航天器转动轴遮热罩设计及仿真.pdf

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1、第3l卷第1期计算机仿真2014年1月文章编号：l006—9348(2014)01—0058一06航天器转动轴遮热罩设计及仿真杨化彬02，吴清文。，杨献伟1，黄勇1(1．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2．中国科学院大学，北京l00049)摘要：在航天器转动遮热罩优化设计问题，为减少航天器转动轴处的能量散失，采用安装遮热罩和包覆多层隔热组件的方法，找到影响转动轴能量散失的主要因素，确定可应用于工程实际的遮热罩设计方案和多层包覆方式的合理性。首先给出遮热罩的基本结构并分析影响转动轴系统能量散失的主要参数。其次运

2、用l—DEAs／TMG进行有限元仿真，得到转动轴系统能量散失与各变量之间的变化规律。最后依据极紫外成像仪俯仰轴上安装和未安装遮热罩的两种应用方案开展热平衡试验。试验和计算结果表明，安装遮热罩并包覆多层隔热组件后．俯仰轴能量散失比无热控措施时减少了53．6％。设计合理的遮热罩并包覆多层隔热组件，既保证转动机构的正常工作，也可有效地减少转动轴处能量的散失。关键词：遮热罩；转动轴；热设计仿真；有限元分析中图分类号：TP391．9文献标识码：BDesignandSimulationforThermalSllieldI璐talledonRotati

3、ngShaftofSpacecraftYANGHua—binl”，WUQing—wenl，YANGXian—weil；HUANGYon91(1．ChangchunInstituteof0ptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，ChangchunJilin130033，Chin8；2．GmduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beqing100049，China)ABSTRACT：Inordertodecreaseheatlo

4、ssoftherotafingsh出，avalidthernlalshieldwasinstalledandmulci—layerinsulation(MLI)waswTappedontherotatingshafIofthespacecraflwhichcandecreaseenergylossef玷ctiVely．First-ly，thestructureoflhe唧alshieldanditsp啪meters，which“fecttheenergyloslfmmthemtatingsh血，werestud-ied．Secondly，

5、thenniteelementsimulatemodelswerebuillwithI—DEAS／TMG，theenergylosswascalculatedandthedisciplin蒯anwasdiscoveredbetweenenergylostandtheparametersoftheshaflsubassembly．Thirdly，twocasesoffhe丌T1albalanceexperimentforthepitchshaftsofanextremeultmvioletimagerwerelaunched．Thesh血s

6、werein—stalledwiththe丌I】alshieldsintheonecaseofexpe^menfanduninstalledinanothercase．Itisshownthatthetotalloslenergyofchepitchsh出withtherrnalshieldsandML1wrappedcandecreaseabout53．6％．ThethemalshieldwithoptimizedparaInetersandML1wrappedcandecreaseener副lossofthemtatingsh出and

7、keepitrunwelIinthespace·KEYWORDS：Themalshield；RotatingshafI；The丌Ilaldesign；Finiteelementanalysis1引言为使航天器在空间环境长期、安全、可靠地工作，完成既定的各项任务，热控系统是航天器必不可少的组成部分，担负着控制航天器温度变化与温度分布，维持航天器上热量吸收、转化及排散平衡的重要作用，用于保障航天器上各种仪器设备可靠工作”一。但随着航天事业的快速发展和航天器结构复杂程度的提高，航天器上转动部件也随之增多，转动部件的热设计也就成为热设计中的一个重

8、点和难点。如果收稿日期：2叭3一03—27—58一不对转动部件实施相应的热控措施，航天器本体的能量会从转动轴持续散失；若热控措施实施不当，会造成多层隔热组件被破坏或缠绕，导致航天器某些部件不能