动态温度设计下的小卫星无散热面热控布局

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1、第45卷第3期2013年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics动态温度设计下的小卫星无散热面热控布局张镜洋1常海萍2王立国1V01．45No．3Jun．2013(1．南京航空航天大学高新技术研究院，南京，210016；2．南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016)摘要：为满足小卫星集约化和高可靠的设计要求，提出了一种基于动态温度设计方法的无散热面热控布局设计，与传统热控布局相比，新型布局无散热面和绝热面，

2、通过各面的吸热和散热效率及内外结点间传热效率的适当匹配实现热控设计目标。在某型微小卫星上新型布局与传统布局的设计对比，表明了新型布局可以使热控系统隔热材料和热管网络规模有效降低，该卫星系统质量降低了78％，可靠度提高了0．0011。某型微小卫星的在轨运行遥测数据，验证了该布局及其设计方法有效可行。关键词：散热面；被动热控；小卫星；热控布局中图分类号：V416文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)03—0297—06NewThermalControlLayoutofMicro-Satell

3、iteWithoutRadiatingSurfaceBasedonDynamicTemperatureDesignZhangJingyan91，ChangHaiping2，WangLigu01(1．AcademyofFrontierScience，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauti

4、cs＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Inordertosatisfymicro—satellite’designingrequirementinintegrationandreliability，desig—ningrelationoftemperaturedynamicrangeisdeduced．Basedonthat，adesignideaofnewthermalcon—trollayoutisbroughtforward．Comparedw

5、ithtraditionalthermalcontrollayout，newlayout’heatradi—atesthroughcircumferencewithoutradiatingandheatinsulationsurface．TheaimofthermalcontrolisrealizedthroughchangingtheefficienciesOfheatabsorptionandradiationandtheheattransferringeffi—ciencybetweeninner

6、andouternodes．Moreover，thenewlayoutdecreasesthescaleofthermalcontrolsystem．Themassofthermalcontrolsystemisreduceby78％，andthereliabilityisincreasedby0．0011incontrastwithtraditionallayoutinsomemicro—satellite．Newlayoutandthedesigningmethodareprovedreasonab

7、leandfeasible．Keywords：radiatingsurface；passivethermalcontrol；micro—satellite；thermalcontrollayout保障卫星工作温度环境的热控技术被誉为“卫星的生命线”，其性能的优劣、可靠性的高低直接决定卫星的研制成败和工作寿命。随着小卫星在航天领域的应用越来越广泛，其热控技术成为研究的热点。现代小卫星热控还主要依赖于对大卫星热控策略的继承n]，尤其在热控布局上，小卫星延用了大卫星整星大热阻隔热、热管网络为散热通道、局部开设

8、散热面集中散热的热控布局设计思想[2]，如图l所示。图中：K；为壳体结点，N，为内部结点。诸多小卫星，如中国的神舟伴星、华盛顿大学的Dawgsta卫星[3]以及VEGA，PHOBOSL41等卫星均采用了这样的热控布局设计，经飞行验证热控效果良好。随着研究的深入，Badari等人对HAMSAT小卫星热控系统的设计和性能分析中指出，小卫星被动热控系统可以通过布局优化而降低重量哺o。文献[63对BIRD，Magion等小卫星热收稿日期：2012-