航天生命保障系統01031101班RQW航天生命保障系統概述航天器面臨的太空環境極端溫度環境：直接照射面，高達100℃以上。而背陰面，溫度則可低至-100℃~-200℃高能粒子,宇宙射線失重和微重力環境高度真空生保系統：航空器VS航天器短時間環控系統救生系統長時間艙內大氣環境物質保障，廢物處理救生系統航天生命保障系統概述mindmap一.引言生命活動物質保障：氧氣.水.食物.微量元素生命活動產生廢物：氣體.液體.固體航天生命保障的基本任務就是：為航天員儲存足夠的水和食物，收集和處理廢物，使航天員的生命活動得以正常進行。航天員在太空好好活著，就是他們最重要的工作。應急生保系統——保證在緊急情況下給及時給航天員提供應急供養，確保航天員生命第一物質的不間斷供給。煙火檢測與滅火等安全技術——確保安全，在技術上，滅火的實施及滅火后處理有賴于環控生保技術的支持。艙外活動生命保障系統——為出艙執行任務的航天員提供生命保障的個人攜帶環控生保系統，由艙外航天服，供養調壓，通風凈化，濕溫度控制和監控等分系統構成的相對獨立的環控生保系統。二.生保系統的任務和功能1.人的生存壞境和生命保障條件2.人體與環境間的物質和能量交換3.生保系統的具體任務和功能4.煙火檢驗與滅火功能5.航天員艙外活動生保功能1.人的生存壞境和生命保障條件無癥狀區：<3km氣壓>70kpa氧分壓>14.7kpa代償區：3~5km氣壓70~54kpa氧分壓14.7~11.3kpa

復雜精細工作能力↓繁重體力勞動能力↓障礙區：5~7km氣壓54~40.9kpa氧分壓11.3~8.6kpa

腦力體力↓↓智力障礙表現明顯危險區：>7km氣壓<40.9kpa氧分壓<8.6kpa

智力，運動協調能力嚴重影響，很快喪失意識第一大要素：氧氣第二大要素：水

每人每天需要2.5kg飲水，此外還需要大量衛生用水。無水情況下人通常只能存活3天。第三大要素：食物

主要成分：脂肪，蛋白質，糖類2.人體與環境間的物質和能量交換環控系統與航天員四大關系（1）艙內大氣間的物質和能量交換關系每人每天耗氧0.9kg產生二氧化碳1.0kg有害物質：有機酸，醛類，酮類，醇類等人均排濕量：1.2kg（2）水交換關系人均攝水量：2kg（飲水）+0.5kg（食物含水）=2.5kg人均排水量：1.2kg(排濕量)+1.55kg（尿液含水）

+0.15kg（糞便含水）=2.9kg

排水量-攝水量=2.9kg-2.5kg=0.4kg(人機體代謝產水量)

（食物氧化過程）（3）總物質平衡關系人體氧氣：0.9kg水：2.5kg食品（干狀態）：0.6kg總計：4kg二氧化碳：1.0kg廢水：2.9kg固體雜質：0.1kg總計：4kg總量平衡（4）能量消耗與平衡關系比例：4：1：1理論值：Q=(4×17.2+1×39+1×17.2)×600/6=12500KJ=145W日均消耗能量（排熱量）3.生保系統的具體任務和功能基本任務：為航天員創造一個基本的生存環境，提供生命活動必需的物質保障條件，確保身體健康，工作效率和生命安全。主要功能：座艙大氣環境控制，生命活動物質條件保障，應急狀態下生命保障，艙外活動時生命保障及防火滅火等。五大功能（1）座艙大氣環境參數控制功能

作用：艙內創造適宜生存大氣環境（最適環境接近海平面大氣環境）具體功能：a.儲氧氮氣，或再生氧氣

b.供氧補氧，保持總壓，氧分壓

c.收集控制二氧化碳及有害氣體

d.強迫通風，控制溫度，濕度，風速（2）生命活動物質條件保障功能具體功能a.儲存和供給足夠的水b.收集處理廢水c.食品的儲存供給配置d.廢物處理和衛生保障e.人員休息，睡眠，文娛，健身等活動空間站內凈水裝置（3）應急狀態下的生命保障功能主要三大應急情況：a.電源應急：當電源故障造成供電不足，會關掉一些與飛行無關的設備（如科學試驗項目等），甚至降低環控系統的舒適程度，來確保環控生保系統用電。b.溫度應急：當主冷源系統或溫濕度系統故障，會造成艙內氣溫，濕度增高，降低了舒適度，影響航天員身體健康，工作效率，所以應配置備份溫濕度控制設備。c.壓力應急：當供氣調節設備發生無法排除故障或座艙密封破壞，座艙壓力會迅速下降，這是應利用壓力應急系統應急供養。如果航天器規模較大，必須采用多艙制設計。（4）煙火檢測與滅火功能：載人航器設計和安全的首要任務，尤其是長期載人航天任務。（5）航天員艙外活動生命保障功能：為航天員出艙進行艙外設備維護，安裝和取回艙外設備儀器，進行空間結構組裝，以及進行運輸飛船裝卸貨物和液體加注等空間作業提供的背包式環控生保系統。三.生保系統的種類根據物質的循環方式，物質能否再利用為依據：1.非再生式生保系統2.物理/化學再生式生保系統3.生物再生式生保系統（1）非再生式生保系統（儲存或消耗式生保系統）利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面乘員呼吸和體表蒸發需收集，作蒸發制冷水源或排外或帶回地面地面攜帶（衣物，臥具，個人衛生用品）利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源乘員呼吸和體表蒸發需收集，作蒸發制冷水源或排外或帶回地面人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源地面攜帶（衣物，臥具，個人衛生用品）乘員呼吸和體表蒸發需收集，作蒸發制冷水源或排外或帶回地面人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧乘員呼吸和體表蒸發需收集，作蒸發制冷水源或排外或帶回地面人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧地面攜帶（衣物，臥具，個人衛生用品）乘員呼吸和體表蒸發需收集，作蒸發制冷水源或排外或帶回地面人均每天產生3kg廢物，長期飛行則收集定期運回地面用消耗性氫氧化鋰，超氧化物活性炭和常溫催化劑吸收或吸附地面攜帶，耗量大于氣源利用高壓氣瓶或低溫超臨界液態儲存氧源，氮源或利用化學產氧（2）物理/化學再生式生保系統把乘員生命活動中產生的廢物，廢水，廢氣，利用物理化學反應再生，制造出氧氣，純凈水和食物，這是一項復雜困難的工程技術任務。二氧化碳高溫催化與氫氣還原反應生成水和甲烷，水電解放出氧氣水蒸氣，尿液，洗滌水經水凈化器作為純凈