倾斜轨道卫星组合式散热面优化设计方法

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1、Vo1．21No．5航天器工程第21卷第5期48SPACECRAFTENGINEERING2012年1O月倾斜轨道卫星组合式散热面优化设计方法宁献文赵欣杨昌鹏(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要提出一种基于传统被动热控设计思路的组合式散热面优化设计方法，通过优化散热面布局和合理利用空间外热流，实现热控系统热量合理分配，优化热控系统研制流程。以某卫星的优化设计实践为例，基于该方法建立的简化模型可以快速地确定散热面的布局和比例，并减小热控系统质量，表明该设计方法合理、可行。关键词倾斜轨道卫

2、星；热控设计；组合式散热面；优化设计中图分类号：V416文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．05．007OptimumDesignMethodofCombinedTypeRadiatorforInclined—orbitSatelliteNINGXianwenZHAOXinYANGChangpeng(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thi

3、spaperproposesanoptimumdesignmethodofcombinedtyperadiatorforinclined-orbitsatellite．Throughtheoptimumdesignofradiator’Slayoutandthereasonableuseoforbitspaceheatflux，thereasonableheatallocationofthermalcontrolsystemisachievedandthedesignprocessofthermal

4、controlsystemisoptimized．Inoptimaldesignofasatellite，asimplifiedmodelbasedonthemethodisestablishedwhiehcanquicklydeterminethelayoutandtheproportionoftheheatradiatingstir—faceandreducethemassofthethermalcontrolsystem．Theresultsshowthatthedesignmethodisr

5、ea—sonableandfeasible．Keywords：inclined-orbitsatellite；thermalcontroldesign；combinedtyperadiator；optimumdesign星各个面耦合起来统一考虑散热问题l_4]。l引言以上两种方法都可以有效解决倾斜轨道卫星散热技术难题，但是不足之处也很明显，即相对于被动热控对于运行在倾斜轨道的卫星来说，阳光与轨道为主的设计方案，其对卫星总体的质量需求较大，特别面之间的夹角(即角)一般变化范围很大u]，造成是对于质量比

6、较轻的卫星来说可能难以承受。卫星每个面都有可能受光照，使得轨道外热流变化本文提出一种倾斜轨道卫星的组合式散热面优非常复杂。该轨道卫星无法像太阳同步轨道卫星、化设计方法，通过散热面的合理布局来利用空间外热地球同步轨道卫星或采用偏航控制的卫星那样选择流以达到热控系统热量的优化，相对于百叶窗或者泵稳定的散热面，但可以根据外部热环境的特点合理驱动的流体回路技术方法，该方法仍采用被动热控为布局百叶窗，最大限度地隔离阳光对卫星热控系统主的设计理念，对卫星总体质量方面的需求小，但是热量分配的影响；或者采用泵驱动的

7、流体回路，将卫需要对卫星构型、布局以及轨道提出一定的约束。收稿日期：2012—0613；修回日期：2012—07—07作者简介：宁献文(1976一)，男，博士，高级工程师，从事航天器热控研究工作。Email：ningxianwen@163．corn。第5期宁献文等：倾斜轨道卫星组合式散热面优化设计方法49热材料具有良好的隔热性能，散热能力主要体现在2组合式散热面优化设计散热面的对外辐射能力上，即取决于散热面的红外发射率、面积与温度水平。2．1优化设计原则一般情况下散热面发射率不可调，散热面温度对于卫

8、星来说，一旦轨道确定，到达星体表面的水平会受到设备温度水平约束，足够原则体现在实外热流变化规律也随之确定，但散热面布局却是可以际热控设计中也就是散热面面积足够，即能将星内调整的，不同的散热面组合都可满足卫星热控系统的废热充分排出，维持星内设备处于合理的温度水平。需要，于是就存在一个散热面的优化设计问题，特别热控系统优化设计时可以忽略多层漏热的影是对于运行在倾斜轨道的六面体卫星来说，复杂外热响，仅考虑散热面的热排散，能量平衡时：kk流下的散热面组合设计已经成为一个技术难