Thử nghiệm chân không nhiệt tồn tại vì quá trình truyền nhiệt chi phối một sản phẩm trên mặt đất biến mất khi ở trên quỹ đạo. Ở một atmotphe, nhiệt di chuyển bằng đối lưu và dẫn nhiệt. Trong môi trường gần chân không của không gian hầu như không có đối lưu, nên đường truyền chiếm ưu thế là bức xạ. Cùng một điểm đặt tạo ra nhiệt độ bề mặt khác nhau, gradient khác nhau và phản hồi chậm hơn. Để tái tạo môi trường nhiệt không gian trên mặt đất, chân không và nhiệt độ phải được kiểm soát cùng nhau.
Chân không và nhiệt độ được ghép nối
Buồng chân không nhiệt kiểm soát áp suất và nhiệt độ cùng lúc và bổ sung một tấm chắn. Tấm chắn là bề mặt bên trong được phủ đen, làm lạnh sâu, thay thế cho bể lạnh của không gian: nó hấp thụ bức xạ từ thiết bị giống như môi trường. Mức chân không đặt ra độ dẫn khí dư và nguy cơ phóng điện; nhiệt độ tấm chắn đặt ra ranh giới bức xạ. Hai yếu tố này được chỉ định như một vì kết quả thử nghiệm phụ thuộc vào cả hai.
Không giống buồng độ cao
Buồng độ cao tái tạo áp suất của chuyến bay trong khí quyển — từ áp suất bình thường xuống mức 500 Pa — và được dùng cho chênh áp, độ kín và corona. Buồng chân không nhiệt đạt mức chân không cao hơn và mang tấm chắn lạnh, được dùng cho cân bằng nhiệt và kiểm tra chu trình nhiệt của tàu vũ trụ, tải trọng và hệ thống con. Trước khi chọn máy, hãy xác định yêu cầu là “độ cao” hay “môi trường nhiệt không gian”; hai điều này cần các buồng khác nhau.
Tiêu chuẩn nào xác định yêu cầu
- NASA GEVS, GSFC-STD-7000B, Mục 2.6.3, Kiểm tra chân không nhiệt — đưa ra yêu cầu kiểm tra, thông số thử nghiệm, mô phỏng môi trường và yêu cầu chấp nhận. GEVS không phải là một đặc tả buồng TVAC phổ quát duy nhất; các điều kiện áp dụng được suy ra từ môi trường nhiệm vụ, cấu hình thiết bị, phân tích nhiệt và mục tiêu kiểm tra.
- ECSS-E-ST-10-03C Rev.1, Thử nghiệm — tiêu chuẩn kỹ thuật không gian châu Âu về kiểm tra bằng thử nghiệm các phần tử và thiết bị phân đoạn không gian trên mặt đất, bao gồm thử nghiệm định chuẩn, chấp nhận và chân không nhiệt.
- Đặc tả chương trình và khách hàng, xác định các mức cụ thể theo nhiệm vụ.
Vì sao nhiệt độ tấm chắn quan trọng
Trong chân không, mẫu vật chỉ có thể mất nhiệt bằng cách bức xạ tới bất cứ thứ gì nó nhìn thấy. Nếu tấm chắn ấm, bể bức xạ ấm và nhiệt của chính thiết bị không thể thoát ra, nên thử nghiệm không đủ tải. Đó là lý do tấm chắn được chỉ định lạnh — đủ sâu để thay thế cho bể lạnh của không gian — và vì sao nhiệt độ tấm chắn, chứ không chỉ nhiệt độ không khí trong buồng, là thông số được kiểm soát.
Những gì cần xác định khi chỉ định buồng chân không nhiệt
Hãy xem xét cùng một danh sách mỗi lần: nhiệt độ tấm chắn và hình dạng tấm chắn; mức chân không mục tiêu; dải nhiệt độ và phương pháp kiểm soát; tản nhiệt của mẫu vật và đường truyền nhiệt của nó tới tấm chắn; thời gian thử nghiệm; và mục đích thử nghiệm — cân bằng nhiệt, chu trình nhiệt, định chuẩn hay chấp nhận. Vì đặc tả xuất phát từ nhiệm vụ, nó được viết cùng với kỹ sư phụ trách mô hình nhiệt thay vì từ danh mục. Liên hệ với chúng tôi để xem xét các điều kiện cho một nhiệm vụ cụ thể.