CN211855881U - 一种温度-离心复合环境考核试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度‑离心复合环境考核试验装置，试验装置包括离心机试验系统、热加载单元、数据监控处理单元；离心机试验系统包括离心机、整流罩；热加载单元集成安装在离心机大臂远端，整流罩套装在热加载单元外部，整流罩内部设置为真空环境，试验件置于热加载单元内；本申请可准确模拟空间同位素热源产品地面发射、空间姿态调整、空间探测、登陆等动作场景下的真空、高温、离心载荷及载荷历程；本申请设置了完善的数据测试系统，可在试验过程中集成检测温度、应变、真空度、产品状态等多个参数，准确获取试验产品在经受温度‑离心复合环境下的产品响应情况。

Description

一种温度-离心复合环境考核试验装置

技术领域

本实用新型属于同位素热源技术领域，具体涉及一种温度-离心复合环境考核试验装置。

背景技术

同位素热源(电源)是根据温差材料的塞贝克效应，利用放射性同位素(238PuO2)衰变释放热能的现象获取热量或电能,由于其具有工作寿命长(数十年甚至更久)、可靠性高(释放出长时间、稳定的热量)等特点，在深空探测领域得到了广泛应用。典型的应用包括美国将同位素电源应用在伽利略号的木星探测任务、前苏联在月球表面探测任务Luna-21中使用同位素热源、我国嫦娥任务深空探测器中利用同位素热源实现了探测器在月球极低温度环境下的生存任务等。

目前同位素热源的燃料芯块通常选用238PuO2材料，具有辐射强、半衰期久等特点。空间同位素热源随深空探测器在运载火箭发射过程中会经受加速度过载环境。同时，热源自身衰变热会产生高温工作环境。在高温的作用下，可能引起热源包壳材料的力学性能发生变化，影响材料的强度和刚度，从而导致材料的承载能力发生变化。在此影响下，经历加速度过载环境，可能导致包壳结构产生变形、裂纹、破损等，从而影响同位素热源的性能，甚至导致故障的发生，严重时还可能导致放射性物质的泄漏。因此，为保证应用于深空探测器的同位素热源在使用过程中的可靠性及安全性，需在地面开展加速度环境试验。238Pu属高度放射性物质，为保证试验的安全性，在地面加速度环境试验中往往采用结构模拟件代替真实产品进行试验。对于空间同位素热源结构模拟件，其本身不会像真实产品产生衰变热。因此，为保证试验产品与真实产品的热等效性，需对结构模拟件进行适当的热加载。综上，对于空间同位素热源地面加速度环境适应性的考核属温度-离心复合环境试验考核。另外，需要指出的是，同位素热源的真实使用环境，是真空密封环境，真空度约为0.1个大气压。在进行热加载时，还需要考虑气压环境带来的传热等方面的影响。

综上，开展用于同位素热源温度-离心复合环境试验的装备研制技术研究及温度-离心复合环境试验方法的制定，对空间同位素热源可靠性及安全认证具有重要支撑作用。

已有技术方案:

通过调研，美、俄关于空间同位素热源环境试验主要集中在安全性验证试验上，美对空间同位素热源安全性验证主要集中在发射场事故场景(发射失败引起的火灾、撞击等)，俄对空间同位素热源安全性验证则更偏重异常再入阶段的事故场景(气动热高温、热冲击等)，尚未有高温—加速度环境试验相关研究报导。相比美、俄，我国空间同位素热源研制和应用尚属起步阶段，环境试验需兼顾可靠性及安全性验证。国内方面，在温度-离心复合环境试验技术研究中，常见的方法包括：1、离心机转动前向离心机整流罩内吹热风的方法进行热加载。2、利用柔性加热带对试验产品进行缠绕，并将产品固定在离心机上实现250℃条件下产品响应温度控制的温度-离心复合环境试验；3、设计加热密封腔体，利用加热膜贴附在腔体四壁，耐热风扇增强对流，实现200℃空间环境的温度-离心复合环境试验。

