当下航天技术飞速发展,大量航天器被发射至太空中,空间碎片的增多使太空环境日益严峻,严重影响了航天器在轨运行的安全性与可靠性。载人航天器由于暴露面积大、在轨飞行时间长等原因,空间碎片撞击的风险大大增加,即使在采取防护设计前提下,严重的撞击事件将导致航天器部组件损坏、甚至引起系统级的失效和航天员伤亡,进而影响在轨使命和任务。航天员需要长期在轨驻留载人空间站系统,开展微重力环境下空间探测等科学研究任务。航天员的功能状态直接影响作业绩效和飞行安全,我国对航天员的功能状态分析尚处于起步状态,在航天员易损性分析方面存在着大量空白。而载人航天器的密封舱泄漏所导致的航天员伤亡,是航天员失效的最主要原因之一。因此,开展密封舱内穿孔泄漏条件下航天员失压、缺氧失效模式的研究是十分必要的。针对上述问题,为精准分析航天员易损性,本文基于理论公式建立了舱内环境参数模型。密封舱气体泄漏由于外部环境特殊,舱体体积庞大等因素,地面实验困难。本文采用CFD技术,针对碎片云撞击密封舱可能形成的泄漏孔形状、泄漏孔分布,进行泄压后环境参数(泄漏速度、气体质量流量和舱内压力)变化规律的分析,并总结舱内不同位置处的舱内压力的变化规律。基于理论公式和变化规律,建立舱内环境参数模型,为航天员和载人航天器易损性分析提供数据支持。应用建立的舱内环境参数模型进行航天员易损性分析。由舱内减压对航天员可能产生的几类危害出发,进行航天员易损性分级,并根据分级情况结合环境参数模型进行航天员易损性分析。综合考虑载人航天器中生保环控系统的冗余设备——应急补气设备,分析补气设备不工作状态下的航天员所需逃生时间以及可控的最大泄漏孔直径,并对补气设备工作状态下的补气模式及补气速率进行分析。进行密封舱气体泄漏产生的喷气反作用力对舱体姿态扰动的研究。建立密封舱姿态运动学、动力学模型和气动力、气动力矩模型。应用模型进行数值模拟计算,分析喷气反作用力对密封舱产生的姿态角和角速度响应及响应规律。结果表明:密封舱穿孔泄漏产生的喷气反作用力不会对密封舱姿态产生影响。