检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2024年第12期50卷 3788-3793页

作者：方泽农刘畅张传强徐亚威张红星苗建印北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094

环路热管具备无振动、传热能力强、控温精度高、传输距离远等优点,被广泛应用于航天器平台和载荷的热控制领域。控温精度和传热极限作为环路热管的关键性能参数,是环路热管设计和应用领域的研究重点。分析姿态和控温点位置对环路热管控... 详细信息

环路热管具备无振动、传热能力强、控温精度高、传输距离远等优点,被广泛应用于航天器平台和载荷的热控制领域。控温精度和传热极限作为环路热管的关键性能参数,是环路热管设计和应用领域的研究重点。分析姿态和控温点位置对环路热管控温精度的影响规律。研究发现,重力条件下环路热管姿态会影响储液器内气液分布。当储液器控温点处于饱和蒸气区时,控温精度达到±0.2℃,优于控温点处于纯液相区(±0.6℃)。同时,通过分析毛细芯内气液分布,对环路热管毛细极限预测模型进行修正。通过实验验证,修正后模型可以较好地预测环路热管的毛细极限。

关键词：环路热管储液器控温精度毛细极限气液分布

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跨临界CO_(2)热泵空间应用研究展望

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中国空间科学技术 2024年第1期44卷 23-33页

作者：牛子天付振东苗建印杨琦吴琪杨乐北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间热控技术北京市重点实验室北京100094

随着中国深空探测事业的发展,建立月球基地成为未来载人航天活动的趋势,采用基于跨临界CO_(2)热泵的热控系统可以实现高效散热,具备降低辐射器面积和热控系统重量的应用潜力。对跨临界CO_(2)热泵空间应用具备的优势进行了总结,包括实现... 详细信息

随着中国深空探测事业的发展,建立月球基地成为未来载人航天活动的趋势,采用基于跨临界CO_(2)热泵的热控系统可以实现高效散热,具备降低辐射器面积和热控系统重量的应用潜力。对跨临界CO_(2)热泵空间应用具备的优势进行了总结,包括实现辐射器高效散热、热泵系统更高性能系数、压缩机体积更小等。同时指出了跨临界CO_(2)热泵空间应用存在的难题,包括现有热力学模型无法适应空间应用、热泵在低/微重力下油气分离效率低等。基于现存的难题,提出了未来的研究重点,以指导跨临界CO_(2)热泵的后续研究及空间应用。

关键词：跨临界CO_(2)热泵月球基地 COP 航天器热控制油气分离低/微重力

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航天器用丙烯环路热管的研究现状与展望

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空间科学学报 2023年第4期43卷 670-682页

作者：贾志超李国广吴琪刘晨鹏刘畅刘思学张红星苗建印北京空间飞行器总体设计部、空间热控技术北京市重点实验室北京100094

环路热管是一种依靠毛细力驱动的高效两相传热装置,可解决高精度控温、大功率、远距离热传输等热控难题,广泛应用于各航天器。目前,大功率的航天器平台(例如新一代大功率通信卫星等)在存储或故障工况下,为维持辐射器生存温度需额外消耗... 详细信息

环路热管是一种依靠毛细力驱动的高效两相传热装置,可解决高精度控温、大功率、远距离热传输等热控难题,广泛应用于各航天器。目前,大功率的航天器平台(例如新一代大功率通信卫星等)在存储或故障工况下,为维持辐射器生存温度需额外消耗能源,补偿较大的加热功率;木星系、太阳系边际等深空探测任务要求热控系统拓展其低温适应性。上述空间任务对具有低温适应性的丙烯环路热管技术提出了迫切需求。相比常用的氨工质,丙烯具有低冰点(–185℃)特性,丙烯工质环路热管可在低温下存储和运行,空间应用时不存在冻结风险(航天器辐射器温度一般不低于–150℃),无需额外补偿加热,提高了热控系统的低温适应性和可靠性。本文分析了丙烯环路热管的理论建模、稳态性能和动态特性实验研究现状及典型空间应用形式,对未来研究工作提出了建议。

关键词：环路热管丙烯空间热控

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火星着陆发动机气凝胶材料热防护装置设计

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航空学报 2022年第3期43卷 55-63页

作者：郑凯饶炜向艳超张栋张冰强薛淑艳戴承浩叶青北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

大推力着陆发动机高温热防护技术对火星着陆任务安全至关重要。基于多级热辐射反射结构的常规发动机高温隔热屏在火星大气环境中使用时,因内部气体换热导致隔热性能显著衰减。为解决这一问题研发了一种基于气凝胶隔热材料的新型发动机... 详细信息