上述技术手段，无法真实模拟同位素热源所经历温度-离心复合环境载荷。

直接原因包括：

1、载荷模拟能力不足：上述加载手段，如吹热风、加热膜或柔性加热带缠绕，仅能实现产品响应温度数十度、200℃、250℃温度条件下的模拟，无法实现空间同位素热源高温热载荷的加载条件，(以某型空间同位素热源为例，为保证其结构模拟件与真实产品热等效，需对结构模拟件加热至550℃)；

2、载荷的加载无法与真实环境等效：真实环境中，同位素热源的使用环境是负压及真空环境，与标准大气环境不同，产品的传热特性等均发生较大变化。

3、试验方法尚未确立：传统的试验中，试验对象为武器或航天器等。这些产品的加速度环境试验极少涉及高温热加载与控制，其试验方法不能覆盖空间同位素热源加速度环境试验。

间接原因包括：

安装方式、测试技术等不足。这是因为上述技术手段未能模拟真空环境下高温-离心复合环境。而在此环境下，传统的产品安装方式、测试手段等与常温常压下的固定测试方法均产生较大差异。

因此急需研发出一种温度-离心复合环境考核试验装置来解决以上问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种温度-离心复合环境考核试验装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种温度-离心复合环境考核试验装置，包括：

离心机试验系统；离心机试验系统包括离心机、整流罩；

用于对试验件提供加热环境的热加载单元；热加载单元集成安装在离心机大臂远端，整流罩套装在热加载单元外部，整流罩内部设置为真空环境，试验件置于热加载单元内；

数据监控处理单元；数据监控处理单元包括监控室、数据中转模块、数据采集站、监控摄像头、温度传感器、应变传感器、真空度传感器，真空度传感器安装在整流罩内，温度传感器安装在热加载单元内，应变传感器置于热加载单元内并用于试验件的变形测量，监控摄像头用于热加载单元的状态监控，数据采集站的信号输入端分别与监控摄像头的信号输出端、温度传感器的信号输出端、应变传感器的信号输出端、真空度传感器的信号输出端连接，数据采集站的信号输出端与数据中转模块的信号输入端连接，数据中转模块的信号输出端与监控室的信号输入端连接。

具体地，热加载单元包括合金薄板、电阻式加热器、隔热定型板、夹具单元，合金薄板和隔热定型板均为封闭式设置，隔热定型板置于合金薄板的外层，合金薄板与隔热定型板之间形成夹层，电阻式加热器置于夹层内，夹具单元置于合金薄板内部。

优选地，电阻式加热器包括石英砂、电阻丝，电阻丝置于夹层的中心处，石英砂填充于夹层内。

具体地，夹具单元包括加热筒、夹持包带、台面连接板、旋转框；旋转框上安装有用于水平放置试验件的多组卡槽块和用于竖直放置试验件的多个竖直放置框，每组卡槽块包括两个卡槽块，卡槽块上设置有凹槽，卡槽块试验件水平安装在每组卡槽块上的两个凹槽内，在凹槽的上端设置有夹持包带，夹持包带的两端均与卡槽块上端连接，夹持包带用于夹持试验件的上部；旋转框可转动安装在台面连接板上，台面连接板固定安装在离心机大臂上；加热筒安装在台面连接板上，试验件、夹持包带、旋转框均置于加热筒内。

具体地，在整流罩上安装有抽真空接头。

优选地，夹具单元采用1Cr18Ni9Ti铬-镍不锈钢制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、与现有技术相比，本申请可准确模拟空间同位素热源产品地面发射、空间姿态调整、空间探测、登陆等动作场景下的真空、高温、离心载荷及载荷历程。

2、本申请的夹具单元采用1Cr18Ni9Ti铬-镍不锈钢制成，可以耐受真空、550℃高温、离心载荷的作用，且具有高温条件下热变形量小、强度高等特点，可以实现同一时刻对不同尺寸的产品进行温度-离心复合环境试验考核；同时，针对空间同位素热源的不同姿态，设计了旋转框，通过自适应调节角度，准确模拟试验产品使用过程中不同的姿态动作。

