载人航天生命保障技术

　　第1章 绪论
　　1.1 环控生保系统的功能和组成1
　　1.1.1 环控生保系统的功能1
　　1.1.2 环控生保系统的组成2
　　1.1.3 环控生保系统的分类3
　　1.2 ECLSS技术的发展及展望4
　　1.2.1 飞机环控生保系统5
　　1.2.2 潜艇环控生保系统5
　　1.2.3 阿波罗飞船的环控生保系统7
　　1.2.4 载人航天生保系统发展展望11
　　第2章 空间环境
　　2.1 近地空间大气环境14
　　2.1.1 地球大气的结构14
　　2.1.2 地球大气的物理特性15
　　2.1.3 真空环境的影响17
　　2.2 辐射环境18
　　2.2.1 基本概念19
　　2.2.2 空间电离辐射源19
　　2.2.3 空间辐射与轨道的关系23
　　2.2.4 空间辐射剂量23
　　2.2.5 空间辐射防护27
　　2.3 失重环境30
　　2.3.1 失重的物理原理30
　　2.3.2 失重生理效应31
　　2.3.3 微重力环境对环控生保系统工作的影响32
　　2.4 其他环境因素33
　　2.4.1 磁场33
　　2.4.2 流星与微流尘33
　　2.4.3 原子氧33
　　2.5 月球与火星环境34
　　2.5.1 月球34
　　2.5.2 火星35
　　第3章 载人航天生命保障系统的设计基础
　　3.1 人同环境的物质和能量交换37
　　3.1.1 人的物质需求37
　　3.1.2 人体生理代谢产物40
　　3.1.3 人体与环境的物质和能量交换41
　　3.2 适居的环境条件41
　　3.2.1 大气条件42
　　3.2.2 其他物理因素46
　　3.3 微重力环境中的气液分离46
　　3.3.1 表面张力与毛细现象46
　　3.3.2 失重状态下的气液分离49
　　3.4 载人航天环控生保系统设计方法51
　　3.4.1 应用系统工程学的方法论进行环控生保系统设计51
　　3.4.2 利用最优化设计技术进行环控生保系统设计53
　　3.4.3 环控生保系统的计算机仿真技术55
　　3.4.4 环控生保系统安全性和可靠性设计准则56
　　3.4.5 环控生保系统试验技术58
　　第4章 供气调压分系统
　　4.1 座舱压力制度61
　　4.1.1 总压选择61
　　4.1.2 稀释气体选择62
　　4.1.3 氧分压允许值62
　　4.1.4 舱压变化速率要求63
　　4.2 气体的储存63
　　4.2.1 氧气的储存63
　　4.2.2 氮气的储存69
　　4.3 供气调压系统工作原理70
　　4.3.1 座舱供气调压系统的组成70
　　4.3.2 “神舟”号飞船供气调压系统的工作原理74
　　4.4 供气调压系统的设计计算78
　　4.4.1 系统设计参数78
　　4.4.2 储气量计算78
　　4.4.3 供气自锁阀流通能力计算80
　　4.5 供气调压分系统分析建模80
　　4.5.1 系统描述与基本假设81
　　4.5.2 建立舱压变化数学模型81
　　4.5.3 自动供气特性分析82
　　第5章 座舱大气再生与污染控制
　　5.1 二氧化碳净化技术84
　　5.1.1 非再生式二氧化碳净化技术85
　　5.1.2 再生式二氧化碳净化技术89
　　5.1.3 二氧化碳还原技术100
　　5.2 空间制氧技术103
　　5.2.1 固态聚合物电解质水电解系统SPWE104
　　5.2.2 静态供水电解系统SFWE104
　　5.2.3 还原法制氧106
　　5.3 微量污染控制107
　　5.3.1 微量污染控制方法107
　　5.3.2 典型的乘员舱内微量污染控制方案108
　　第6章 温、湿度控制分系统
　　6.1 温、湿度控制分系统概述115
　　6.1.1 设计要求115
　　6.1.2 被动热控与主动热控技术116
　　6.1.3 热控系统的内回路和外回路116
　　6.1.4 热设计基本原则117
　　6.2 航天器热载荷计算118
　　6.2.1 航天器在轨道空间的热平衡118
　　6.2.2 空间热流119
　　6.2.3 航天器内热流121
　　6.3 被动热控技术122
　　6.3.1 热控涂层122
　　6.3.2 多层隔热材料124
　　6.3.3 热管126
　　6.3.4 相变储热129
　　6.4 主动热控技术130
　　6.4.1 辐射式主动热控技术130
　　6.4.2 传导式主动热控技术131
