航天器热设计中的系统性和鲁棒性

《航天器热设计中的系统性和鲁棒性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、V01．22No．5航天器工程第22卷第5期!!墨里垒堡垦堡垦垒里!垦堕鱼!堕垦垦垦!堕鱼!!!i至!!旦航天器热设计中的系统性和鲁棒性李国强(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要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

2、，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。关键词航天器；热设计；系统性；鲁棒性；电加热中图分类号：V416文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2013．05．008DiscussAboutSystemandRobustDesignofSpacecraftThermalControlLIGuoqiang(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Forthepurposeo

3、fanoptimumspacecraftsystemdesign，somethermaldesignmethodsforspacecraftarereferredinthispaper．Theoptimizationofthermalcontrolsystemshouldcom—plywiththeprincipleofoptimizingtheoverallsystemnotthesubsystems，makefulluseofspacecraftresources，provideminimumreconfiguration

4、toresolvetheproblemsinspacecraftdevelopment，andgiverobustdesignmethodtoadoptinorbitspacecraftmalfunctions．Thepaperputsforwardthedesignprincipleofaddingactivethermalcontrolmeansand，withanexampleofspacecraftapplication，givesthesimpleandreliablemeansofelectricheatertoi

5、mprovethedesignrobustness．Keywords：spacecraft；thermaldesign；system；robust；electricheater引言长期以来，我国航天器的热设计一般采用以被动热控为主、电加热主动热控为辅的热控方案。这种传统的设计方法，比较适合于温度控制要求不高的热控系统Ⅲ。随着技术的发展，电加热技术的主要控制及执行机构——控温仪有了长足的进步，已经从最初的开关执行机构演化为具有CPU的智能型高精度控温仪，电加热对星上能源的消耗可以通过CPU灵活控制，可靠性也大为提高，因此，电加热

6、主动热控技术已被广泛应用于一些控温精度要求较高的航天器仪器设备的热控制。航天器对热控系统的主动调节能力需求大为增加，除在轨正常设计需求外，这种能力还表现在：热控系统作为基础服务系统，必须应对航天器研制过程中收稿日期：2013一08一06；修回日期：2013一08—28作者简介：李国强(1971一)，男，硕士，研究员，从事航天器热设计工作。Email：1iguoqiang@spacechina．com。第5期李国强：航天器热设计中的系统性和鲁棒性各级别可能的技术状态更改需求，以及在轨飞行期间突发的非正常设计状态带来的温度保障需求

7、。因此，有必要讨论传统热设计以被动热控为主、辅以适当主动热控这一首要原则在航天器是否须要做出调整，提高目前相对成熟可靠的电加热主动控制所占的份额，在某种程度上可以提升航天器热控总体设计水平，实现热控系统的系统性和鲁棒性设计，从而在航天器系统工程研制中起到应有的热总体作用。2热设计应以系统总体最优为前提2．1热设计应从总体的角度来把握在航天器系统工程中，“热控”一直作为航天器的一个重要“分系统”进行研制。但是，与“分系统”的定义不同，在航天器实际研制过程中，无论是航天器总体设计人员，还是其他各分系统设计人员，又都普遍认为热控“分

8、系统”具有“总体性质”。这主要是由热控分系统在航天器研制中的特殊地位决定的。(1)航天器热接口复杂。广义而言，许多大总体接口，如运载火箭的热环境、发射塔架的热环境及航天器在轨热环境等，均与热有关；单就某一航天器而言，热控在研制中与总体及各分系统间都存在输入输出关系，如结构、总