检索结果-内蒙古大学图书馆

宇航学报 2024年第10期45卷 1552-1559页

作者：李进赵啟伟郑红阳于新刚张旸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

受限于运载火箭的包络尺寸,航天器体装式辐射器的散热面积有限,为进一步提高大功率航天器的系统级散热能力,提出了基于单相流体回路的可展开式热辐射器的热控方案。建立热辐射器的热分析模型,通过肋参数选取、红外辐射影响分析、工质选... 详细信息

受限于运载火箭的包络尺寸,航天器体装式辐射器的散热面积有限,为进一步提高大功率航天器的系统级散热能力,提出了基于单相流体回路的可展开式热辐射器的热控方案。建立热辐射器的热分析模型,通过肋参数选取、红外辐射影响分析、工质选用对比等方法,完成可展开式热辐射器的设计优化,提高辐射器的散热效率及散热能力,为可展开式热辐射器的在轨首飞应用奠定基础。结果表明,在地球同步轨道航天器的恶劣外热流条件下,单幅辐射器的散热能力可达254 W/m^(2)以上,采用多幅可展开式热辐射器的方法,可有效解决航天器散热能力不足的问题。

关键词：可展开式热辐射器肋参数红外辐射影响热控设计流体回路

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光学舱推进剂补加过程的热分析仿真与试验研究

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西北工业大学学报 2024年第3期42卷 498-505页

作者：卢威张宁莉王帅丰茂龙范含林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

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,... 详细信息

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。

关键词：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

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针对分布式多热源的两相回路技术研究发展现状

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中国空间科学技术(中英文) 2025年第1期45卷 99-112页

作者：毕涵礼贾志超李国广吴琪刘畅张红星苗建印北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室北京100094

随着空间技术发展,航天器载荷集成化程度不断提高,热控系统须对分布式、多器件的热量进行收集与排散,确保器件之间的温度一致性。此外,航天器载荷功能性能增强,须推进多载荷与平台的一体化热设计。因此,须建立针对分布式多热源的有效热... 详细信息

随着空间技术发展,航天器载荷集成化程度不断提高,热控系统须对分布式、多器件的热量进行收集与排散,确保器件之间的温度一致性。此外,航天器载荷功能性能增强,须推进多载荷与平台的一体化热设计。因此,须建立针对分布式多热源的有效热收集、传输与排散方法。首先,对三种单驱动两相回路的研究现状进行了调研,单驱动模式在解决多热源散热问题时存在低干度限制、蒸发器数量限制和流量分配不均等问题,因此难以满足多热源散热需求。随后,调研了针对分布式多热源的两种双驱动两相回路技术的研究现状,总结了其技术优势。受到植物输运散热系统的启发,大树是在树根渗透压和树叶毛细力的共同作用下进行稳定的供液和散热,提出了多蒸发器“渗透压+毛细力”双驱动两相回路系统,分析了其优势:利用渗透压可提升环路热管的循环驱动力,改善系统运行稳定性、实现多个热源间流量自适应调节和消除低干度限制。最后,进行了总结及给出了未来研究建议。

关键词：分布式多热源高热流两相回路空间热控双驱动

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基于热模型相关性验证的火面环境热平衡试验

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中国空间科学技术（中英文） 2024年第4期44卷 142-152页

作者：张冰强薛淑艳周晓舟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

针对热平衡试验中难以综合模拟火面复杂多变服役热环境的困难,建立一种基于热模型相关性验证的热平衡试验方法。采用真空、低压变温自然对流和低压定温强迫对流验证相结合的方式,验证高低温条件下热分析模型的对流、导热、辐射网络系数... 详细信息

针对热平衡试验中难以综合模拟火面复杂多变服役热环境的困难,建立一种基于热模型相关性验证的热平衡试验方法。采用真空、低压变温自然对流和低压定温强迫对流验证相结合的方式,验证高低温条件下热分析模型的对流、导热、辐射网络系数和热容等参数,并由相关性检验后的热分析模型验证设计的正确性。结果表明,板温度高于气温11~86℃条件下(气温-91℃)的自然对流传热系数为0.19~0.57 W/(m^(2)·K),4~15 m/s风速下的强迫对流换热系数为1.24~2.4 W/(m^(2)·K)修正后的热分析模型与试验结果偏差在±3.5℃以内。该方法在不完全模拟服役热环境条件下实现航天器热设计验证,提供有效的热分析模型,已成功应用于祝融号火星车热平衡试验。