3、本申请设置了完善的数据测试系统，可在试验过程中集成检测温度、应变、真空度、产品状态等多个参数，准确获取试验产品在经受温度-离心复合环境下的产品响应情况。

4、本申请规范了空间同位素热源产品的温度-离心复合环境试验流程，为试验的准备、实施、评价、标准化应用提供了技术支持。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请中热加载单元的结构示意图；

图3为本申请中合金薄板、电阻式加热器、隔热定型板的结构示意图；

图4为本申请中夹具单元的结构示意图；

图5为本申请中旋转框的结构示意图；

图6为本申请中温度-离心复合环境考核试验装置的试验方法流程图；

图7为空间探测任务运载场景示意图。

图中：1-监控室；2-配重块；3-离心机基座；4-数据中转模块；5-离心机转轴；6-集流环；7-数据采集站；8-监控摄像头；9-数据线；10-功率电缆；11-热加载单元；111-合金薄板；112-石英砂；113-电阻丝；114-电阻式加热器；115-隔热定型板；116-整流罩；12-抽真空接头；13-夹具单元；131-加热筒；132-试验件；133-夹持包带；134-台面连接板；135-旋转框；1351-竖直放置框；136-卡槽块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供以下技术方案：

如图1和图2所示，一种温度-离心复合环境考核试验装置，包括：

离心机试验系统；离心机试验系统包括离心机、整流罩116；设置整流罩116是因为离心机转动的过程中会产生非常大的风，加上一个罩子，可以减小风对设备的影响；

用于对试验件132提供加热环境的热加载单元11；热加载单元11集成安装在离心机大臂远端，整流罩116套装在热加载单元11外部，整流罩116内部设置为真空环境，试验件132置于热加载单元11内；

数据监控处理单元；数据监控处理单元包括监控室1、数据中转模块4、数据采集站7、监控摄像头8、温度传感器、应变传感器、真空度传感器，真空度传感器安装在整流罩116内，温度传感器安装在热加载单元11内，应变传感器置于热加载单元11内并用于试验件132的变形测量，监控摄像头8用于热加载单元11的状态监控，数据采集站7的信号输入端分别与监控摄像头8的信号输出端、温度传感器的信号输出端、应变传感器的信号输出端、真空度传感器的信号输出端连接，数据采集站7的信号输出端与数据中转模块4的信号输入端连接，数据中转模块4的信号输出端与监控室1的信号输入端连接(数据中转模块4通过光纤连接监控室1)。

如图2和图3所示，热加载单元11包括合金薄板111、电阻式加热器114、隔热定型板115、夹具单元13，合金薄板111和隔热定型板115均为封闭式设置，隔热定型板115置于合金薄板111的外层，合金薄板111与隔热定型板115之间形成夹层，电阻式加热器114置于夹层内，夹具单元13置于合金薄板111内部。

在本实施例中，合金薄板111形成为内部设置有空腔的封闭式结构。

如图3所示，电阻式加热器114包括石英砂112、电阻丝113，电阻丝113置于夹层的中心处，石英砂112填充于夹层内。

如图4和图5所示，夹具单元13包括加热筒131、夹持包带133、台面连接板134、旋转框135；旋转框135上安装有用于水平放置试验件132的多组卡槽块136和用于竖直放置试验件132的多个竖直放置框1351，每组卡槽块136包括两个卡槽块136，卡槽块136上设置有凹槽，卡槽块136试验件132水平安装在每组卡槽块136上的两个凹槽内，在凹槽的上端设置有夹持包带133，夹持包带133的两端均与卡槽块136上端连接，夹持包带133用于夹持试验件132的上部；旋转框135可转动安装在台面连接板134上，台面连接板134固定安装在离心机大臂上；加热筒131安装在台面连接板134上，试验件132、夹持包带133、旋转框135均置于加热筒131内。

