。
6.1.2 压力应急系统
6.1.2.1 压力应急系统通过控制应急供气组件的大流量放气来实现维持密封舱总压在一定时间内满足
设计要求。该系统采用模拟漏孔装置模拟舱体出现小孔泄漏,按照压力应急控制模式,控制应急气瓶和
其他舱载气瓶在设计的总压压力下放气,实现舱体在出现小孔泄漏情况下,维持密封舱内压力在一定时
间内不低于要求值的功能。
注:模拟漏孔装置,通常采用法兰的形式安装在结构舱壁上,并确保与舱体的密封性,且能耐受真空环境。模拟漏
孔装置通过带有不同等效直径开孔的金属板,结合电磁阀设备的开关,实现密封舱不同漏率的模拟。
6.1.2.2 地面试验过程中参试的压力应急系统应由载人航天器的下列真实功能单元参与:
a) 应急气瓶和其他舱载气瓶:存储和提供高压气体;
b) 应急供气组件:通过其阀门组件的按需开启,可满足大流量放气要求;
c) 舱内压力传感器:实现对密封舱舱压的监测;
d) 密封舱内配套的管路和产品,布局应与真实状态一致;
e) 密封舱结构、舱容应与真实状态一致;
f) 测量采集与控制系统,实现对压力应急系统设备的状态监测与控制。
6.1.3 应急泄压系统
6.1.3.1 应急泄压系统用于保障舱内出现应急情况下,将密封舱舱内气体快速泄放至舱外。
6.1.3.2 地面试验过程中参试的应急泄压试验系统应由载人航天器的下列真实功能单元和产品参与:
a) 应急泄压组件及测控系统:按照应急泄压模式控制应急泄压组件快速打开或关闭,实现舱内外
气流泄放与截止;
b) 密封舱内配套的管路和产品布局应与真实状态一致,保证应急泄压系统流阻的真实性;
c) 密封舱结构、舱容应与真实状态一致;
d) 测量采集与控制系统,实现对应急泄压系统设备的状态监测与控制。
6.1.4 压力控制系统
6.1.4.1 压力控制试验系统通过供氧、供氮和小流量排气泄压,实现密封舱内总压和氧分压控制的功
能。在地面试验过程中,通过地面试验系统对舱内供气或抽气以触发压力控制限,验证自动供气和自动
排气控制模式、工作流程和设备的工作性能,确认压力控制策略及能力的满足性。
6.1.4.2 地面试验过程中参试的压力控制试验系统应由载人航天器的下列真实功能单元与产品参与:
a) 氧瓶组件、氮瓶组件:分别用于存储和提供高压氧气、氮气;
b) 供氧组件、供氮组件:通过其阀门组件的按需开启,以实现给舱内供氧、供氮功能;
c) 排气组件:通过其阀门组件的按需开启,以实现由舱内向舱外排气的功能;
d) 压力传感器、氧分压传感器:实现对舱内总压、氧分压的监测;
e) 密封舱内配套的管路和产品,布局应与真实状态一致;
f) 密封舱结构、舱容应与真实状态一致;
g) 测量采集与控制系统,实现对压力控制系统设备的状态监测与控制。
6.2 地面试验系统
6.2.1 一般要求
地面试验系统应满足如下要求:
a) 能为密封舱压力环境试验提供所需的真空背景;
b) 能为密封舱提供承载能力满足要求的机械支撑,材料出气性能指标应满足GB/T 34522-2017
中8.5b)的要求;
c) 能对密封舱内的总压、氧分压进行调节,并能控制试验中的泄压、复压速率,总压调节范围一般
为1kPa~103kPa。
6.2.2 系统组成
地面试验系统主要包括环境模拟设备和压控系统(地面试验系统组成示意图如图2所示),其中:
a) 环境模拟设备主要作用是提供密封舱压力环境试验所需背景压力,包括容器压力测量传感器、
空间环境模拟室、粗抽机组;
b) 压控系统主要作用是对密封舱总压、氧分压进行调节与控制,并在舱压调节过程中,实现泄压、
复压速率的控制,包括舱内压力测量传感器、压控管道、真空获得子系统、复压子系统、冷阱、压
控容器。
6.2.3 环境模拟设备
6.2.3.1 工作原理
环境模拟设备通过粗抽机组对空间环境模拟室抽气获得密封舱压力环境试验所需背景压力,试验
过程中,粗抽机组一直工作,并由容器压力测量传感器实时测量空间环境模拟室内压力变化情况。
6.2.3.2 容器压力测量传感器
容器压力测量传感器选用原则、测点布置等应满足GB/T 34522-2017中8.3的要求。
6.2.3.3 空间环境模拟室与粗抽机组
应确保密封舱压力环境试验泄压至目标压力的时间不受空间环境模拟室背景压力的影响,空间环
境模拟室容积与粗抽机组有效抽速应满足如下要求。
a) 根据设计的密封舱泄压压力范围,以及密封舱试验系统泄压、复压参试设备的流导特性,按公
式(1)计算出整个泄压过程舱内每秒的压力变化情况。
6.2.4 压控系统
6.2.4.1 工作原理
