国家标准计划《载人航天器组合体空气环境综合试验方法》由 TC570（全国载人航天标准化技术委员会）归口 ，主管部门为中央军委装备发展部。

主要起草单位 北京空间飞行器总体设计部 。

本标准制定的主要目的是规范和指导载人航天器组合体空气环境控制系统验证试验方案制定和试验实施。

国外以国际空间站为代表的长期载人型号是由多个密封舱体在轨组装形成的组合体。

我国载人航天工程二期阶段，目标飞行器（TG-1）或天宫实验舱（TG-2）在有人驻留期间会与载人飞船对接形成两舱组合体。

天宫空间站是由核心舱、问天实验舱和梦天实验舱在在轨形成的三舱组合体，期间还会对接载人飞船和货运飞船等来访飞行器。

因此，国内外支持航天员中长期驻留的载人型号均为组合体构型。

航天员在载人航天器组合体密封舱驻留时，需要控制各个密封舱内空气温度、相对湿度、氧分压、CO2分压等空气环境满足医学要求，例如我国天宫空间站空气温度允许范围19℃~26℃，相对湿度30%~70%.RH，氧分压20kPa~24kPa，CO2分压不超过0.8kPa。

同时，为确保航天员舒适性，还要控制各个密封舱空气温度和空气成分满足均匀性要求，例如人活动区空气温差不能超过4℃。

这就要求从整体层次上对载人航天器组合体空气环境控制进行设计，可以采取各舱空气环境独立控制模式，也可采取若干舱体在舱间通风支持下对组合体各舱空气环境集中控制的模式，或者是两种模式的结合。

例如，我国天宫空间站，核心舱对组合体空气成分集中控制，对来访飞行器进行空气环境和热支持，核心舱、问天和梦天各自负责本舱空气温度控制。

而国际空间站是由美国实验舱（Lab）、哥伦布舱（COF）等少数舱体通过舱间通风对组合体空气环境进行集中控制。

国内外载人航天器组合体均是在轨逐渐组装完成，组合体构型不断演变，组合体空气环境控制系统工作模式也越发复杂，鉴于组合体空气环境控制的重要性和复杂性，载人组合体型号需要在初样和正样阶段开展空气环境控制验证试验，对不同构型、不同工作模式下组合体空气环境控制情况进行全面验证。

目前，国内外有两种组合体空气环境验证方法。

（1）国际空间站验证方法 国际空间站地面研制阶段1：1投产了美国部分主要舱体模拟舱，模拟舱构型、空气环境控制设备状态与真实舱体一致，按照真实构型搭建组合体，在常温常压环境下开展组合体空气环境验证试验，使用乘员代谢模拟装置和地面冷源等地面设备，对氧气、CO2、水蒸气等空气成分的产生、输运和处理进行1：1模拟。

国际空间站采取的空气环境验证试验方法，可以确保舱体热边界、舱间流场传质、空气成分浓度场控制的真实性，但需要1：1投产较多模拟舱，且需要较多地面设备模拟各类空气成分的产生和处理，试验代价大，周期长，对试验场地要求高，且这套试验设备针对性较强，难以扩展应用至其他型号。

（2）我国天宫空间站验证方法 天宫空间站研制阶段，提出一套适用于我国载人航天器空气环境验证的试验方法，方法要点为： 1）参试舱体在常压环境水平放置，通过调节常压环境温度，使密封舱总漏热量等效，并结合局部温度修正，确保常压环境下舱体热边界条件准确性； 2）基于仿真分析，选择合理特征尺寸的缩比小舱模拟组合体舱间流场和传质，不需凑齐全套初样舱体或投产模拟舱； 3）基于仿真分析，选择水蒸气作为标的物表征各类空气成分浓度场分布，在不影响准确性前提下缩小地面配套设备规模。

通过上述方法，组合体空气环境验证试验只需使用参试舱体+缩比小舱和水蒸气模拟/收集装置，在常压环境下开展试验，即确保了试验全面性、有效性，也显著降低了对试验场地和实施的要求，缩小了试验代价。

在我国天宫空间站初样研制阶段，使用该试验方法成功开展了核心舱常压试验、核心舱和问天通风流场试验，全面验证了空间站正常和故障工作模式下空气环境控制系统工作性能，密封舱内空气温度和成分输运和分布情况，显著降低了地面验证试验经济成本。

目前，空间站已经组装建造完毕，转入运营阶段，组合体各舱空气环境控制范围和均匀性均满足指标要求，证明了空气环境验证试验方法的有效性和成熟性，具备编制标准的条件，对该试验方法进行规范和固化，形成标准，可用于指导后续载人型号组合体空气环境验证试验的开展。

空间站运营阶段，还将对接扩展舱、各类来访飞行器、国际合作舱体等，新对接的舱体纳入空间站组合体整体空气环境控制范畴。

由于组合体构型不断演变，这些后续对接的舱体会显著改变组合体现有舱内和舱间通风流场形式，以及组合体空气环境控制工作模式。

应用本标准在这些型号初样研制阶段开展空气环境验证试验，可全面、有效验证单舱和组合体状态下空气环境控制系统功能性能，且能显著缩短试验周期，节省试验经费。

随着我国载人航天事业的发展，载人登月等其他载人航天器组合体型号也将面临组合体空气环境验证需求，本标准的制定对后续载人航天型号空气环境控制系统验证试验有效、全面、经济的实施同样具有规范和指导意义。

本标准规定了在常压环境下开展的载人航天器组合体空气环境综合验证试验的试验目的和试验方法，包括人活动区热边界条件设定方法、舱间通风模拟方法、空气成分测试方法、工况设置要求、地面冷源配置要求、数据修正要求。 本标准适用于载人航天器组合体空气环境综合验证试验。 1 范围 2 引用文件 3 术语和定义 4 试验目的 5 载人航天器参试舱体热边界条件分析确定方法 5.1 密封舱总漏热量分析 5.2 对标常压环境温度分析 5.3 密封舱分区局部漏热量偏差分析 5.4 人活动区边界温度偏差分析 6 载人航天器组合体舱间流场模拟方法 6.1 缩比小舱特征尺寸分析确定方法 6.2 参试舱体功能区模拟舱间流场分析方法 7 载人航天器组合体空气成分浓度场模拟方法 8 数据采集和处理要求 8.1 数据采集要求 8.2 数据处理要求 8.3 空气温度对比修正要求