如图2所示，在整流罩116上安装有抽真空接头12。

优选地，夹具单元13采用1Cr18Ni9Ti铬-镍不锈钢制成。

如图6所示，一种温度-离心复合环境考核试验装置的试验方法，包括以下步骤：

S1、试验前期准备；

a、确定试验项目，制定大纲及安全策略：根据研究需要，进行理论计算，建立温度、离心载荷的相关模型，以形成试验输入文件，明确目的要求；编写试验大纲以及制定相应的安全策略，制定相关试验流程记录表格；

b、设计并验收试验夹具：根据试验输入文件及大纲的要求，完成试验夹具的设计、加工，并组织进行试验验收；同时对加热系统进行配重设计；

c、准备传感器：试验过程中涉及温度、变形、真空度参数的检测测量，根据试验要求，购置相应数量的传感器；

S2、试验前检查；

a、试验件132齐套，初始检测：试验前，对试验件132的证明文件进行检查，并记录检查结果；

b、检查、联试热、离心加载系统：检查热、离心载荷的加载、控制系统，传感器测试系统的情况，确定相关设备工作状态正常；

c、吊车、吊具检查：检查试验吊装用具，包括吊具状态以及待吊物品重量，确保满足试验要求；

d、实验室相关设施检查：对实应急处理设施和环境措施进行检查，确认实验室相关设施满足试验需求；

S3、试验件132安装试验装配；

a、将试验件132吊入加热炉内，安装在相应位置，按要求将试验件132与试验夹具装配在一起；

b、安装温度传感器、应变传感器、真空度传感器，并连接测试系统；

S4、试验装配；按试验大纲的要求完成热加载装置的封装，并根据要求抽真空，检查试验现场无误后，人员撤离；

S5、正式试验；

a、参数设置：设置温度-离心耦合实验系统相关载荷的运行参数；

b、载荷加载：依次进行温度、离心载荷加载、载荷保持、完成载荷变化操作；

c、载荷卸载：当试验载荷加载满足试验要求时，温度、离心载荷卸载；

S6、试验拆装；载荷卸载后，关闭温度、离心载荷加载装置，打开密封阀门，完成压力平衡；检查试验数据，待加热炉冷却后，开炉，检查试验件132状态是否有破坏现象，记录试验现场情况；待数据及现场状态确认后，拆除试验件132、传感器，试验结束。

具体地，在步骤S3-a中，将试验件132水平吊入卡槽块136的凹槽中或将试验件132竖直吊入竖直放置框1351中并固定；通过吊具将热加载单元11吊装到离心机大臂远端位置，并通过将台面连接板134固定在离心机大臂上进行安装；再在热加载单元11的外部套装整流罩116；将温度传感器、应变传感器安装在热加载单元11内，将真空度传感器安装在整流罩116内，通过抽真空接头12将整流罩116内抽真空(抽真空是为了模拟真实的空间使用环境)。

具体地，在步骤S4-b中，根据温度载荷条件对热加载单元11上电加热。供电系统通过离心机集流环6中的功率环和功率电缆10将加热电输送至热加载单元11，试验件132受热，温度上升，当温度达到要求时，离心机旋转电机启动，离心机开始转动，按照载荷加载条件对试验件132施加离心载荷。

如图1所示，在本申请中，还示出了离心机的配重块22、离心机基座33、离心机转轴55、集流环66，因为离心机为现有技术，所以在此不对离心机的各部件连接关系进行敷述；

如图1所示，还示出了加热用功率电缆10及相关数据线99，加热用功率电缆10及相关数据线99铺设在离心机大臂线槽内部，供电系统通过离心机集流环6中的功率环、加热用功率电缆10将加热电输送至热加载单元11；数据线99则用于传输温度传感器、应变传感器、真空度传感器的数据传输；

