우주 항공 분야는 진공 시스템의 신뢰성, 매우 환경적인 내구성에 대한 요구가 매우 높으며, 진공 밸브는 시스템에서 “가스 제어 및 격리의 핵심 부품”, 로켓 추진 시스템, 우주선 자세 제어, 항공 엔진, 공간 진공 시뮬레이션 설비 등 핵심 장면에 광범위하게 응용되며, 고저온, 강진동, 고복사, 초고진공 등 까다로운 작업 상황에 적합해야 한다.다음은 핵심 응용 장면, 밸브 유형 및 기술 요구사항에서 상세한 설명을 전개한다.

1. 로켓 추진 시스템

로켓의 액체 로켓 엔진, 자세 제어 엔진 및 추진제 수송 파이프라인에서 진공 밸브는 추진제 제어, 선체 누압, 엔진 가동 정지 등 관건적인 임무를 담당하며 발사 성공률에 직접적인 영향을 미친다.

⑴액체 로켓 엔진: 산화제 (예: 액체 산소) 와 연료 (예: 액체 수소, 등유) 의 수송 파이프라인은 갖추어야 한다저온 진공 마감 밸브, 재질은 견뎌야 한다- 253℃(액체 수소),-183℃(액체 산소) 의 초저온, 동시에 제로 누출 밀봉 (누출률) 을 갖추고 있다≤10⁻¹² 파・m³/s), 추진제 누출로 인한 폭발 위험을 피한다.금속 파문관 밀봉 구조를 자주 선택한다.Inconel은합금 밸브에 구리 패드를 배합하여 밀봉하여 저온에서의 역학적 안정성에 적합하다.

⑵추진제 저장함: 저장함 증압 및 누압 단계 사용진공 안전밸브화에어 나비 밸브, 안전밸브는 선내 압력을 정확하게 제어해야 한다(압력 오차를 설정해야 한다 ±1%), 저장함이 압력이 너무 높아 파열되는 것을 방지한다;나비 밸브는 빠르게 압력을 방출하여 화살체가 분리될 때의 자세의 안정을 보장하는 데 쓰인다.

⑶자세 제어 엔진: 채택마이크로 전자기 진공 밸브, 작은 크기 (지름≤20mm), 응답이 빠르다 (밀리초급 스위치), 소량 유량 추진제 분사를 정확하게 제어하고, 로켓 자세 조정과 궤도 수정을 실현하며, 발사체의 말단과 우주선의 궤도 기동에 전형적으로 응용된다.

2. 우주선 궤도 운행 시스템

위성, 우주정거장, 탐측기 등 우주선은 궤도에 있을 때 초고진공 (10⁻⁷~10⁻¹¹ Pa) 및 매우 온도 차 환경, 진공 밸브는 생명 보장, 에너지 공급, 과학 실험 등 시스템의 가스 제어에 사용됩니다.

⑴생명 보장 시스템: 우주 정거장의 산소 공급, 이산화탄소 배출 파이프라인, 배치진공 격막 밸브, 입자 오염이 없고 청정도가 높은 특징을 갖추어 불순물이 우주 비행사의 호흡 안전에 영향을 주지 않도록 한다;동시 통과유량 조절형 진공 밸브기체 교환 속도를 정확하게 제어하여, 선내 기압을 안정적으로 유지한다.101.3kPa의左右。

⑵에너지 및 열 제어 시스템: 우주선 태양전지진의 진공 밀봉실, 열 제어 파이프라인에서 사용진공 격리 밸브선체와 외부 진공 환경의 격리를 실현하여 열전도 손실을 방지한다;부분 심공 탐지기 채택고온 진공 밸브, 탐측기가 대기권에 재진입할 때의 고온에 견딘다 (>1000℃), 열 제어 유체의 정상적인 순환을 보장합니다.

