碲镉汞空间晶体生长炉的热结构分析和试验技术

双温区可控梯度空间晶体炉是一种在空间微重力环境下进行碲镉汞晶体生长的装置。该晶体炉针对我国返回式卫星设计,工作环境为卫星返回舱。文章结合碲镉汞样品加热器和搭载环境等热真空边界条件,分析了晶体炉的换热机制和传热规律;通过地面热真空模拟试验,探索了保温绝热材料在不同环境压力和加热功率下的绝热性能;定量地分析了环境压力对晶体炉的加热功率和炉壳温度的影响。从而优化了晶体炉的热结构和工艺设计,并保证了卫星总体的温控要求。该晶体炉在我国新型返回式卫星上进行了搭载飞行试验,成功地实现了碲镉汞晶体的空间布里奇曼生长。     

灰口铸铁件取消热时效的可行性实践

热时效对普通灰铸铁件去应力的效果并不明显，通过选择适当的化学成分和合理的结构设计，保证了零件的强度和结构刚度，有效地防止了变形和保持了尺寸的稳定性，通过分析与实践，证明了普通灰铸铁件取消热时效是可行的。     

真空低温对卫星用电磁阀密封性能的影响

以返回式卫星冷气喷气推进系统用电磁阀七批次的真空热试验结果为例,说明真空低温对电磁阀密封性能有较大的影响,其泄漏率不合格达24％。这说明空间环境模拟试验是有效的,地面上充分的空间环境模拟试验是提高卫星可靠性的重要途径之一。     

卫星虚拟热试验平台建模工具模块研究

为预示卫星热试验结果,给热试验设计提供参考,北京卫星环境工程研究所自主研发了卫星虚拟热试验平台。文章介绍了虚拟热试验平台中建模工具模块的建模思想、对象组合策略和数据存储方法;其中数据存储方法采用预排序遍历树算法,相比于传统的邻接列表模式,具有更高的查询效率;最后还介绍了基于本建模工具模块的红外加热笼建模方法。     

基于VEE与Nport的控温仪状态参数远程监控系统设计

为了减轻试验人员劳动强度,避免人为操作失误导致的数据失真与控温风险,提高航天器真空热试验自动化水平,设计了基于VEE与Nport的控温仪状态参数远程监控系统。利用NPORT-5610将RS-232协议转换为TCP/IP协议,使控温仪成为具备网络接口的组网仪器,采用VEE可视化编程语言开发了系统软件,实现了计算机对控温仪状态参数的远程监控。该系统结构模型合理,软硬件设计可行,具有灵活的扩展性和伸缩性,曾在某型号航天器真空热试验中成功应用。     

高超声速飞行器鼻锥迎风凹腔结构防热效能研究

对高超声速飞行器鼻锥使用迎风凹腔结构作为热防护系统时,凹腔结构的防热效能进行了数值研究。通过与相关实验对比,验证了本文数值方法的可靠性,获得了鼻锥的流场参数,外表面、凹腔内壁面的热流分布,分析了不同的凹腔尺寸参数选择对鼻锥冷却效果的影响。结果表明迎风凹腔结构能够有效的对高超声速飞行器的鼻锥尤其是驻点区域进行冷却,凹腔越深,其冷却效果越好。鼻锥气动加热的最大热流并不在尖锐唇缘的顶点,而是位于凹腔内的侧壁面上,凹腔的深度(L)变化对最大热流的出现位置影响很小。除非凹腔很浅(L/D<0.5),凹腔底面的热流值都非常小,基本可以忽略。     

飞船电源系统太阳电池银焊点的热应力分析

太阳电池阵是航天器电源系统的重要结构部件。文章以某飞船的太阳电池板为研究对象,根据其在热真空可靠性试验中的温度条件,对太阳电池与互连片连接处的银焊点部位进行了热应力和热变形仿真计算,并与试验现象进行了对比分析,证实了交替变化的高低温会导致银焊点的虚接触,从而使太阳电池阵不能正常工作。该研究成果可为航天器太阳电池银焊点的连接设计和焊点的检验提供参考。     

K4169铸造镍基高温合金电子束焊接裂纹特征分析

对K4169和GH4169形成的对接接头进行了电子束焊接,利用金相分析和扫描电镜对K4169铸造高温合金一侧电子束焊接热影响区微裂纹行为进行了分析。研究发现,K4169一侧电子束焊接裂纹均发生于熔合线附近的热影响区,该区域化学组分不均匀,偏析严重,低熔点共晶易在晶间聚集,轻微的形成胡须组织,较严重的表现为裂纹。通过改善散热条件和优化工艺参数有助于减小热影响区微裂纹倾向。     

对俄出口GVU-600空间环境模拟器研制

GVU-600空间环境模拟器是我国首次为俄罗斯研制的一台航天专用设备,它可以模拟真空、冷黑和太阳辐射3项空间基本参数,主要用于进行卫星热平衡、热真空试验。该设备为卧式圆柱结构,容器内径8 m,总长13.5 m,容积600 m3,极限真空1.4×10-5 Pa,热沉温度-190 ℃。文章主要对该设备的技术指标、系统组成及功能进行了介绍,并给出了研制结果。     

高超声速飞行器翼面前缘半主动金属热防护系统设计与分析

针对高超声速飞行器翼面前缘的热防护,文章设计了一种基于热管的半主动金属热防护系统。设计中使用工程估算方法预测了翼面前缘的气动热环境,并采用有限元法对高温合金翼面前缘结构进行了热固耦合分析和强度考核。分析结果表明:在马赫数为5~8的飞行状态下,热管可以有效地降低高超声速飞行器翼面前缘峰值温度达23%~31%,且呈现飞行马赫数越高则峰值温度降低幅度越大的趋势;同时热管还可以降低翼面前缘结构温差达90%以上,从而极大地减小由于温差而导致的热应变和内部应力。因此,将基于热管的半主动金属热防护系统应用于高超声速飞行器翼面前缘可以真正实现结构防热一体化,有助于获得较好的防热和减重效果。