本申请的工作原理：首先根据热加载装置及产品的质量，利用杠杆原理，结合离心机配重块2，进行重量的配平计算，获取配重块2的定位。将空间同位素热源试验件132及热加载单元11通过吊具安装在离心机大臂相应位置，铺设功率电缆10及相关数据采集系统，加热密封腔体进行抽真空处理。待试验准备工作完成后，根据温度载荷条件对加热装置上电加热。供电系统通过离心机集流环6中的功率环，功率电缆10等，将加热电输送至加热装置，同位素热源受热，温度上升。当温度达到要求时，离心机旋转电机启动，离心机开始转动，按照载荷加载条件对空间同位素电源施加离心载荷。完成空间同位素热源的温度、加速度复合环境载荷加载。

离心、真空环境下的热加载装置：

热加载单元11主体结构如图2所示。为了与空间同位素热源真实使用环境相一致，加热单元采用密封式主体结构设计，设置了抽真空接头12及真空度传感器等组件。

热加载装置采用了模块化设计，供电电源通过功率环将功率输给热加载装置。本申请还包含了调功器、温控单元，且均置于监控室1；调功器通过集流环6的功率环发出，温控单元通过集流环6的信号环，由控制间发出，调功器、温控单元均置于监控室1，节省了离心机大臂远端的空间，减轻了重量。在热加载单元11内部，覆盖了一层3mm厚的TZM(钛铬钼)合金薄板111，在高温环境条件下，TZM合金仍然具有1000Mpa的屈服强度、30Mpa/m²的断裂韧性，具有十分良好的力学性能。也为热加载单元11的整体力学稳定性提供了支撑。

如图3所示。电阻式加热器114的内侧，覆盖的TZM(钛铬钼)合金薄板111，可以提高加热效率，改进加热空间的温度均匀度，这是因为：1、TZM合金的导热系数为146W/(m·K)，可以将接触到的热量迅速以辐射的形式传递至内部加热空间，促使内部空间的同位素热源产品快速升温，从而提升热加载效率；2、由于TZM合金导热系数高，甚至优于黄铜金属(TZM合金导热系数为146W/(m·K)，黄铜导热系数为125.6W/(m·K))，因此相对于常规的铝合金及钢构件，热平衡温度极快，温场均匀度更好；3、常见的金属材料，如铝、铜等在500℃以上高温环境下会出现软化等现象，而TZM合金在1000℃条件下仍能够保持600Mpa的抗压强度，硬度较好，且在真空环境下不会结晶脆化。加热单元内侧进行了TZM热辐射板的设计，通过TZM合金的物理特性，实现了真空、离心、高温环境下的迅速加热功能，TZM辐射板的设计，提供了一个高温的辐射场环境，相对于传统技术，在真空环境中，可实现高温载荷的加载。同时辐射均匀性得到提升。

同理，在电阻式加热器114外侧，贴合了一层硅酸铝材料的隔热定型板115。这是由于硅酸铝隔热板的导热系数为0.8W/(m·K)，非常小。因此传递至外侧的热量，受到隔热定型板115的阻热作用，热量难以向外侧传递，减少了热量的外溢、提高了加热效率。在加热单元外侧进行了硅酸铝材料的隔热板，外套保温罩的双层结构设计。

电阻式加热器114采用密封式结构，避免了加热电阻丝113在高温、真空环境下通电的放电现象。电阻器内填充MgO石英砂112，使用时，电阻器两端通电，电阻丝113发热，热量迅速向外传递。

夹具单元13设计：

1)高温、离心、真空环境下，对试验夹具的夹持提出了新的要求，包括耐受550℃条件高温、该温度条件下的热变形量小、同时又可以保持一定的刚度及强度指标等，目前国内尚未有空间同位素热源类产品使用环境下的夹具设计要求规范。为了满足对试验件132的夹持要求，本申请通过大量调研，并进行分析计算，选定1Cr18Ni9Ti铬-镍不锈钢进行夹具设计。在600℃高温条件下，线膨胀系数不大于18.2×10^-6m/℃，弹性模量157Gpa，熔点温度1400℃，满足空间同位素热源温度-离心复合环境试验的使用要求。

