检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2023年第3期44卷 684-689页

作者：何发龙杜王芳赵建福苗建印张红星刘思学刘畅中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190 中国空间技术研究院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 中国科学院大学工程科学学院北京100049 天津城建大学能源与安全工程学院天津300384

冷凝换热是两相热控系统中的重要物理过程。细致分析不同作用力影响下流动冷凝过程中的气液行为及其换热性能的影响,对冷凝器优化与设计具有一定指导意义。本文采用三维瞬态VOF模型仿真分析了水平细微管内氖工质管内流动冷凝过程,基于... 详细信息

冷凝换热是两相热控系统中的重要物理过程。细致分析不同作用力影响下流动冷凝过程中的气液行为及其换热性能的影响,对冷凝器优化与设计具有一定指导意义。本文采用三维瞬态VOF模型仿真分析了水平细微管内氖工质管内流动冷凝过程,基于网格无关性分析和实验流型对比,验证了模型的可靠性。分析了质量通量、管径及重力效应对氖工质流动冷凝换热系数及截面气液分布的影响。研究结果表明,质量通量增加、管径减小会提高流动冷凝换热效率,重力效应对冷凝换热效率的影响主要取决于截面气液分布,随着干度变化呈现出重力无关、强化换热和恶化换热三种状态。

关键词：流动冷凝低温工质换热系数重力效应

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嫦娥五号探测器热平衡试验方案设计与实现

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中国空间科学技术 2021年第6期41卷 132-137页

作者：宁献文蒋凡陈阳张栋王玉莹薛淑艳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

针对嫦娥五号探测器热平衡试验中面临的难题,在分析以往国内外航天器热平衡试验技术现状基础上,依据验证充分、有效与全面的原则,构建出一套探测器热平衡试验方案,提出一种基于“专用红外吸收式空间外热流模拟方式”的热平衡试验方法,... 详细信息

针对嫦娥五号探测器热平衡试验中面临的难题,在分析以往国内外航天器热平衡试验技术现状基础上,依据验证充分、有效与全面的原则,构建出一套探测器热平衡试验方案,提出一种基于“专用红外吸收式空间外热流模拟方式”的热平衡试验方法,设计了典型试验工况,同时优化了试验技术流程。地面热平衡试验结果结合在轨飞行数据表明:热平衡试验方案能够有效验证热控设计的正确性,专用红外吸收式外热流模拟装置偏差造成的温度影响不超过2℃,热平衡试验工况设置合理,技术流程优化,热分析模型相关性工作可使热分析模型更加准确可信。

关键词：嫦娥五号热控热设计热平衡空间外热流

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航天器用低温多层隔热性能计算方程

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中国空间科学技术 2021年第2期41卷 63-70页

作者：张暘赵剑锋韩崇巍张宁莉宁博杜卓林赵欣赵啟伟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

航天器常用有效发射率表征多层的隔热性能,其经验值范围为0.02~0.04,经验值仅与多层单元数有关,不随温度变化。有效发射率经验值的适用条件是多层的热面温度约-10℃~50℃,多层的冷面不照太阳。使用条件偏离得越多,有效发射率的经验值导... 详细信息

航天器常用有效发射率表征多层的隔热性能,其经验值范围为0.02~0.04,经验值仅与多层单元数有关,不随温度变化。有效发射率经验值的适用条件是多层的热面温度约-10℃~50℃,多层的冷面不照太阳。使用条件偏离得越多,有效发射率的经验值导致的计算偏差就越大。针对该问题,提出采用辐射项加导热项的混合传热模型,取代传统的纯辐射模型,并给出了方程中导热项系数和辐射项系数的计算方法。以国产10单元多层为例,给出了方程系数的详细计算过程,该系数已用于工程实际。用多种工况验证了该方程的准确性,并阐述了纯辐射模型导致较大偏差的问题根源。采用混合传热模型使高温/低温区的计算偏差从20℃降低至5℃。混合传热模型比纯辐射模型更适于描述多层的传热过程。最后,研究了选取多层隔热性能热平衡试验工况的原则。

关键词：多层隔热性能计算方程纯辐射模型有效发射率混合传热模型导热项辐射项

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火星表面热环境对航天器热控影响分析

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中国空间科学技术 2021年第2期41卷 55-62页

作者：张冰强向艳超薛淑艳郑凯钟奇张有为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

火星大气对太阳辐射产生吸收和散射作用,同时还将与火星表面航天器发生对流换热。热设计时难以直接评估对流、辐射和导热三种换热对航天器的影响,从而确定主要的控温途径。在调研火星表面辐射、大气等热环境的基础上,从线性化传热系数... 详细信息

