光学舱推进剂补加过程的热分析仿真与试验研究

作     者：卢威 张宁莉 王帅 丰茂龙 范含林 LU Wei;ZHANG Ningli;WANG Shuai;FENG Maolong;FAN Hanlin

作者机构：北京空间飞行器总体设计部北京100094 航天器热控全国重点实验室北京100094 

出 版 物：《西北工业大学学报》 (Journal of Northwestern Polytechnical University)

年 卷 期：2024年第42卷第3期

页      面：498-505页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082504[工学-人机与环境工程] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主　　题：光学舱 推进剂补加 热控制 热分析 压气机 液冷模块 环路热管 

摘      要：推进剂补加是确保光学舱在轨长寿命工作的重要功能,补加过程面临的热环境条件比以往任务恶劣,全过程热控制十分必要。针对光学舱推进剂补加过程的复杂传热新问题,建立包含压气机、液冷模块和环路热管等部件的光学舱平台集成热数学模型,进行热分析仿真研究,并开展系统级热试验。对比高温和低温2种补加条件的瞬态热分析和热试验结果,研究传热关系和温度变化规律;针对热试验中垂直热管因重力因素从不运行至运行的瞬态过程,提出一种变热导率仿真方法;提出高温补加优化设计方案并进行在轨预示。结果表明:瞬态仿真结果与试验结果吻合良好,验证了热分析方法和仿真模型的准确性和有效性;在轨补加采用压气机本体预热并启动2套环路热管,压气机的最高温度≤34.1℃,预热总功耗50 Wh,满足指标要求。研究结果对于光学舱停靠空间站期间的推进剂补加流程设计具有一定参考价值。