2)深空探测任务中，根据任务要求的不同，同位素热源的功率、大小均不相同，为了提高复合环境试验设备的适应性，降低成本，特别对夹具单元13进行了多孔式模块化设计。如图5所示。

在旋转框135中，根据不同的大小尺寸，设计了适用用多个型号产品的产品槽，可以同时开展不同大小、多个数量的空间同位素热源产品温度-离心复合环境试验。

3)在温度-离心复合环境试验中，试验件132承受的加速度方向是沿着大臂向离心机转轴5的位置。然而，真实的空间探测任务中，以某同位素热源产品登月过程为例，同位素热源需经历的发射，运载场景图7所示。从地球地面起飞至登陆月面为止，需经历地球停泊轨道、建立初始姿态、轨道修正、环月轨道射入、着陆转移轨道射入、月球软着陆等过程。

由此可见，登陆过程是一个姿态不断调节的过程。期间空间同位素热源产品所受到的离心力方向也会发生明显的变化。而离心机转动过程中，离心载荷方向是沿着大臂向转轴位置的，无法真实模拟空间同位素热源发射过程中的载荷方向变化情况。为了准确模拟试验产品使用期间的所受真实载荷情况，实现“地空一致性”。本申请特别设计了旋转底板装置，在底连接板中设置旋转框135，优选地采用旋转装置对旋转框135的旋转进行调控，旋转装置可以选为旋转气缸组件、电机组件，可以在试验过程中根据试验的需要自动调节试验件132的姿态，实现空间同位素热源登陆过程中的姿态自适应调节。

数据监控处理单元：

在温度-离心复合环境试验过程中，为了准确获取试验件132产品各项数据，本申请采用了K型热电偶进行产品温度测量；采用定制式的应变片，利用喷涂工艺贴合在试验件132表面，利用电阻栅式基地，获取产品由于变形导致的电阻信号变化情况，实施测量产品在高温、离心复合载荷下的变形量；此外，本申请还设置了监控摄像头8等设备，监控试验件132状态。

试验方法制订：

为了对空间同位素热源的温度-离心复合环境试验实施过程进行规范，本专利针对试验的组织实施、文件制定、试验程序等方面制订了试验流程，如图6所示。

(1)试验前期准备

a、确定试验项目，制定大纲及安全策略：根据研究需要，进行理论计算，建立温度、离心载荷的相关模型等，以形成试验输入文件，明确目的要求。编写试验大纲以及制定相应的安全策略，制定相关试验流程记录表格。

b、设计并验收试验夹具：根据试验输入文件及大纲的要求，完成试验夹具的设计，加工，并组织进行试验验收；同时对加热系统进行配重设计。

c、准备传感器：试验过程中涉及温度、变形、真空度等参数的检测测量，根据试验要求，购置相应数量的传感器。

(2)试验前检查

a、试验件132齐套，初始检测：试验前，对试验件132产品合格证或其他证明文件进行检查，并记录检查结果。

b、检查、联试热、离心加载系统：检查热、离心载荷的加载、控制系统，传感器测试系统的情况，确定相关设备工作状态正常。

c、吊车、吊具检查：检查吊车、吊绳等试验吊装用具，包括吊具状态以及待吊物品重量等条件确保满足试验要求。

d、实验室相关设施检查：对实验室消防、电力保护、人员安全通道等应急处理，环境措施进行检查，确认实验室相关设施等满足试验需求。

(3)产品安装试验装配

a、将产品吊入加热炉内，安装在相应位置，按要求将试验件132与试验夹具装配在一起。

b、安装温度、应变等传感器，连接测试系统。

(4)试验装配

按试验大纲的要求完成热加载装置的封装，并根据要求抽真空，检查试验现场无误后，人员撤离。

(5)正式试验

a、参数设置：设置热-离心耦合实验系统相关载荷的运行参数。

b、载荷加载：依次进行(温度、离心)载荷加载、载荷保持、完成载荷变化等灯座。

c、载荷卸载：当试验载荷加载满足试验输入文件及试验大纲要求时，热、离心载荷卸载。

(6)试验拆装

载荷卸载后，关闭热、离心载荷加载装置，打开密封阀门，完成压力平衡。检查试验数据，待加热炉冷却后，开炉，检查试验件132状态是否有破坏等现象，记录试验现场情况。待数据及现场状态确认后，拆除试验件132，传感器等，试验结束。