关键词：火星表面热平衡试验热模型对流换热

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基于蒸气腔集热座的陶瓷芯环路热管传热性能研究

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：方泽农徐亚威刘蕾贾志超王楚新张红星苗建印北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室

为了平衡环路热管毛细芯的毛细力与渗透率之间矛盾，本文以Si3N4棒状晶体开放式网络结构为骨架，制备了一种亚微米级孔径的新型陶瓷毛细芯。在渗透率未显著降低的条件下，陶瓷芯的毛细力达到181 kPa，比传统镍金属芯提升129%。同时，陶... 详细信息

为了平衡环路热管毛细芯的毛细力与渗透率之间矛盾，本文以Si3N4棒状晶体开放式网络结构为骨架，制备了一种亚微米级孔径的新型陶瓷毛细芯。在渗透率未显著降低的条件下，陶瓷芯的毛细力达到181 kPa，比传统镍金属芯提升129%。同时，陶瓷芯热导率远低于镍金属芯，大幅降低储液器寄生漏热。此外，本文提出并研制了一种基于蒸气腔的环路热管一体化集热座，传热性能和重量远优于纯铝集热座。经测试，基于蒸气腔集热座的陶瓷芯环路热管传热极限超过400 W（传热距离10m，管路内径2 mm），比镍金属芯环路热管提升100%，重量减少26%。与公开报道的氨环路热管相比，本文研制的陶瓷芯环路热管具有传热能力强、传输距离远、综合重量轻的优势。

关键词：环路热管陶瓷芯毛细力渗透率传热极限寄生漏热

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航天器轻型低温多层组件的隔热性能研究

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航天器工程 2024年第3期33卷 54-60页

作者：李进周晓云赵啟伟毛俊俊北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室北京100094

低温多层隔热组件作为重要的航天器热控产品之一,通常用于舱内设备的隔热,以及减少航天器舱板、舱外设备等与外部空间的辐射换热,它在热控分系统产品配套的质量占比也较为可观。随着大型航天器向高性能、高载质比等方向发展,热控产品的... 详细信息

低温多层隔热组件作为重要的航天器热控产品之一,通常用于舱内设备的隔热,以及减少航天器舱板、舱外设备等与外部空间的辐射换热,它在热控分系统产品配套的质量占比也较为可观。随着大型航天器向高性能、高载质比等方向发展,热控产品的减重需求日益突出。针对减重需求所开发的轻型低温多层隔热组件,反射屏采用了双面镀铝聚酯凸纹薄膜,兼顾了反射屏与间隔层的隔热功能,从而实现了结构优化。针对这种新型轻质多层的隔热性能,开展了试验研究,辅助以仿真计算验证,并通过在轨飞行数据进一步验证其有效性。结果表明:在相同的试验条件下,轻质多层的当量辐射率相较于传统多层提高了约30%,质量降低了约35%;适当考虑不确定度,参数取值0.03合理,隔热性能较好,满足大多数航天器使用要求,可作为轻量化的隔热材料在宇航领域广泛推广应用。

关键词：凸纹薄膜有效发射率当量辐射率多层隔热组件

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开普勒轨道航天器凸表面外热流通用计算方法研究

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航天器工程 2024年第5期33卷 59-64页

作者：易桦黄兴周宇鹏北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室北京100094

空间外热流对航天器热设计有重要影响,因此必须开展外热流分析,以确定热设计方案和热分析极端工况。使用开普勒轨道航天器凸表面外热流通用计算方法,将其应用于常用的平面、圆柱面、圆锥面和球面,采用解析法或数值积分法计算太阳直射热... 详细信息

空间外热流对航天器热设计有重要影响,因此必须开展外热流分析,以确定热设计方案和热分析极端工况。使用开普勒轨道航天器凸表面外热流通用计算方法,将其应用于常用的平面、圆柱面、圆锥面和球面,采用解析法或数值积分法计算太阳直射热流,采用数值积分或随机法求解行星红外和行星反照热流,能有效简化计算过程。根据此方法分析了上述常用凸表面在常用姿态(+Z对地,-Z对日,偏航和复杂机动)的瞬态外热流结果。此外,以复杂机动姿态下的瞬态外热流分析为例,将基于此方法的圆柱面、圆锥面和球面的瞬态外热流分析结果与热分析软件计算结果进行了对比,对比结果表明计算结果相差不超过6 W/m^(2),相对误差不超过5%,充分说明了此方法的准确性。

