热真空试验箱(又称热真空试验舱)是航天器研制过程中不可或缺的关键设备，用于模拟太空中的极端温度变化和高真空环境。这种精密装置能够验证航天器及其组件在发射、轨道运行及深空探索中的可靠性，为航天任务的成功提供重要保障。
试验设备与核心功能
热真空试验箱的核心功能包括：
高真空模拟：通过机械泵和分子泵组合系统，将舱内气压降至10^-5Pa甚至更低，真实再现太空真空环境。密封设计采用金属O形圈或氟橡胶材料，确保长时间试验的稳定性。
极端温度控制：温度范围通常覆盖-173℃至+170℃，通过硅橡胶加热片/加热丝和液氮制冷系统实现精确调控，模拟太阳直射与阴影区域的剧烈温差。
多参数监测：集成温度、压力传感器等监测系统，配合24位AD精度的PID控制器，实现±2℃的温度均匀度和1℃/min的变温速率。
标准试验流程
一、试验准备阶段
将航天器安装在真空舱内的专用支架上，所有测试电缆通过真空密封法兰引出
连接真空测量装置、数据采集系统和污染监测设备
检查热控系统(红外加热器、接触式电加热器)和低温冷却系统状态
二、试验运行程序
抽真空过程：
先启动机械泵将气压降至低真空范围(1-1000Pa)
再启用分子泵达到工作真空度(≤6.5×10^-3Pa)
对发射阶段工作的组件通电，监测低气压放电现象
温度循环测试：
冷浸阶段：降至规定低温(如-35℃)，保持8-12小时，进行冷启动测试
热浸阶段：升至规定高温(如65℃)，保持8-12小时，进行热启动测试
每个循环包含高低温交变，鉴定级试验需完成9.5次循环
性能监测：
在温度稳定阶段进行航天器电性能测试
记录材料变形、密封性能等参数
特别关注高温限/低温限的保持能力
关键技术要点
双通道控制模式：
下游控制(10-760Torr)：通过电控球阀调节排气流量
上游控制(10^-8-760Torr)：通过电控针阀微调进气流量
动态平衡法：
采用真空计、高速电动阀门(响应时间<1s)和PID控制器组成闭环系统，实时平衡进气/排气流量，实现压力精确控制。
安全规范：
设置多重安全联锁保护
试验压力不超过6.65×10^-3Pa(航天器标准)
极端温度保持阶段需各方确认后始能变温
试验意义与标准
热真空试验能有效暴露航天器在材料、工艺和组装方面的缺陷。国内外标准如MIL-STD-1540D、ECSS-E-10-03A等均将其列为必做项目，主要验证：
结构在热胀冷缩下的完整性
电子设备在极端条件下的工作稳定性
密封系统在真空环境中的可靠性
材料在交变温度下的性能变化
通过这种地面模拟试验，航天器的在轨故障率可显著降低，为载人航天、深空探测等任务提供坚实保障。
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