空間環(huán)境模擬器泄漏聲發(fā)射檢測技術研究.pdf

1、隨著我國載人航天技術的發(fā)展和人類航天活動的日益頻繁，航天器作為航天活動的重要載體，直接維系著航天探索活動的成敗?？臻g環(huán)境模擬器可以模擬太空環(huán)境下獨有的超低溫、高真空等特征，是航天器的關鍵試驗和測試設備之一，能夠為航天器提供空間環(huán)境測試條件，也是航天器發(fā)射前的重要保障設施?？臻g環(huán)境模擬器的泄漏檢測技術是航天器空間環(huán)境試驗技術的關鍵組成部分，其密閉性直接關系到航天器的發(fā)射可靠性。
　　我國現(xiàn)有的空間環(huán)境模擬器泄漏檢測仍以氣泡法和真空氦

2、質譜檢漏法為主，檢測效率低，檢測范圍小，無法滿足快速檢測和定位的需求。本文結合國家載人航天領域對空間環(huán)境測試技術的重大需求，針對空間環(huán)境模擬器泄漏檢測和定位，研究基于聲發(fā)射原理的泄漏檢測方法，與中國航天科技集團某所合作開展了多項現(xiàn)場實驗，獲取了有益的研究成果。主要內容包括：
　　1、研究了氣體泄漏聲發(fā)射信號的產生機理，結合空間環(huán)境模擬器的泄漏機理，建立了空間環(huán)境模擬器泄漏模型，利用有限元仿真進行了空間環(huán)境模擬器泄漏的流場數(shù)值模擬和

3、聲場數(shù)值模擬，研究了泄漏量參數(shù)如泄漏流速、泄漏壓差、泄漏聲場與漏孔孔徑和漏孔形狀等泄漏孔參數(shù)之間的對應關系。
　　2、以泄漏產生的連續(xù)型聲發(fā)射信號為對象，利用頻譜分析、小波包分解和參數(shù)特征分析等方法，明確了連續(xù)型聲發(fā)射信號的有效表征特征參數(shù)，研究了空間環(huán)境模擬器氣體泄漏條件與聲發(fā)射信號特性之間的內在聯(lián)系，分析了不同孔徑漏孔氣體泄漏聲發(fā)射信號的幅值、頻譜和小波包歸一化能量特征分布。
　　3、分析了空間環(huán)境模擬器背景噪聲信號和泄

4、漏信號的聲學特性，研究了基于混沌理論的微小泄漏檢測方法，利用環(huán)形耦合Duffing混沌振子理論模型和Simulink檢測系統(tǒng)，提高了微小泄漏檢測條件下的靈敏度，現(xiàn)場數(shù)據分析驗證了基于混沌理論的微小泄漏檢測的有效性。
　　4、結合真空環(huán)境下空間環(huán)境模擬器氣體持續(xù)泄漏現(xiàn)象的特點，提出了一種基于波束合成算法的連續(xù)聲源定位方法，并結合陣列信號處理理論對不同傳感器拓撲結構的陣列導向矢量進行了深入研究，比較了線陣、雙線陣、圓陣和方陣等不同傳感