大推力着陆发动机高温热防护技术对火星着陆任务安全至关重要。基于多级热辐射反射结构的常规发动机高温隔热屏在火星大气环境中使用时,因内部气体换热导致隔热性能显著衰减。为解决这一问题研发了一种基于气凝胶隔热材料的新型发动机热防护装置。根据火星探测工程任务服役环境防隔热需求,建立了考虑低压气氛与高温热流边界影响的瞬态传热模型,开展了新型隔热系统的外形锥度、隔热层厚度等关键结构参数的优化设计,通过三维瞬态仿真分析及与发动机联合试车地面试验验证了设计有效性。气凝胶热防护装置成功应用于天问一号火星着陆巡视器,实现了对着陆发动机1500℃超高温的有效屏蔽。对在轨遥测数据进行反演分析,提出了基于气凝胶材料的高温隔热设计的优化改进方向。

关键词：火星探测着陆发动机气凝胶热防护高温隔热

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祝融号火星车纳米气凝胶隔热装置设计及应用

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航空学报 2022年第3期43卷 64-71页

作者：薛淑艳贾阳张冰强向艳超戴承浩王雪郑凯北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对火星表面低温大气环境下多层隔热组件隔热性能大幅衰减、不能满足火星车保温需求的难题,提出了一种新型、高效、轻质纳米气凝胶隔热装置设计方法,采用在真空和火星大气环境下导热率极低的纳米气凝胶为隔热材料,通过基于低导热复合... 详细信息

针对火星表面低温大气环境下多层隔热组件隔热性能大幅衰减、不能满足火星车保温需求的难题,提出了一种新型、高效、轻质纳米气凝胶隔热装置设计方法,采用在真空和火星大气环境下导热率极低的纳米气凝胶为隔热材料,通过基于低导热复合材料的盒盖式局部支撑封装、气凝胶与结构间填充缓冲泡沫进行多余物过滤、铺设反射屏进行辐射漏热隔离、开设排气孔等设计方法,解决了力学性能增强、多余物控制、辐射漏热隔离、快速泄复压等工程应用难题,成功完成纳米气凝胶在祝融号火星车的工程应用。地面试验测试结果表明,1400 Pa、二氧化碳气氛、25℃时纳米气凝胶隔热装置总导热系数低至0.0080 W/(m·K),有力保障了祝融号火星车舱内设备在零加热功率补偿条件下在轨温度仍处于允许范围内。火星车纳米气凝胶隔热装置总质量为5.95 kg,仅占火星车总质量的2.5%。

关键词：火星车纳米气凝胶隔热装置轻质封装隔热性能

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空间站机械臂末端执行器用导轨设计与验证

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北京理工大学学报 2024年第2期44卷 182-188页

作者：张文明杨旭王储胡成威北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端... 详细信息

针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端执行器用滚珠直线导轨研制为例,开展了导轨设计,并进行了导轨试验验证,确定了导轨采用滚珠溅射沉积MoS_(2)复合薄膜的固体润滑方案,间隙为0.04~0.05 mm,满足末端执行器在轨工作2000次以上的使用寿命要求.通过末端导轨试验可知,固体润滑的导轨载荷能力和使用寿命均显著下降,在空间机构用导轨研制过程中,须进行专项寿命试验,以验证导轨能否满足在轨使用要求.

关键词：机械臂末端执行器导轨设计验证

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祝融号火星车热控系统设计与验证

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中国科学：技术科学 2022年第2期52卷 245-252页

作者：向艳超张冰强薛淑艳郑凯戴承浩杨沪宁刘国强北京空间飞行器总体设计部北京100094 北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京重点实验室北京100094

低温、弱光照、低密度风场火面环境对祝融号火星车热控设计与验证提出严峻挑战.祝融号火星车热控设计采用"开源节流"思路,构建了基于火面太阳能原位利用技术的太阳能光-热转换与蓄能系统,及基于纳米气凝胶隔热技术的组合隔热... 详细信息

低温、弱光照、低密度风场火面环境对祝融号火星车热控设计与验证提出严峻挑战.祝融号火星车热控设计采用"开源节流"思路,构建了基于火面太阳能原位利用技术的太阳能光-热转换与蓄能系统,及基于纳米气凝胶隔热技术的组合隔热系统,解决了无核源供热条件下火星车保温用能源供给及系统保温设计难题.采用以热分析仿真为主验证热设计的思路,开展了低气压静态热平衡试验、低气压风场热平衡试验及热控产品性能测试等专项试验,验证了热分析模型的正确性,实现了火星车热设计地面充分验证,解决了因地面难以综合模拟火面热环境造成热设计验证困难的问题.祝融号火星车热控系统的成功设计与充分验证为探测器完成使命任务奠定了基础.

