检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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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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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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亚太6E卫星连接与分离机构设计与验证

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航天器工程 2025年第1期34卷 118-125页

作者：孙国鹏刘学柳翠翠乔心全方耀鹏王敏潘宇倩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 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对亚太6E卫星构型特点,提出了一种“包带+分离弹簧”式星间连接与分离机构方案。设计了分离插头和星间包带的收纳装置,有效消除了分离插头和星间包带分离后对独立推进舱姿态的干扰。开展了分离动力学多因素敏感度分析,识别出影响分离... 详细信息

针对亚太6E卫星构型特点,提出了一种“包带+分离弹簧”式星间连接与分离机构方案。设计了分离插头和星间包带的收纳装置,有效消除了分离插头和星间包带分离后对独立推进舱姿态的干扰。开展了分离动力学多因素敏感度分析,识别出影响分离安全性的主要因素。基于连接与分离机构的使用环境和工况,制定和实施了三级地面试验验证方案。分析和试验结果表明亚太6E卫星连接与分离机构的设计、分析和验证方法合理正确,对后续类似星间分离机构的研制具有借鉴意义。

关键词：全电推平台机构分离设计验证

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航天器舱内星敏感器简化热分析方法及在轨验证

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航天器工程 2023年第6期32卷 84-88页

作者：潘维罗强斯东波钟奇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

一般返回类航天器的星敏感器安装于舱内,通过光窗实现在轨应用。安装于舱内的星敏感器在轨热仿真鲜有人研究,舱内与舱外星敏感器的热仿真边界不同,且需要考虑安装于航天器舱板上的光窗对星敏感器计算温度的影响。文章提出舱内星敏感器... 详细信息

一般返回类航天器的星敏感器安装于舱内,通过光窗实现在轨应用。安装于舱内的星敏感器在轨热仿真鲜有人研究,舱内与舱外星敏感器的热仿真边界不同,且需要考虑安装于航天器舱板上的光窗对星敏感器计算温度的影响。文章提出舱内星敏感器的热仿真简化处理方法,即利用局部精细模型准确求解透过光窗到达星敏感器各个位置上的外热流,再配合整器热模型准确求解舱内星敏感器温度,不需要修改整器热模型,保证航天器研制进度的同时,实现了星敏感器在轨温度的精确仿真。分析结果与在轨飞行温度数据比对后一致性良好,可为舱内星敏感器在轨热分析提供工程借鉴。

关键词：舱内星敏感器热分析

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亚太6E卫星平台与载荷一体化热控设计与验证

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航天器工程 2025年第1期34卷 105-111页

作者：乔心全吕鲁仓安秀枝侯卫国王敏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 中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

针对设备或单机的差异化热控需求,航天器热控多数采取分舱设计或分区控温的方案,以实现各舱段或各区域的独立散热和控温,便于对各独立区域内设备或单机进行精准控温;但是分舱设计所需热控资源较多,各独立区域内均需独立配置主动控温功... 详细信息

针对设备或单机的差异化热控需求,航天器热控多数采取分舱设计或分区控温的方案,以实现各舱段或各区域的独立散热和控温,便于对各独立区域内设备或单机进行精准控温;但是分舱设计所需热控资源较多,各独立区域内均需独立配置主动控温功率、控温和测温通道以及热控指令等。以我国首颗全电推通信卫星为典型示例,针对平台与载荷设备的控温需求,通过分析对比分舱(或分区)控温与一体化布局热控设计所需散热面和保温加热功率的差异,从理论分析和在轨验证两方面,详细给出了一体化热控设计带来的有益效果,证明热控方案对“全电推高轨卫星大功率变轨、小功率位保”分时差异化需求的特定适用性。仅以亚太6E卫星为例,整星主散热面9.9m^(2)、载荷热耗1500W,一体化热控设计能够减少散热面需求0.5~1.0m^(2),保温加热功率能够节省600~800W。

