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时间:2019-11-26
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1、第25卷第2期2016年4月航天器工程SPACECRAFTENGINEERINGV01.25No.225卫星平台机热一体化设计探讨刘百麟1董艺2魏巍(1中国空问技术研究院通信卫星事业部,北京100094)(2北京卫星制造厂,北京100094)摘要针对卫星平台结构和热控分系统的设计需求,挖掘二者设计的结合点与耦合性,基于大系统多学科优化设计思想,突破现有“学科孤岛”式设计模式,探讨卫星平台的机热一体化设计。通过综合分析国内外集传热与承载于一体的多功能结构技术,以及高导热碳纤维复合材料的研究进展、应用现状与发展趋势,表明这些技术措
2、施能够充分发挥结构与热控协同设计、融合效应最大化的优势,是实现卫星平台机热一体化设计的可行技术途径,其应用可显著提高卫星平台的承载与散热能力,有效降低卫星平台设计费效比,提升卫星平台的性能指标。关键词卫星平台;机热一体化;被动传热;主动传热;高导热碳纤维复合材料中图分类号:V423.4;TKl24文献标志码:ADOI:10.3969/j.issn.1673—8748.2016.02.005DiscussiononMechanicalandThermalIntegratedDesignofSatellitePlatformLIU
3、BaihnlDONGYi2WEIWeil(1InstituteofTelecommunicationSatellite,ChinaAcademyofSpaceTechnology,Beijing100094,China)(2BeijingSpacecrafts,Beijing100094,China)Abstract:Accordingtotherequirementsofsatelliteplatformstructureandthermalcontrolsub—systems,thispaperinvestigatesth
4、ecombinationpointsandcouplingsofthetwosubsystems.Basedonthetheoryofdisciplinaryoptimizationofalargesystem,thispaperbreaksthroughthe“isolatedisland’’designmodeanddiscussesthemechanicalandthermalintegrateddesignofsatel一1iteplatform.Thepaperintroducestheinvestigation,a
5、pplicationanddevelopmenttendencyonmulti—functionalstructureofheattransferandloadcarrying,andcarbonfibercompositematerialswithhighthermalconductivity.ThesemeasurescanmakefulluseoftheadVantagesofstructureandthermalcontrolcollaborativedesign,andcanbeoneofthefeasibletec
6、hnologicalapproachestothemechanicalandthermalintegrateddesignofsatelliteplatform.Thesemeasurescanim—proveloadbearingandheatdissipation,decreasethecostefficiencyratioandimprovetheperfor—mancesofthesatelliteplatform.Keywords:satelliteplatform;mechanicalandthermalinteg
7、ration;passiveheattransfer;activeheattransfer;highthermalconductivitycarbonfibercompositematerial收稿日期:2015—11一16:修回日期:2016一01—28基金项目:国家重大航天工程作者简介:刘百麟,男,高级工程师,从事通信卫星热总体设计工作。Email:liubailin501@sina.cn。航天器工程25卷1引言卫星设计是一项复杂的系统工程,涉及多个学科和技术领域,包括有效载荷、控制、推进、电源、测控、综合电子(或数管)、
8、结构、热控等多个分系统,需要多个领域协同设计实现系统任务目标,属于典型的耦合关系复杂的多学科设计范畴。随着卫星任务需求的日益复杂化,工程系统集成设计程度越来越高,分系统之间的相互耦合也日益明显,传统的单学科设计优化无法满足系统整体优化设计的要求,单学科设计最优结果的组合无法构
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