关键词：开普勒轨道外热流解析法数值积分法随机法

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用于星载高功率电子设备的增材制造平板热管设计与验证

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航天器工程 2024年第4期33卷 137-143页

作者：徐亚威黄金印张万明张红星苗建印北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对未来星载高功率电子设备大功率、高热流、高集成的散热需求,解决传统槽道或丝网毛细芯平板热管逆重力传热量小、极限热流密度低的问题,文章提出了一种基于增材制造技术的新型平板热管,利用增材制造技术在成型复杂构型方面的优点,设... 详细信息

针对未来星载高功率电子设备大功率、高热流、高集成的散热需求,解决传统槽道或丝网毛细芯平板热管逆重力传热量小、极限热流密度低的问题,文章提出了一种基于增材制造技术的新型平板热管,利用增材制造技术在成型复杂构型方面的优点,设计出一种基于复合毛细芯的平板热管构型,采用扫描电子显微镜(SEM)和显微断层扫描(MicroCT)对毛细芯微结构进行分析,结果表明:毛细芯结构成型完整、孔隙分布均匀。传热性能试验结果显示:二维平板热管极限热流密度高达88 W/cm~2,传热热阻仅为0.024℃/W,三维平板热管在不同姿态下传热能力和传热热阻变化显著,相关数据可为星载高功率电子设备热控设计和验证提供参考。

关键词：卫星增材制造复合毛细芯平板热管

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我国深空探测器热控技术发展

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航天器工程 2024年第6期33卷 82-91页

作者：陈阳陈庆苗建印陈建新向艳超张栋赵亮邵兴国刘自军张有为宁献文张红星张冰强王录吕巍蒋凡北京空间飞行器总体设计部航天器热控技术全国重点实验室北京100094

航天器热控技术保证了我国探月工程嫦娥一号到嫦娥六号、火星探测器天问一号等一系列深空探测任务的圆满成功。我国已经积累了一系列先进的设计经验,突破了低重力、中真空环境下高温散热及低温生存等一系列技术难题。系统性地回顾了探... 详细信息

航天器热控技术保证了我国探月工程嫦娥一号到嫦娥六号、火星探测器天问一号等一系列深空探测任务的圆满成功。我国已经积累了一系列先进的设计经验,突破了低重力、中真空环境下高温散热及低温生存等一系列技术难题。系统性地回顾了探月工程20年发展历程中深空探测航天器的热控系统设计、技术创新、产品研制及工程实践,主要包括星体热环境模型、主动热控技术、被动热控技术及热试验技术,并阐述了各自的技术原理和应用性能。最后根据我国后续深空探测任务的需求和挑战,给出了未来深空探测航天器热控技术的发展建议。

关键词：深空探测热控技术进展展望

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航天器热辐射器MMOD击穿泄漏特性分析及验证

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航天器工程 2024年第2期33卷 139-143页

作者：黄磊杨敏车邦祥王岩李振宇北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室北京100094

针对空间站等长寿命载人航天器热辐射器在舱外受微流星体和空间碎片(MMOD)击穿后工质泄漏导致的热控系统失效风险问题,文章对热辐射器被击穿后漏孔的泄漏特性进行了分析,建立了数学计算模型,计算得到了漏孔孔径与泄漏容积速率关系。通... 详细信息

针对空间站等长寿命载人航天器热辐射器在舱外受微流星体和空间碎片(MMOD)击穿后工质泄漏导致的热控系统失效风险问题,文章对热辐射器被击穿后漏孔的泄漏特性进行了分析,建立了数学计算模型,计算得到了漏孔孔径与泄漏容积速率关系。通过试验,验证了数学模型的准确性,结果表明:当泄漏孔径≤3 mm时,泄漏数学模型能够很好的预测泄漏的速率、压力等特性。可以为应用流体回路热辐射器进行热量排散的低轨航天器设计提供参考。

关键词：流体回路热辐射器穿孔泄漏

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