检索结果-内蒙古大学图书馆

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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我国航天器热控技术发展及展望

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航天器工程 2023年第6期32卷 1-9页

作者：周佐新黄金印张红星赵亮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航天器热控全国重点实验室北京100094

航天器热控技术的主要任务是在恶劣的空间热环境下维持航天员和装备处于适宜的温度水平,是保障航天员和航天器生存能力的关键核心技术之一。文章系统回顾了我国航天器热控技术经历的4个不同的发展阶段,总结了近10年以来在复杂空间环境... 详细信息

航天器热控技术的主要任务是在恶劣的空间热环境下维持航天员和装备处于适宜的温度水平,是保障航天员和航天器生存能力的关键核心技术之一。文章系统回顾了我国航天器热控技术经历的4个不同的发展阶段,总结了近10年以来在复杂空间环境系统热管理、高精度高稳定度温度控制、大功率高热流密度散热、空间深低温获取与热传输、空间高温热管理等领域的进展,并提出对应发展建议。

关键词：航天器热控发展现状

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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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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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一种与流体回路耦合的板翅式相变换热器设计及验证

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航天器工程 2023年第6期32卷 111-116页

作者：王岩王玉莹付振东吴显林陈灵孟繁孔于新刚张红星曹剑峰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

针对月球轨道复杂的热环境,设计一种与流体回路耦合的板翅式相变换热器,通过利用相变材料熔化蓄热、凝固放热的特性,实现对航天器在不同外界热环境条件下散热能力的调节。基于一系列简化假设,开展相变换热器仿真分析,计算给定入口温度... 详细信息

针对月球轨道复杂的热环境,设计一种与流体回路耦合的板翅式相变换热器,通过利用相变材料熔化蓄热、凝固放热的特性,实现对航天器在不同外界热环境条件下散热能力的调节。基于一系列简化假设,开展相变换热器仿真分析,计算给定入口温度条件下相变换热器的换热性能和熔化与凝固特性,并且详细分析相变腔体内相变材料的熔化过程。通过搭建相变换热器性能试验台开展试验研究,得到相变换热器运行的温度结果,验证了相变换热器设计的合理性。文章提出的耦合相变换热器的流体回路方案可作为载人航天器月球轨道飞行的有效热控手段。

关键词：月球轨道板翅式相变换热器流体回路换热特性

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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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基于多孔结构的液体管理技术在空间中的应用

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航天器工程 2023年第6期32卷 45-52页

作者：王晔付振东方泽农刘思学黄金印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

针对航天器在轨面临的气液相分离问题,文章在孔隙尺度上分析了基于多孔结构的液体管理技术和相分离特性,梳理了国内外研究中针对多孔结构的毛细润湿、压降以及泡破特性的表征与测试方法。综合多孔结构相分离特性与航天器应用需求,梳理... 详细信息

针对航天器在轨面临的气液相分离问题,文章在孔隙尺度上分析了基于多孔结构的液体管理技术和相分离特性,梳理了国内外研究中针对多孔结构的毛细润湿、压降以及泡破特性的表征与测试方法。综合多孔结构相分离特性与航天器应用需求,梳理了基于多孔结构的液体管理技术在低温推进剂贮箱、热泵储液器以及热管蒸发器中的应用及优化策略。总结出新型多孔结构强化相分离性能、传热及相变过程对相分离性能的影响、多孔材料的孔隙一致性控制和安装密封技术等需要解决的关键问题,可为相关产品研制和性能提升提供思路。

关键词：多孔结构液体管理气液相分离空间应用

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超低轨道卫星热控分系统原子氧防护设计

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航天器工程 2023年第6期32卷 18-24页

作者：任红艳杨昌鹏赵欣许峰李挺豪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

为满足超低轨道卫星长寿命的使用要求,必须对星表经受累计大剂量原子氧通量的热控材料进行原子氧防护,或选择具有原子氧耐受的热控材料,以保证星上仪器设备在整个寿命周期中都能维持良好的工作环境。对国内外航天器上常用热控材料的原... 详细信息

为满足超低轨道卫星长寿命的使用要求,必须对星表经受累计大剂量原子氧通量的热控材料进行原子氧防护,或选择具有原子氧耐受的热控材料,以保证星上仪器设备在整个寿命周期中都能维持良好的工作环境。对国内外航天器上常用热控材料的原子氧影响研究结果进行了分析,对原子氧对各种材料的侵蚀机理及侵蚀速率进行了总结,并据此给出在轨道高度为268 km上的超低轨道卫星的热控设计建议,为国内超低轨道卫星的热控设计提供参考。

关键词：超低轨道卫星原子氧防护热控分系统

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外热流扰动下航天器精密控温系统的设计及参数优化

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航天器工程 2023年第6期32卷 10-17页

作者：耿利寅张传强童叶龙韩东阳孟恒辉彭方汉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

对于航天器精密控温系统,外热流的周期性波动是影响被控对象温度稳定性的主要扰动来源。文章以一个典型的航天器精密控温系统为研究对象,建立了融合空间外热流扰动、系统热设计状态和控温算法的系统统一数学模型。经简化实现模型的线性... 详细信息

对于航天器精密控温系统,外热流的周期性波动是影响被控对象温度稳定性的主要扰动来源。文章以一个典型的航天器精密控温系统为研究对象,建立了融合空间外热流扰动、系统热设计状态和控温算法的系统统一数学模型。经简化实现模型的线性化后,采用频率响应法对系统进行分析,获得了系统稳态输出的理论解。文章从航天器热控设计实际出发,分析了各热物理参数和控制参数对系统输出温度稳定性的影响,提出了以降低外热流扰动引起的温度波动为目标的热设计和控温参数优化原则和方向。文章还以海洋盐度探测卫星综合孔径辐射计天线接收机的高稳定度控温设计为实例,展示了按照上述优化原则和思路调整热控措施和控温参数,经仿真计算对比不同参数的输出效果,最终获得理想控温效果的过程。该实例验证了文章理论解和优化设计指导思路的正确有效性。

关键词：航天器热控精密控温外热流扰动温度稳定性比例积分控温参数优化

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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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