中国航天器热控制技术进展

依据近四十年来,我国航天技术专家出版和发表的论文、专著和技术报告,对我国航天器热控制技术取得的研究成果,作了重点的、概要的回顾与总结。     

航天器热控自主管理中的智能控制技术

对国内航天器上应用较多的三种热控自主管理技术,即电加热器、百叶窗、流体回路进行了介绍。并结合卫星应用实例,重点对电加热器热控自主管理技术的智能控制策略进行了论述。最后,通过对国内外发展情况的调研,提出了热控自主管理智能控制技术将向精确化、智能化、与航天器其他领域自主管理相结合方向发展的思路。     

载人航天器液体回路主动热控技术

液体回路主动热控技术是发展载人航天器必须解决的关键技术之一。和被动热控技术相比,其传热能力强,控温范围宽,控制精度高。本文系统地阐述了液体回路的组成、热控机理和调温方法,介绍了泵、阀门、热交换器等主要部件的作用、性能特点及国外的发展、应用状况等,并对一些关键技术进行了分析。     

风机在航天器热控系统的应用设计

简要描述了风机在航天器热控系统的应用设计方法与使用结果,包括用于设备降温的风机、用于舱段间拉平温度的热控风机及用于地面热平衡试验时的专用风机。提出了在噪音、电磁兼容性、寿命、真空储存和风量标定方面的有关问题。     

对地探测航天器舷窗热门技术的应用与传热简析

针对舷窗热门的应用背景进行了概述,以首次在我国某型号卫星上应用的舷窗热门为例,介绍了对地探测舷窗热门的典型结构设计和热设计。当热门处于不同的工作状态时,分别对舷窗玻璃和热门盖板建立微分方程,利用数值方法进行求解,并将求解结果与试验结果进行比较。由分析可知,采用舷窗热门可以有效降低空间恶劣热环境对于舷窗玻璃温度场的影响。     

航天器热控分系统对材料的需求分析

航天器热控分系统所使用的材料对于完成其任务具有重要的作用。文章介绍了航天器热控分系统对材料的要求以及应用情况,重点讨论了空间环境对热控材料的各种影响,并根据航天器总体和热控技术的发展需求,指出未来热控材料应重点发展高性能的导热和隔热材料、智能型热控涂层和新型功能型热控材料。     

热管技术在航天器热控制中的应用

热管技术在航天器等温化、热传递、散热和仪器设备热控制等方面具有广泛应用。文章介绍了热管的工作原理、分类及热控制应用考虑的因素;评述了热管技术在国内外航天器热控制中的应用进展;指出了热管技术进一步发展的方向。发展新型热管和提高热管传热能力将是今后热管技术的研究重点。     

载人航天器热管理技术发展综述

载人航天器热管理是一种新的设计理念,针对大型载人航天器的特殊情况,从系统层面,主要通过流体回路和对流通风,完成航天器的热量收集、传输、利用和排散。文章介绍了国内外载人航天器热管理技术发展现状及方向,提出未来我国载人航天器热管理技术的发展方向。[     

俄罗斯空间有机热控涂层发展的现状及动向

评述了俄罗斯卫星及空间站常用的两类空间有机热控涂层-高太阳反射白色涂层和高太阳吸收黑色涂层的技术状态并对其发展的新动向作了分析,为我国发展新一代长寿命卫星和空间站计划所需的有机热控涂层预研工作提出了几点建议。     

航天器对流换热过程的地面模拟试验

分析了航天器对流换热过程的形式;指出了地面模拟试验的难点;并提出了初步解决的方法。     

深空探测器热控系统设计方法研究

针对国外深空探测器热控系统设计方法进行了调研和综述,并在此基础上提出了深空探测器的热控系统设计特点,为我国深空探测器热控系统的设计提供参考。     

不凝气体对航天器两相热控设备性能的影响

不凝气体(NCG)是影响航天器两相热控系统性能和寿命的关键因素之一。文章总结了NCG产生的机理,即材料相容性、物理吸附与脱附,以及空间极端环境下工质的分解;介绍了NCG对航天器传统热管、环路热管和重力驱动两相流体回路热性能的潜在危害,包括工作温度升高、总热导减小、启动困难,甚至引起运行失效;从工程应用角度,提出了NCG问题的抑制措施,如对于环路热管,可加装半导体致冷器,对于两相流体回路,可增大储液器体积或减少工质充装量。     

航天器热传输技术研究进展

文章对航天器用热传输技术近期的发展进行了汇总,主要包括：导热材料、微小型热管、槽道热管、泵驱动两相流体回路、深冷环路热管、喷雾冷却系统以及基于MEMS技术的微型热传输技术。这些新技术是航天器高热流密度散热、大功率热传输、分散点热源散热及深低温热传输未来主要的解决途径,可供航天器热控研究及设计者参考。     

高速旋转部件在载人航天器热控系统中的应用

文章阐述了高速旋转部件在载人航天器热控系统中的应用现状,提出了增长部件寿命、改进系统可靠性的建议并介绍了磁悬浮技术。     

一种并网式载人航天器控温回路系统设计

提出了一种单舱辐射器并网和组合体舱间并网相结合的载人航天器控温回路系统,能够实现单舱层次功能备份和舱间层次功能备份。建立了单舱和组合体控温回路系统非稳态仿真分析模型,对正常工作模式和几种不同故障工作模式下各舱回路控温点温度、设备温度、流量分配和航天器热负荷水平进行了分析。结果表明,对于单舱辐射器并网回路,在单条辐射器支路故障情况下,系统总散热能力损失不超过28.5%,单舱外回路完全故障时启动舱间并网回路,故障舱段可维持的热负荷水平占标准工作模式热负荷水平的63.5%,表明双层次并网控温回路系统可将设备温度有效控制在指标要求范围内,并能显著提高载人航天器所能承受的热负荷水平,提高系统的可靠性。     

交会对接组合体热管理研究

组合体热管理是实现目标飞行器和载人飞船交会对接组合体载人热环境控制的重要手段。文章提出了以舱段间通风为技术途径的交会对接组合体热管理方案。在组合体热特性分析和热平衡试验基础上,获得了组合体热管理系统分析模型。分析结果表明,组合体密封舱空气温度在19～26℃范围内可调,验证了交会对接组合体热管理设计的正确性。最后,对空间...     

航天器热设计中的系统性和鲁棒性

从航天器系统设计最优的角度,讨论了热设计应关注的几个问题:系统最优而非分系统指标最优的热设计原则,合理并充分利用航天器资源的热管理思路,解决航天器研制问题的热设计最小重构手段,适应航天器在轨意外故障的鲁棒性热设计方法。提出了现阶段航天器热设计应适当增加主动热控比例的设计原则;结合卫星应用实例,给出了充分利用电加热这种简单可靠的主动热控手段,来提高热设计鲁棒性,从而提升热设计系统性的方案和流程。     

行星际航天器主动热控系统模糊控制

对行星际航天器主动热控系统进行了研究。以“火星探路者”号为例，在其机械泵式单相液体循环冷却系统设计布局的基础上，使用更高换热效率、更低压力降的分形微管道网络换热器传递电子设备散发的热量，利用模糊控制策略对系统进行控制。通过合理的简化和假设，应用集总参数法建立系统动态特性模型，进行仿真研究。结果表明此主动热控系统能对航天器电子设备温度进行有效控制。