压控系统通过真空获得子系统、复压子系统、压控管道以及舱内压力测量传感器实现密封舱内的压
力调节。具体为:真空获得子系统通过真空泵的抽气作用可将密封舱内压力降低至要求值,复压子系统
可通过充气的方法将密封舱内压力升高至要求值,密封舱内压力数值由舱内压力测量传感器实时测
量,可实现密封舱总压、氧分压的调节与控制,舱压调节过程中,通过开度可调阀门同时实现泄压、复压
速率的控制。
6.2.4.2 舱内压力测量传感器
舱内压力测量传感器用于实时测量舱内气体总压,具体要求如下:
a) 所选配的压力测量传感器测量范围应为100Pa~103kPa,允差优于读数的5%;
b) 压力测量传感器应适用于密封舱内的压力环境;
c) 所选配的压力测量传感器测量结果不受排放气体种类影响;
d) 压力测量传感器宜考虑备份;
e) 压力测量传感器在密封舱内应安装牢固,测量口应避开抽气口、复压口等气体流动方向。
6.2.4.3 压控管道
压控管道一端与空间环境模拟室内密封舱连接,另一端与空间环境模拟室外压控系统连接,具体要
求如下:
a) 应按GB/T 16709.1、GB/T 16709.2并结合密封舱的极限压力、抽气时间等要素进行压控管道
设计工作,主要确定内容包括:管道直径、长度、法兰、密封形式、管道结构形式、管道连接形
式等;
b) 管道内表面应无污染物。
6.2.4.4 真空获得子系统
真空获得子系统使用真空获得设备配合压控管道,可将密封舱压力抽气至规定压力值,具体要求
如下。
a) 应根据密封舱的极限压力、压控速率及降低到极限压力的时间选配真空获得设备:
1) 真空获得设备应为无油真空获得设备,避免有油真空获得设备在抽气过程中污染密封舱;
2) 真空获得设备应有备份。
b) 应采用开度可调阀门进行泄压速率调节。
6.2.4.5 复压子系统
复压子系统能为密封舱提供干燥洁净的空气、氮气、氧气,并满足以下要求。
a) 空气源可选用以下方式之一:
1) 试验室大厅空气,复压时经过压控管道、冷阱、过滤器,保证进入密封舱的气体露点温度、
洁净度满足设计要求;
2) 选用露点温度、洁净度、纯度满足设计要求的空气气瓶产品,经减压阀减压后,通过压控管
道可为密封舱直接复压。
b) 氮气源可选用露点温度、洁净度、纯度满足设计要求的氮气气瓶产品,经减压阀减压后,通过压
控管道可为密封舱复压。
c) 氧气源可选用露点温度、洁净度、纯度满足设计要求的氧气气瓶产品,经减压阀减压后,通过供
氧管道可为密封舱充氧,供氧管道内表面应除污、去油。
d) 采用气体质量流量控制器或开度可调阀门进行复压速率调节。
6.2.4.6 冷阱
当选用试验室大厅空气为密封舱复压时,为降低露点温度,复压气体应经过冷阱,具体要求如下:
a) 冷却方式应采用液氮或制冷机两种方式中的一种,保证气体经过冷阱后露点温度满足设计
要求;
b) 冷阱的流导应不低于管道的流导;
c) 使用液氮作为冷却介质的冷阱,在使用过程中不应将液氮放空口直接面对设备或人,且应将液
氮汽化后的氮气引出至室外。
6.2.4.7 压控容器
压控容器在空间环境模拟室外,将真空获得子系统、复压子系统、压控管道连接成一个整体。压控
容器上安装的压力测量传感器在舱内压力测量传感器出现故障时可作为舱压测量的备份。压控容器具
体要求如下:
a) 应按GB/T 150(所有部分)进行压控容器设计,主要设计内容包括:筒体、封头、容器大门、支
座、法兰、密封、大门夹具;
b) 压控容器承受外压选择0.1MPa;
c) 压控容器内表面应抛光,表面粗糙度优于Ra1.6;
d) 应分别预留真空获得子系统、复压子系统与压控容器的接口,并按GB/T 6070进行接口法兰
设计,宜采用夹紧型真空快卸法兰的连接方式。
7 试验工况
7.1 泄复压试验
泄复压试验工况要求如下:
a) 应设置正常泄压、复压工况,验证正常的泄复压流程;
b) 应识别对泄压、复压流程有明显影响的故障模式,并设置相应的故障工况,验证故障模式下的
泄复压流程;
c) 应首先进行正常工况,再进行故障工况。
7.2 密封舱压力应急试验
密封舱压力应急试验工况要求如下。
a) 模拟漏孔通径应至少覆盖由维持时间要求、气体存量、可封堵操作等条件确定的舱体漏孔通径
上限。应根据设计需求和试验资源约束确定模拟漏孔的数量和漏孔大小,以获取舱压下降速
率及压力下降趋势。
b) 应首先进行无补气工况(获取舱压下降速率及压力下降趋势),再进行有补气工况(获取维持密
封舱总压不低于要求值的时间)。