⑶과학 실험 하중: 우주 정거장의 우주 물리, 재료 과학 실험실에초고진공 베젤 밸브화미세 조정 바늘 밸브전자는 실험강실과 진공시스템의 격리를 실현하고 후자는 실험기체의 진입량을 정확하게 통제하여 미중력환경에서의 고정밀도의 실험수요에 적합하다.

3.항공 엔진 및 항공기 탑재 설비

항공 엔진의 고공 시뮬레이션 테스트, 항공기 탑재 진공 시스템 (예: 자이로스코프, 항법 장비) 에서 진공 밸브는 고공 저압, 고속 기류 충격 및 빈번한 작동 정지의 작업 상황에 견뎌야 한다.

⑴항공 엔진 고공 시뮬레이션 시험: 지상 시험대는 만 미터 고공의 저압 환경 (압력≤10kPa), 사용진공 브레이크 밸브화유량 제어 밸브아날로그 진공 시스템을 구축하다.브레이크 밸브는 시험 구간과 공기 흡입 시스템, 유도 계수를 격리하는 데 쓰인다≥1000 L/s, 신속한 진공 흡입을 보장한다;유량 제어 밸브는 아날로그 환경의 압력 경도를 정확하게 조절하여 엔진의 서로 다른 높이에서의 작업 상태를 복원한다.

⑵기계 적재 진공 설비: 비행기의 자이로스코프, 공기계량기 등 정밀설비는 진공환경작업에 의존하며 배치한다소형 진공 볼 밸브, 내진동 (진동 주파수 포함)20~2000Hz), 충격 저항 (충격 가속도≥50g)의 특성으로 비행기가 이착륙, 흔들릴 때 밸브 상태가 안정적이고 설비의 정밀도에 영향을 주지 않도록 확보한다.

4. 우주 비행 지상 진공 시뮬레이션 설비

우주선 개발 단계의 진공 열 시험, 우주 환경 시뮬레이션 시험 등은 지상의 대형 진공 캡슐이 동등한 우주 환경을 제공해야 하며, 진공 밸브는 시뮬레이션 시스템의 핵심 제어 부품이다.

⑴대형 진공실 격리: 진공 캡슐과 분자 펌프, 확산 펌프 그룹 간 사용초대형 구경 진공 플러그 밸브, 구경 도달 가능1~3m, 유도가 크고 밀봉이 믿음직하여 선체가 대기압에서 초고진공으로 빠르게 전환된다 (환기시간≤2시간).

⑵환경 매개 변수 조정: 통과진공 바늘 밸브화비례 제어 밸브선실 내 잔류 가스 성분과 압력을 정확하게 제어하여 우주선 재료 방기 시험, 열 진공 순환 시험 등 수요에 적합하다;일부 시험실 배치저온 진공 밸브, 액체 질소 냉각 시스템과 함께 심공 저온 진공 환경을 시뮬레이션합니다.

우주 항공 분야 진공 밸브의 핵심 기술 요구

1.매우 견고한 환경: 내온 범위 적용- 270℃(액체 헬륨 작업 상황)~1200℃(대기권 재진입 작업 상황), 방사선량≥10⁶ Gy, 우주선이 궤도에 있는 공간 복사 환경에 적응한다;

2.높은 신뢰성과 긴 수명: 레일 밸브 충족 10 연간 이상, 스위치 수명≥10⁶차, 지상 장비 밸브 수명≥10⁴2차 시험 순환 및 고장 확률≤10⁻⁶/시간;

3.경량화 및 소형화: 우주선에 탑재된 밸브는 중량을 엄격히 통제해야 한다(단밸브 중량≤500g)과 부피로 티타늄합금, 알루미늄합금 등 경량 고강도 재료를 사용한다.

4.무오염과 저방기: 밸브 재질은 저증기압 (예:316L의스테인리스강, 티타늄합금), 밀봉부품은 불소고무, 금속으로 밀봉하여 기체의 방출을 줄이고 우주선의 민감한 부품을 오염시키지 않도록 한다.

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