　　6.4.3 对流式主动热控技术133
　　6.5 热控系统冷源137
　　6.5.1 空间辐射器137
　　6.5.2 消耗性冷源138
　　6.6 湿度控制技术142
　　6.6.1 冷凝热交换器142
　　6.6.2 气/液分离装置143
　　6.7 典型温、湿度控制系统145
　　6.7.1 天空实验室热控分系统145
　　6.7.2 美国载人飞船的温、湿度控制分系统147
　　第7章 水管理技术
　　7.1 水的物质平衡149
　　7.2 水储存技术150
　　7.2.1 饮用水储存150
　　7.2.2 废水储存152
　　7.3 供水技术153
　　7.3.1 供水增压技术153
　　7.3.2 饮水工具155
　　7.4 水的微生物控制及灭菌技术157
　　7.4.1 巴式法灭菌技术157
　　7.4.2 “卤族元素”（氯、碘等）灭菌技术157
　　7.4.3 银离子消毒技术158
　　7.5 水回收再生技术159
　　7.5.1 尿液回收再生159
　　7.5.2 卫生废水的回收再生162
　　7.6 水质监测技术164
　　第8章 废物管理系统
　　8.1 尿的收集167
　　8.1.1 接触式尿收集器167
　　8.1.2 液/气流式尿收集器168
　　8.1.3 气流式尿收集器168
　　8.1.4 冷凝水和卫生用水的收集169
　　8.2 固态废物的收集和处理171
　　8.2.1 粪便的收集处理171
　　8.2.2 呕吐物的收集处理172
　　8.2.3 其他固态废物的收集处理173
　　8.2.4 固态废物的处理173
　　第9章 火情探测和灭火系统
　　9.1 微重力下燃烧的基本特点174
　　9.2 火情探测175
　　9.2.1 火情探测器175
　　9.2.2 火情探测器的选用与布置176
　　9.3 灭火系统176
　　9.3.1 灭火剂177
　　9.3.2 灭火方法177
　　9.3.3 失火后的清扫179
　　第10章 航天服
　　10.1 舱内航天服180
　　10.1.1 舱内航天服的结构181
　　10.1.2 舱内航天服的生保系统184
　　10.2 出舱航天服186
　　10.2.1 出舱航天服的结构186
　　10.2.2 航天服材料189
　　10.2.3 工效学要求189
　　10.3 出舱航天服生保系统192
　　10.3.1 概述192
　　10.3.2 供气调压系统193
　　10.3.3 通风与气体成分控制196
　　10.3.4 航天服的温控系统198
　　10.4 两种典型航天服的比较201
　　10.4.1 两种航天服的结构202
　　10.4.2 两种航天服的主要区别203
　　10.4.3 生保系统204
　　10.5 过渡舱系统209
　　10.6 航天员舱外活动的辅助装备210
　　10.6.1 固定及保险装置210
　　10.6.2 载人机动装置211
　　第11章 生物生命保障系统
　　11.1 概述214
　　11.2 CELSS的基本构成和工作原理215
　　11.2.1 以微生物为基础的CELSS215
　　11.2.2 以藻类为基础的CELSS216
　　11.2.3 以低等植物为基础的CELSS217
　　11.2.4 以高等植物为主体的综合CELSS217
　　11.3 CELSS研究的基本内容和方法219
　　11.3.1 CELSS研究的基本内容219
　　11.3.2 CELSS研究的基本方法220
　　11.4 CELSS关键技术研究概况220
　　11.4.1 空间植物品种选育研究221
　　11.4.2 空间植物栽培有关技术简述222
　　参考文献

　　    《载人航天生命保障技术》是航空航天院校飞行器环境与生命保障工程专业载人航天生命保障技术课程选用教材，系统介绍了载人航天环境控制与生命保障技术的基本理论。内容包括空间环境因素、环控生保系统的功能组成、载人航天生命保障系统的设计基础、供气调压分系统、座舱大气再生与污染控制、温湿度控制分系统、水管理技术、废物管理系统、火情探测与灭火系统、航天服系统以及生物生命保障系统等。为了便于对基本内容的深入理解，编入了一定数量的思考题。
　　    本教材既可作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生的课程教材，也可供从事相关领域研究的工程技术人员参考。