关键词：平台与载荷统一布局热控设计全电推验证

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低压CO_(2)/H_(2)O管束外凝结换热数值模拟

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热力发电 2025年第3期54卷 69-78页

作者：曹凤岩鲁军辉陈红兵王岩王随林北京建筑大学环境与能源工程学院北京100044 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

碳捕集与封存是实现“双碳”目标的重要途径,超临界水煤制氢耦合CO_(2)/H_(2)O混合工质热力发电系统排气为低压、低温CO_(2)/H_(2)O混合气体,为实现零碳排放及热量回收,冷凝分离CO_(2)/H_(2)O是必要途径。采用Fluent软件模拟了CO_(2)/H_... 详细信息

碳捕集与封存是实现“双碳”目标的重要途径,超临界水煤制氢耦合CO_(2)/H_(2)O混合工质热力发电系统排气为低压、低温CO_(2)/H_(2)O混合气体,为实现零碳排放及热量回收,冷凝分离CO_(2)/H_(2)O是必要途径。采用Fluent软件模拟了CO_(2)/H_(2)O混合气水平叉排管束外的冷凝换热特性,运用VOF模型、组分输运模型以及利用UDF编写的相变模型加载两相流的质量、能量和组分源项,研究了壁面液膜的形成发展过程和液滴附近流线、速度矢量、液相体积分数的分布,以及速度、蒸汽过热度和不凝气体含量对传热系数和扩散层热阻的影响。结果表明:模拟结果与实验数据相吻合,液膜热阻不随蒸汽过热度变化,但随CO_(2)摩尔分数、入口流速和总压力的升高而减小;混合气体扩散层热阻随CO_(2)摩尔分数和过热度的升高而增大,随入口流速的增大而减小;总传热系数随蒸汽过热度、入口流速和压力的升高而增大,随CO_(2)摩尔分数升高而减小,且局部冷凝传热系数与液膜厚度呈负相关,提出了一种适用于低压CO_(2)/H_(2)O冷凝传热、传质的无因次关联式。

关键词：数值模拟 CO_(2)/H_(2)O混合气低压叉排管束凝结换热

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双储液器平板环路热管设计与传热性能实验

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：方振谢永奇陈力君彭正李国广张红星北京航空航天大学航空科学与工程学院北京空间飞行器总体设计部航天器热控全国重点实验室

环路热管作为一种高效两相传热装置，具有传热距离远、传热效率高和无需外力驱动等优点，可广泛应用于高功率电子设备散热领域。为解决未来先进机载电子设备的散热问题，设计并制作了一套具有液体通道的新型双储液器氨-不锈钢平板环路... 详细信息

环路热管作为一种高效两相传热装置，具有传热距离远、传热效率高和无需外力驱动等优点，可广泛应用于高功率电子设备散热领域。为解决未来先进机载电子设备的散热问题，设计并制作了一套具有液体通道的新型双储液器氨-不锈钢平板环路热管，搭建了平板环路热管传热性能实验台。针对其在水平姿态、不同热载荷（10～525 W）、热沉温度为20 ℃工况下的启动和稳态运行性能开展了实验研究。结果表明，所设计的平板环路热管最大传热量为525 W(热流密度为14.6 W/cm2)，最小传热热阻为0.046 ℃/W（400 W时），稳定运行温度均低于50 ℃。该平板环路热管启动性能良好，能够在10 W小热载荷下成功启动；在变热载荷（10～500 W）条件下具有优异的瞬态响应性能，能运行至稳定状态且无明显温度波动。该双储液器平板环路热管的运行温度随热载荷呈典型的“V”型曲线，可变热导区与固定热导区之间转变的临界热载荷为200 W。研究结果可为高功率电子设备散热提供有力支撑，也可为机载电子设备散热提供一种潜在的有效解决方案。

关键词：电子设备冷却平板环路热管双储液器启动性能变热载荷

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