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浅谈航天领域中液压系统的应用

作者: 大兰液压-标 编辑: TGB 来源: 大兰液压 发布日期: 2019.02.06
信息摘要:
大兰液压系统厂家告诉您液压系统对航天飞机至关重要,但在零重力空间站环境中维持的挑战尚未解决。空间中的温度变化使得在液压系统中保持恒定的流体状…

大兰液压系统厂家告诉您液压系统对航天飞机至关重要,但在零重力空间站环境中维持的挑战尚未解决。空间中的温度变化使得在液压系统中保持恒定的流体状态几乎不可能。看起来好像科学家需要找到比长期使用的空间站液压系统更可行的选择。

现在液压系统已广泛用于飞机控制起落架,襟翼,方向舵和制动器的驱动。使用液压系统背后的原因是它有能力提供极高的力量和准确的控制。尺寸是飞机和液压系统提供最大功率和尺寸比的关键因素。这就是说,在太空中使用液压系统来控制航天飞机和空间站的操作是一个明显的选择。与飞机一样,太空穿梭机在主要作业中使用液压系统,然而,空间站中的液压系统并非单一系统。

在空间使用液压的挑战

设计太空应用系统具有挑战性,主要是因为真空,巨大的温度变化和缺乏重力。液体系统也很危险,以防液体颗粒流出系统,因为它可能污染光学仪器和电子仪器。液体很难被捕获,因为它会漂浮在真空中,并且空间温度的变化非常剧烈。当太空站面对太阳时,温度可能高达1200°C,而在阴影中,温度下降约1500°C。随着温度的变化,液体的体积模量,粘度和润滑/磨损等性能将随着温度而变化。电加热器(加热液体)和伺服控制反馈回路需要精确控制执行器的运动。

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成本不是问题,这完全取决于技术

虽然这些对成本敏感,但技术上可克服的问题,当涉及到空间技术成本是世界最不关心的事情。真正的挑战是有效利用太阳能电池板的有限功率。与直流伺服电机相比,液压系统的效率非常低,并且在液压系统中消耗了额外的能量以将液体保持在其工作温度范围内。电动机可以根据功率要求通过离合器接合和分离,而在液压系统中,泵总是连接并且多余的液体将从泄压阀返回,导致高功率消耗。

航天飞机液压系统是唯一的选择

然而,没有液压系统,航天飞机就无法运行。航天飞机使用三种不同的独立液压系统作为备用发电机。这些系统以这种方式相互连接,即使在一个系统出现故障的情况下,其余两个系统也可以以50%的功率运行所有执行器。这些液压系统用于航天飞机上,以精确控制液压执行机构的位置,以便:三个航天飞机主发动机的推力矢量控制主发动机上各种阀门的推进剂控制,主要和前起落架部署,主起落架制动器和防滑&鼻子转向器。

控制发动机推力方向(最终是航天飞机的方向)所需的力是巨大的(1850千牛),只有液压系统能够处理如此大的力量。同样,起落架的部署,液压制动器和前轮转向在大型电动机无法安装的偏远地区需要较大的作用力。为了处理这种应用,液压系统是唯一可用的选项。航天飞机上使用的液压系统仅重80磅,能够产生140马力,而普通的汽车发动机重约350磅,产生135-150马力的动力。

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