火星大气对太阳辐射产生吸收和散射作用,同时还将与火星表面航天器发生对流换热。热设计时难以直接评估对流、辐射和导热三种换热对航天器的影响,从而确定主要的控温途径。在调研火星表面辐射、大气等热环境的基础上,从线性化传热系数和对流辐射比的角度对比分析了辐射、对流和导热对航天器的影响。器表辐射传热系数随光学属性和温度的变化范围为0.3~1.4 W/(m^(2)·℃),对流传热系数随风速变化为0.2~1.5 W/(m^(2)·℃),器内导热传热系数可控制在0.25 W/(m^(2)·℃)以下。结果表明,太阳辐射较火星表面和天空辐射而言是主要外热源,航天器表面的辐射和对流换热为两条并联换热途径,两者均可成为主要换热途径,器内导热传热是控制航天器内外隔热的主要可控因素。

关键词：火星热环境对流换热辐射换热导热换热航天器热控

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空间站流体回路/热管耦合式热辐射器性能研究

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上海航天（中英文） 2023年第5期40卷 88-93页

作者：丰茂龙来霄毅韩海鹰李振宇黄磊曹剑峰北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间热控技术北京重点实验室北京100086 上海宇航系统工程研究所上海201109

空间热辐射器担负着航天器内部多余热量向外太空排散的任务,是航天器热控系统的关键设备,尤其是载人航天器,辐射器需要满足长寿命、高可靠度、高稳定性的要求,目前已发射的载人航天器均采用流体回路辐射器。对中国空间站流体回路/热管... 详细信息

空间热辐射器担负着航天器内部多余热量向外太空排散的任务,是航天器热控系统的关键设备,尤其是载人航天器,辐射器需要满足长寿命、高可靠度、高稳定性的要求,目前已发射的载人航天器均采用流体回路辐射器。对中国空间站流体回路/热管耦合式辐射器进行试验研究,得出辐射器散热性能的变化规律。首先论述试验方案和试验过程,并给出试验结果数据;然后通过对试验数据分析,得出辐射器传热热阻,以及散热能力随流体回路参数及外热流参数的变化规律;最后基于试验数据,完善辐射器仿真分析模型,并与试验典型工况进行对比分析,实现仿真模型与试验数据的良好吻合,仿真模型可用于辐射器在轨工作性能预示分析。实验分析结果对航天器空间辐射器设计具有一定的参考意义,可为航天器整舱热平衡试验方案及辐射器在轨工作状态设置提供数据支持。

关键词：空间站(CSS) 辐射器流体回路热管试验仿真

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空间机械臂在轨维护任务规划与验证研究

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上海航天（中英文） 2023年第5期40卷 65-70页

作者：朱超孔旭曾磊胡成威王友渔张文明空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094

随着我国空间站建设和载人航天计划的进一步实施,航天员舱外活动将成为实现复杂空间操作的重要任务。为了确保航天员在轨维护空间机械臂的任务规划切实可行与工作效率,需要将航天员在轨维护流程、工具装置操作过程进行仿真分析与地面试... 详细信息

随着我国空间站建设和载人航天计划的进一步实施,航天员舱外活动将成为实现复杂空间操作的重要任务。为了确保航天员在轨维护空间机械臂的任务规划切实可行与工作效率,需要将航天员在轨维护流程、工具装置操作过程进行仿真分析与地面试验验证。航天员在轨维护空间机械臂的任务是系统性工程,涉及维修流程设计、备件转移、航天员操作空间分析和操作能力分析等多方面内容。以航天员舱外维护空间机械臂为背景,建立空间站运营中航天员在轨维护机械臂的任务规划与验证系统,验证航天员可达性及维修过程可操作性分析,评估航天员在轨维护梦天舱机械臂任务设计的合理性,为后续开展航天员舱外活动训练与实施提供理论依据。

关键词：空间站在轨维护舱外活动航天员空间机械臂

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碳基高导热材料及其在航天器上的应用

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中国空间科学技术 2022年第1期42卷 131-138页

作者：童叶龙陶则超李一凡刘占军江利锋殷亚州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 中国科学院山西煤炭化学研究所太原030001

在分析航天器对于高导热材料的需求及应用特点的基础上,将碳基导热材料分为高导热石墨扩热板和高导热柔性石墨膜,总结了其在航天器上的典型应用场景。高导热柔性石墨膜可用于复杂结构等温化设计、柔性热传输等,高导热石墨扩热板可用于... 详细信息

在分析航天器对于高导热材料的需求及应用特点的基础上,将碳基导热材料分为高导热石墨扩热板和高导热柔性石墨膜,总结了其在航天器上的典型应用场景。高导热柔性石墨膜可用于复杂结构等温化设计、柔性热传输等,高导热石墨扩热板可用于大功率元器件或设备扩热与传输。针对现有柔性导热材料柔韧性差、尺寸小、厚度薄等应用瓶颈,采用固相发泡技术制备石墨气泡,再通过机械辊压将其压制成表面含“褶皱”的石墨膜,利用热塑性加工技术,研制了热导率优于750 W/(m·K)的亚毫米级厚的高导热柔性石墨膜,将抗拉强度由6 MPa提高至20 MPa,厚度由几十微米提高至亚毫米级,同时使其尺寸可延展,将其应用于航天器大型载荷安装结构,温度梯度由8.9℃减小到2.5℃,可有效提高航天器低热导率结构件的等效热导率;采用高温热压技术制备高导热石墨基材,并通过磁控溅射的方式在石墨表面完整沉积金属镀层,解决了表面掉黑的问题,成功应用于某卫星固态存储器大功率器件散热。