本申请公开了一种用于模拟从地面发射，到深空探测全历程环境的温度-离心载荷模拟装置。可真实模拟空间同位素热源发射过程中所处的真空、高温、离心载荷环境。并成功应用于某深空探测任务中。

本申请中的旋转框135，通过自适应旋转旋转框135，调节试验件132产品的姿态，可以准确方便的模拟空间同位素热源产品从发射到轨道修正、姿态调整、射入、登陆等等环节的产品姿态变化。

本申请中设置了完备的数据检测单元，包括温度、真空度、应变、图像监控等，可以实时、方便的获取产品在载荷加载过程中的物性参数变化，为改进设计、产品评估提供数据支持。

本申请中，制定了空间同位素热源的温度-离心复合环境试验方法及试验流程，该方法已经在某深空探测任务中得到了应用，通过本申请制定的试验方法，可以规范空间探测器类试验件132相关温度-离心复合环境试验的试验步骤及操作，为相关试验的规范化开展，标准化研究提供技术支持。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种温度-离心复合环境考核试验装置，其特征在于，包括：

离心机试验系统；离心机试验系统包括离心机、整流罩；

用于对试验件提供加热环境的热加载单元；热加载单元集成安装在离心机大臂远端，整流罩套装在热加载单元外部，整流罩内部设置为真空环境，试验件置于热加载单元内；

数据监控处理单元；数据监控处理单元包括监控室、数据中转模块、数据采集站、监控摄像头、温度传感器、应变传感器、真空度传感器，真空度传感器安装在整流罩内，温度传感器安装在热加载单元内，应变传感器置于热加载单元内并用于试验件的变形测量，监控摄像头用于热加载单元的状态监控，数据采集站的信号输入端分别与监控摄像头的信号输出端、温度传感器的信号输出端、应变传感器的信号输出端、真空度传感器的信号输出端连接，数据采集站的信号输出端与数据中转模块的信号输入端连接，数据中转模块的信号输出端与监控室的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种温度-离心复合环境考核试验装置，其特征在于，热加载单元包括合金薄板、电阻式加热器、隔热定型板、夹具单元，合金薄板和隔热定型板均为封闭式设置，隔热定型板置于合金薄板的外层，合金薄板与隔热定型板之间形成夹层，电阻式加热器置于夹层内，夹具单元置于合金薄板内部。

3.根据权利要求2所述的一种温度-离心复合环境考核试验装置，其特征在于，电阻式加热器包括石英砂、电阻丝，电阻丝置于夹层的中心处，石英砂填充于夹层内。

4.根据权利要求2所述的一种温度-离心复合环境考核试验装置，其特征在于，夹具单元包括加热筒、夹持包带、台面连接板、旋转框；旋转框上安装有用于水平放置试验件的多组卡槽块和用于竖直放置试验件的多个竖直放置框，每组卡槽块包括两个卡槽块，卡槽块上设置有凹槽，卡槽块试验件水平安装在每组卡槽块上的两个凹槽内，在凹槽的上端设置有夹持包带，夹持包带的两端均与卡槽块上端连接，夹持包带用于夹持试验件的上部；旋转框可转动安装在台面连接板上，台面连接板固定安装在离心机大臂上；加热筒安装在台面连接板上，试验件、夹持包带、旋转框均置于加热筒内。

5.根据权利要求1所述的一种温度-离心复合环境考核试验装置，其特征在于，在整流罩上安装有抽真空接头。

6.根据权利要求2所述的一种温度-离心复合环境考核试验装置，其特征在于，夹具单元采用1Cr18Ni9Ti铬-镍不锈钢制成。

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