关键词：火星巡视器热控系统太阳能集热器纳米气凝胶

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空间大功率热源两相温控系统设计与仿真

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中国空间科学技术 2023年第4期43卷 104-110页

作者：刘庆志杨昌鹏徐侃赵欣北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间热控技术北京市重点实验室北京100094

为解决未来空间应用中大功率热源带来的温控问题,提出了集微槽道蒸发器、相变装置和热辐射器在内的泵驱两相流体回路热排散系统方案,在此基础上开展了系统仿真工作,对流体回路运行特性和温控能力进行了研究。仿真结果反映了大功率热源... 详细信息

为解决未来空间应用中大功率热源带来的温控问题,提出了集微槽道蒸发器、相变装置和热辐射器在内的泵驱两相流体回路热排散系统方案,在此基础上开展了系统仿真工作,对流体回路运行特性和温控能力进行了研究。仿真结果反映了大功率热源短时工作条件下两相流体回路温度、饱和压力和干度的变化特征,两相流体回路工作特性符合设计预期,60 kW分布式大功率热源峰值温度能够控制在70℃以下。对泵驱动能力过剩所带来的不利影响进行了仿真分析,得出了泵驱动能力过剩导致两相回路系统温差增大的结论。分析了蒸发器和相变装置换热性能对温控系统的影响。蒸发器换热性能降低后,热源温度将超出要求范围;相变装置换热性能降低后,泵可能受到气蚀影响。

关键词：大功率热源两相流体回路系统仿真驱动能力过剩换热性能

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嫦娥五号轻量化泵驱单相流体回路热总线设计及实现

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航空学报 2022年第12期43卷 158-167页

作者：宁献文徐侃王玉莹蒋凡北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094

针对嫦娥五号着陆上升组合体月面无人自动采样任务中面临的热控难题,提出一种轻量化泵驱单相流体回路热总线及设计方法,通过热总线将结构板式固定辐射散热面、消耗型散热装置高温水升华器构建为一套组合式热沉,实现了探测器组合体能量... 详细信息

针对嫦娥五号着陆上升组合体月面无人自动采样任务中面临的热控难题,提出一种轻量化泵驱单相流体回路热总线及设计方法,通过热总线将结构板式固定辐射散热面、消耗型散热装置高温水升华器构建为一套组合式热沉,实现了探测器组合体能量的一体化调度管理与在轨分离重构,热总线系统干重15 kg,占热控系统重量的比例在20%以下。在轨飞行结果表明:轻量化泵驱单相流体回路热总线工作正常,管路沿程温差小于7℃,热排散能力达30 W/kg。上升器月面起飞前热总线分离重构过程中工质排放压力变化曲线与地面实验结果一致。流体回路热总线在轨各项性能指标均符合设计预期,验证了轻量化泵驱单相流体回路热总线技术的合理性与可行性,亦可为其他类型航天器热控设计提供参考。

关键词：嫦娥五号热控热总线流体回路水升华器

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轨道倾角对地球同步轨道通信卫星外热流影响分析

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航天器工程 2023年第5期32卷 78-84页

作者：金迪韩崇巍李匡迪乔心全杜卓林北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094

我国传统地球静止轨道(GEO)卫星外热流经验已不满足当前地球同步轨道(GSO)通信卫星热设计需求。为此,文章针对小倾角GSO卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星开展姿态控制策略、轨道倾角及升交点赤经对卫星外热流的影响规律研究。分析结果... 详细信息

我国传统地球静止轨道(GEO)卫星外热流经验已不满足当前地球同步轨道(GSO)通信卫星热设计需求。为此,文章针对小倾角GSO卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星开展姿态控制策略、轨道倾角及升交点赤经对卫星外热流的影响规律研究。分析结果表明:对于小倾角GSO卫星,姿态与轨道升交点赤经对南北面外热流有不容忽视的影响;对采用实时偏航控制的IGSO通信卫星,应关注太阳翼红外热流对卫星本体的影响。

关键词：地球同步轨道通信卫星轨道倾角升交点赤经偏航姿态外热流

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