关键词：航天器热控制扩热板石墨材料温度梯度热导率

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多臂协作式小天体附着取样机器人机械系统

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哈尔滨工业大学学报 2022年第1期54卷 1-8页

作者：赵志军全齐全潘博危清清赵京东空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室(北京空间飞行器总体设计部) 北京100092 机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

为解决探测器在弱引力、特性未知小天体表面的附着取样难题,提出一种融合着陆缓冲、附着固定、取样、放样等核心功能为一体的附着取样一体化机器人设计方案。基于腿臂复用,提出多臂协作主动自适应式着陆缓冲方案;利用超声波钻钻压力小... 详细信息

为解决探测器在弱引力、特性未知小天体表面的附着取样难题,提出一种融合着陆缓冲、附着固定、取样、放样等核心功能为一体的附着取样一体化机器人设计方案。基于腿臂复用,提出多臂协作主动自适应式着陆缓冲方案;利用超声波钻钻压力小、硬质岩石表面钻进效率高的特点,提出针对岩石类小天体的超声波钻式附着固定方案;针对星表特性不确定,取样适应性要求高的需求,提出砂轮磨削、毛刷清扫的双模式取样方案。采用仿真方法对着陆缓冲性能、取样性能等进行分析;在原理样机研制基础上,开展附着取样全流程实验。结果表明,附着取样机器人可实现着陆缓冲、附着固定、取样、放样等功能,验证了该系统的核心功能。本研究旨在探索小天体附着取样方法,为小天体取样返回任务提供技术支持。

关键词：小天体附着取样主动缓冲多臂协作

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航天器热模型修正技术进展研究

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航天器工程 2021年第1期30卷 64-71页

作者：钟奇潘维王玉莹苏生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市重点实验室北京100094

遗传算法和Broyden类的准牛顿法是近年出现的两种航天器热模型修正新技术,目前处于尝试用于工程实践的试探研究阶段。文章对两种方法的算法原理进行了初步调研,并分别分析温度和热模型不确定参数两方面的修正效果。单从温度修正结果来衡... 详细信息

遗传算法和Broyden类的准牛顿法是近年出现的两种航天器热模型修正新技术,目前处于尝试用于工程实践的试探研究阶段。文章对两种方法的算法原理进行了初步调研,并分别分析温度和热模型不确定参数两方面的修正效果。单从温度修正结果来衡量,两种方法均能取得较好效果。但不确定参数的修正效果不佳,两种方法均无法保证不确定参数的精度、甚至只能获得丧失了物理真实性的参数解。在此基础上进一步分析了航天器热模型修正问题的定解性,指出一般情况下实际航天器热模型修正属于欠定解或过定解问题,无法得到精确的参数的反解值。据此提出工程上应成组使用修正获得的参数,并应保持同一参数在修正模型和预示模型中的一致性。最后,初步展望了利用人工神经网络深度学习进行航天器热模型修正的可能性。

关键词：热模型修正遗传算法准牛顿算法 Broyden类神经网络

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多支路并联流体回路流量分配影响因素分析

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上海航天（中英文） 2023年第5期40卷 51-58页

作者：杨敏王德伟付杨车邦祥陈灵郑红阳于新刚黄磊曹剑峰黄俊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 航天恒星科技有限公司天地一体化信息技术国家重点实验室北京100094

多支路并联流体回路热控技术在载人航天器上获得了广泛应用。外热流、重力场和管路阻力特性等因素会影响流阻,进而影响流量分配和散热能力,这可能会造成工质冻结并引起回路失效,威胁航天器安全,因此亟需针对影响流量分配因素开展分析。... 详细信息

多支路并联流体回路热控技术在载人航天器上获得了广泛应用。外热流、重力场和管路阻力特性等因素会影响流阻,进而影响流量分配和散热能力,这可能会造成工质冻结并引起回路失效,威胁航天器安全,因此亟需针对影响流量分配因素开展分析。基于梦天实验舱6条并联流体回路建立简化模型,分别研究外热流、重力场和管路阻力特性对流量分配的影响,发现辐射散热带来的工质物性变化会导致各支路流量分配不均,外热流变化带来的回路散热量增加,以及重力场存在会加剧流量分配不均匀性。另外,回路在设计和运行时都要避免工质温度进入黏度剧烈变化区域,否则各支路流量容易受外部环境变化影响而发生较大波动。

关键词：梦天实验舱多支路并联流体回路流量分配影响因素

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