热控涂层搭载飞行试验进展综述

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1、V0l

2、21NO．2航天器工程第21卷第2期1O8SPACECRAFTENGINEERING2012年4月热控涂层搭载飞行试验进展综述王磊满广龙(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要文章对国内外航天器热控涂层在轨搭载飞行试验进行了调研，综述了利用和平号空间站、“国际空间站”、美国航天飞机、“长期暴露装置”等航天器进行的相关试验工作及主要的研究成果等。在此基础上提出了我国开展热控涂层搭载飞行试验的建议。关键词热控设计；热控涂层；空间环境；飞行试验；退化中图分类号：TK124文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．201

3、2．02．018ReviewofThermalControlCoatingsFlightTestWANGLeiMANGuanglong(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstract：Thepaperintroducesthedevelopmentofthermalcontrolcoatingsflighttest，includingMirorbitalstations，InternationalSpaceStation，SpaceShuttle，LDEF，e

4、tc．Basedontheassess—mentofliteraturesurvey，thesuggestionsonthermalcontrolcoatingsflighttestareproposed．Keywords：thermalcontroldesign；thermalcontrolcoatings；spaceenvironment；flighttest；degradation行试验的调研，综述了在此方面已进行的相关工作1引言及发展现状。在此基础上提出了我国开展热控涂层搭载飞行试验的建议，认为通过开展航天器热控涂航天器在轨运行期问，其表面的热控涂层暴

5、露层在轨飞行试验，可获得热控涂层的在轨性能数据，在空间环境中，空间环境对热控涂层的功能和性能为提高航天器高可靠、长寿命热设计提供依据。有较大的影响，进而影响到热控分系统的性能。为了获取低地球轨道(LEO)环境与航天器相互作用2国外搭载飞行试验情况的第一手资料，并为长寿命航天器的热设计提供参考数据，2O世纪80年代以来，以美国、俄罗斯、欧洲2O世纪80年代以来，国外航天国家利用航天航天局为首的一些组织和研究机构先后利用航天飞飞机、空间站、卫星等持续不断地进行了热控涂层的机、空间站、卫星等在低地球轨道环境中进行了多次搭载飞行试验。空间飞行试验，用来研究热控涂层在严

6、酷空间环境2．1“长期暴露装置”搭载飞行试验[1下的长期暴露效应，并对低地球轨道、地球同步轨道美国国家航空航天局(NAsA)的“长期暴露装和行星际空问航天器上使用的热控涂层性能进行置”(LDEF)(见图1)在1984年4月7日至1990年研究。1月12日进行了迄今为止最长的空问暴露试验。本文通过对国内外航天器热控涂层在轨搭载飞LDEF是一个12面的圆柱状飞行器，长9．14m，直收稿日期：2011-12—12；修回日期：2012—03—05作者简介：王磊(1969一)，男，博士，高级工程师，研究方向为航天器热控制。E-mail：leiwhit@sina．COrn

7、。第2期王磊等：热控涂层搭载飞行试验进展综述109径4．27m，采用三轴稳定姿态，暴露总面积约为置。试验目的是确定空问环境对热控涂层及其它功130m。它进行了57项独立的实验，共10000多个能材料性能的影响。所涉及的环境有紫外辐照、电试样，其中包括涂料型、薄膜型、二次表面镜等多种子辐照、质子辐照、原子氧、热循环、真空、空间碎片热控涂层，这些涂层分别在LDEF的4个独立的区和宇宙尘等。LDEF在轨道上运行了5年零9个域中暴露，第一组暴露于卫星的迎风面(迎风面指航月，轨道高度从480km下降到340km。飞行后得天器的飞行方向)，第二组暴露于背风面，第三和第到了

8、大量的热控涂层和空间环境相互作用的数据，四组在分别与迎风面和背风面法线呈3o。位置上布为美国提供了最大和最完整的空间材料数据库。图1“长期暴露装置”Fig．1LongDurationExposureFacility(IDEF)2．2和平号空间站搭载飞行试验[5]一步掌握热控涂层与空问环境的相互作用机理。试法国的材料空间性能试验装置安装在和平号空验结果表明聚酰亚胺薄膜等在原子氧的作用下，剥间站外。试验期间空间站的轨道高度约为360～蚀严重。430km，在轨空间运行392d后，于1990年2月19(2)STS一5飞行试验_9：1982年11月11日发日返回地面。该

9、试验装置由4块试验盘组成，分别射，飞行