模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统及试验方法技术方案

本发明专利技术公开了模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统及试验方法，所述装置包括圆柱形试验空间、线圈组、线圈激励电源组、线圈支架、试验系统主箱体、温度监测及报警模块、恒温冷浴以及冷却液回路模块。所述线圈组由13个形状按特定规则确定的线圈组成，按特定组合方式同轴组合并通过线圈支架固定于试验系统主箱体内部；所述试验系统主箱体内部充满冷却液并经冷却液回路模块与恒温冷浴组成循环回路；所述线圈激励电源组包含9个稳压恒流直流电源，按特定规则给线圈组线圈供电；所述温度监测及报警模块实时对线圈组线圈的温度进行监控。本发明专利技术采用磁力场模拟重力场，实现了深部太空0‑5g星球重力场及其它特殊体力场环境的长时间模拟。

Simulation system and test method for simulated deep space star gravity field environment

【技术实现步骤摘要】
模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统及试验方法
本专利技术涉及一种深部太空工程领域的试验系统及试验方法，特别是一种模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统及试验方法。
技术介绍
近些年，随着人口的不断增加和科技的快速发展，地球的人口承载能力、资源储量以及生态环境均受到了严峻的挑战。为了解决这一问题，中国、美国、俄罗斯、欧洲航天局等国家和单位均已启动了针对月球、火星等星球和其它近地小行星的观测和研究，并针对在这些星球和小行星上建立永久的科研基地和人类生活基地、进行矿物资源的开采进行了一系列的论证和前期研究。随着飞行器推进和控制技术的发展、载人航天的不断突破，中国、美国等国已经完成了多次针对月球、火星以及一些近地小行星的探测和地质勘察任务。然而，受限于极端的太空环境和地表环境，外星球基地建设和矿业开采具有极高的难度。其中一个重要的问题就是重力场。前期探测表明，月球重力场和火星重力场均完全不同于地球重力场，月球重力场约为地球重力场的17％，火星重力场约为地球重力场的38％。独特的重力场环境造就了外星球及近地小行星上独特的地质条件、荷载形式以及地层材料性质。在地球重力场条件下经过实践检验的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统，其特征在于：包括试验系统主箱体(4)、温度监测及报警模块、恒温冷浴(5)、冷却液回路模块、线圈激励电源组、试验空间(2)；所述试验系统主箱体(4)为中心带上下通透的封闭箱体；所述试验空间(2)位于试验系统主箱体(4)的中心带；所述试验系统主箱体(4)包括线圈支架(3)、线圈组、冷却液，所述线圈支架用于架设和固定线圈组，所述冷却液充满试验系统主箱体(4)，将线圈组整体浸泡于冷却液内部，所述线圈组中的线圈同轴组装，并套设在试验空间(2)的外侧；所述线圈激励电源组包括若干个稳压恒流直流电源，分别为线圈组中的各个线圈供电；所述温度监测及报警模块包括设置于线圈组各...