c) 无补气工况、有补气工况均应首先进行小通径漏孔测试,再进行大通径漏孔测试。
7.3 密封舱应急泄压试验
密封舱应急泄压试验工况要求如下:
a) 密封舱初始总压应至少覆盖总压正常控制范围上限;
b) 在试验进度、气源等条件允许的情况下,按需设置其他初始总压工况;
c) 应首先进行总压正常控制范围上限工况,再进行其他初始总压工况。
7.4 密封舱压力控制试验
密封舱压力控制试验工况要求如下:
a) 应设置总压超允许上限工况,测试总压超上限时的自动泄压功能;
b) 应设置总压控制工况,测试总压正常控制范围内的调节功能;
c) 应设置氧分压控制工况,测试氧分压正常控制范围内的调节功能;
d) 应首先进行总压超允许上限工况,随后降低总压水平至正常控制范围下限,触发总压控制工
况,再调节氧分压水平至氧分压正常控制范围下限,触发氧分压控制工况。
8 试验步骤
8.1 试验准备
试验准备阶段主要工作内容及要求如下:
a) 根据试验输入分析试验系统能力,制定密封舱压力环境试验方案,必要时可进行联调试验
验证;
b) 检查密封舱试验系统、地面试验系统具有计量属性的仪器仪表,应经过计量部门检定合格,并
在有效期内使用;
c) 检查地面试验系统的环境模拟设备和压控系统状态,确保工作正常,并对压控系统进行漏率检
测,确保满足设计要求;
d) 确认密封舱漏率满足要求,检查密封舱试验系统状态,确保工作正常;
e) 将整器吊装进空间环境模拟室内,与试验支架对接并安装牢固;
f) 连接测试线缆与管路,地面试验系统进行密封状态测试与检查;
g) 密封舱试验系统和地面试验系统进行试验前状态检查;
h) 空间环境模拟室关门,开始试验。
8.2 试验程序
8.2.1 泄复压试验
泄复压试验程序应满足以下要求。
a) 利用地面试验系统的粗抽机组将空间环境模拟室压力抽至初始压力,且在整个试验过程,应确
保粗抽机组为运行状态。
b) 通过地面试验系统的压控系统对气闸舱进行初始舱压调节。
c) 使用舱载泄复压系统,按照正常泄复压流程进行试验。
1) 气闸舱氧浓度预控。
2) 航天员吸氧排氮。
3) 气闸舱泄压,至满足开启出舱舱门要求后停止,记录泄压时间,确认设备状态。
4) 气闸舱复压,直至与密封舱舱压平衡,记录复压时间,确认设备状态。若舱载复压系统无
法将气闸舱复压到位,使用地面试验系统的压控系统补充复压。
d) 进行故障泄复压试验:当舱载泄复压系统出现故障时,按照故障泄复压流程进行气闸舱泄复压
试验,试验步骤同8.2.1c)。
8.2.2 密封舱压力控制试验
密封舱压力控制试验程序应满足以下要求。
a) 利用地面试验系统的粗抽机组将空间环境模拟室压力抽至初始压力,且在整个试验过程,应确
保粗抽机组为运行状态。
b) 进行密封舱总压控制试验,利用地面试验系统的压控系统对密封舱充气,当总压高于控制上限
时,自动打开排气组件并泄压,舱压降至设定压力时,排气组件自动关闭,泄压结束后,应保证
密封舱内压力大于空间环境模拟室内压力一个数量级,且不大于粗抽机组的最大工作压力;记
录排气组件开启和关闭时的实际舱内压力,确认压力控制系统和压力控制程序的状态。
c) 利用地面试验系统的压控系统对密封舱抽气,当总压低于控制下限时,自动打开供氮组件进行
舱压提升,当舱压升高至设定压力时,自动停止供氮;记录供氮组件开启和关闭时的实际舱内
压力,确认压力控制系统和压力控制程序的状态。
d) 进行密封舱氧分压控制试验,利用地面试验系统的压控系统对密封舱抽气,当氧分压低于控制
下限时,自动打开供氧组件进行供氧,当氧分压升高至设定压力时,自动停止供氧;记录供氧组
件开启和关闭时的实际舱内氧分压,确认压力控制系统和压力控制程序的状态。
e) 地面试验系统将密封舱复压至要求压力后,试验结束。
8.2.3 密封舱压力应急试验
密封舱压力应急试验包括两部分,应首先进行无应急供气的泄漏速率本底试验,再进行有应急供气
的压力应急试验。
8.3 试验撤收
试验撤收要求如下:
a) 地面试验系统将密封舱压力复至大气压;
b) 空间环境模拟室复压至大气压,复压过程中应确保密封舱内压力始终高于空间环境模拟室内
压力;
c) 开门空间环境模拟室,拆除地面试验系统线缆、管路;
d) 整器吊出空间环境模拟室。
8.4 试验故障与处理
8.4.1 地面试验系统设备故障,处置的一般原则如下:
a) 因环境模拟设备、压控系统等地面设备故障导......
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