【技术特征摘要】
1.模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统，其特征在于：包括试验系统主箱体(4)、温度监测及报警模块、恒温冷浴(5)、冷却液回路模块、线圈激励电源组、试验空间(2)；所述试验系统主箱体(4)为中心带上下通透的封闭箱体；所述试验空间(2)位于试验系统主箱体(4)的中心带；所述试验系统主箱体(4)包括线圈支架(3)、线圈组、冷却液，所述线圈支架用于架设和固定线圈组，所述冷却液充满试验系统主箱体(4)，将线圈组整体浸泡于冷却液内部，所述线圈组中的线圈同轴组装，并套设在试验空间(2)的外侧；所述线圈激励电源组包括若干个稳压恒流直流电源，分别为线圈组中的各个线圈供电；所述温度监测及报警模块包括设置于线圈组各个线圈上的温度传感器，以及数据采集及显示器(10)，所述温度传感器连接数据采集及显示器(10)，所述数据采集及显示器(10)实时采集并显示各温度传感器的温度值，并按照设定的预警值报警；所述冷却液通过冷却液回路模块连通恒温冷浴(5)。2.根据权利要求1所述的模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统，其特征在于：所述的所述试验空间(2)为上下通透的圆柱形空间，位于试验系统主箱体(4)的中心位置。3.根据权利要求1所述的模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统，其特征在于：所述线圈组包括A线圈(1A)、B线圈(1B)、C线圈(1C)、D线圈(1D)、E线圈(1E)、F线圈(1F)、G线圈(1G)、H线圈(1H)、I线圈(1I)、J线圈(1J)、K线圈(1K)、L线圈(1L)、M线圈(1M)；所述线圈组的各线圈以A线圈(1A)顶面为基准同轴组装，所述B线圈(1B)、C线圈(1C)、D线圈(1D)、E线圈(1E)自上而下套设在线圈A(1A)的外侧，所述F线圈(1F)、G线圈(1G)、H线圈(1H)、I线圈(1I)、J线圈(1J)、K线圈(1K)、L线圈(1L)、M线圈(1M)自上而下套设在B线圈(1B)、C线圈(1C)、D线圈(1D)、E线圈(1E)的外侧。4.根据权利要求3所述的模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统，其特征在于：所述各线圈均为中心带圆孔的结构，其尺寸规格限定为：A线圈(1A)内半径为r，尺寸参数a、b分别为6.00、1.60；B线圈(1B)、C线圈(1C)、D线圈(1D)和E线圈(1E)尺寸相同，其内半径为1.70r，尺寸参数a、b分别为0.86、1.82；F线圈(1F)、G线圈(1G)、H线圈(1H)、I线圈(1I)、J线圈(1J)、K线圈(1K)、L线圈(1L)、M线圈(1M)尺寸相同，其内半径为3.30r，尺寸参数a、b分别为0.14、1.61；所述尺寸参数a为线圈的轴向高度与内直径的比值；所述尺寸参数b为线圈的外直径与内直径的比值；所述线圈组的各线圈具体安装高度为：B线圈(1B)与A线圈(1A)顶面等高；C线圈(1C)顶面距离A线圈(1A)顶面为3.03r；D线圈(1D)顶面距离A线圈(1A)顶面为6.05r；E线圈(1E)顶面距离A线圈(1A)顶面为9.08r；F线圈(1F)顶面距离A线圈(1A)顶面为0.32r；G线圈(1G)顶面距离A线圈(1A)顶面为1.34r；H线圈(1H)顶面距离A线圈(1A)顶面为2.36r；I线圈(1I)顶面距离A线圈(1A)顶面为3.38r；J线圈(1J)顶面距离A线圈(1A)顶面为7.72r；K线圈(1K)顶面距离A线圈(1A)顶面为8.74r；L线圈(1L)顶面距离A线圈(1A)顶面为9.76r；M线圈(1M)顶面距离A线圈(1A)顶面为10.78r。5.根据权利要求1所述的模拟深部太空星球重力场环境综合试验系统，其特征在于：所述线圈激励电源组由A稳压恒流直流电源(12A)、B稳压恒流直流电源(12B)、C稳压恒流直流电源(12C)、D稳压恒流直流电源(12D)、E稳压恒流直流电源(12E)、F稳压恒流直流电源(12F)、G稳压恒流直流电源(12G)、H稳压恒流直流电源(12H)和I稳压恒流直流电源(12I)组成；所述线圈激励电源组为线圈组提供大小可调的稳态直流电流，具体供电关系为：A稳压恒流直流电源(12A)为A线圈(1A)供电，B稳压恒流直流电源(12B)为B线圈(1B)供电，C稳压恒流直流电源(12C)为C线圈(1C)供电，D稳压恒流直流电源(12D)为D线圈(1D)供电，E稳压恒流直流电源(12E)为E线圈(1E)供电，F稳压恒流直流电源(12F)为F线圈(1F)和G线圈(1G)供电，G稳压恒流直流电源(12G)为H线圈(1H)和I线圈(1I)供电，H稳压恒流直流电源(12H)为J线圈(1J)和K线圈(1K)供电，I稳压恒流直流电源(12I)为L线圈(1L)和M线圈(1M)供电；所述稳压恒流直流电源与线圈之间均通过导线串联，电流大小和方向均可...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国庆，李瑞林，莫品强，赵光思，季雨坤，张嘉睿，严康，赵晓东，陈君，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32