敏捷型卫星的相机外热流变化及其抑制措施效果分析.pdf

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1、v01．3l。No．1航天器环境工程第31卷第l期62SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERrNG2014年2月htcp：／／、vww．bisee．ac．cnE-mail：htqhjgc@126．comTel：(OlO)68116407，68116408，68116544敏捷型卫星的相机外热流变化及其抑制措施效果分析窦强1，李劲东2，朱军1，周宇1(1．航天东方红卫星有限公司；2．北京空间飞行器总体设计部：北京100094)摘要：文章根据空间外热流理论建立了敏捷型遥感卫星的空间相机外热流计算模型，针对相机的外热流变化情况，选择典

2、型计算工况并对其外热流特性进行了仿真分析，得出了工作模式及卫星姿态变化对相机主要部件热流的影响。为解决外热流分布不均和波动剧烈问题，提出了加长相机遮光罩和加装热防护门2种抑制方案，并对方案的效果进行了分析评价。关键词：敏捷型卫星；空间相机；外热流；热防护门；遮光罩；数值仿真中图分类号：V445．8文献标志码：A文章编号：1673—1379(2014)01一0062—06DOl：10-3969巧．is蛳．1673-1379．2014．01．012AnalysisonheatnuxfIuctuationanditsinhibitions打ategi铺f

3、oragilesatemtecameraD0uQian91，LiJindon92，ZhuJ哪!，ZhouYul(1．DFHSatelliteco．，Ltd；2．BeijiIlgInstitllteofspacecmRSyst锄Engineering：Beijingl00094，China)Abstract：AthenIlalmodelofmespacecameraforanagilesatelliteisbuiltaccordingtotllespaceheatnuxtheory_Theheatnuxontotllespacec锄erais锄aly

4、zed锄dthee腩ctofcomplexattitudem锄euVerisdiscussed．Theme出odofres缸ainingheatnuxnuctuationbylen譬heningthec锄eralenshoodorfixingathermaIconnDldoorareanalyzedwitllevaluation．Keywords：agilesatcllite；spacec锄em；extcmalheatnux；themalcon仃oldoor；lenshood；num耐calsimulation0引言在空间相机热控系统研制的过程中，

5、外热流分析始终是重要的工作。在相机热分析过程中，为了得到准确的相机瞬态温度分布，需要分析相机的外热流分布情况，并将外热流结果与相机热物理模型相结合进行综合分析【l。3】。由于敏捷型遥感卫星在轨频繁的姿态机动而导致其外热流波动，对相机的性能产生影响，所以开展相机的外热流仿真分析有助于发现机动过程中出现的极端热流边界问题，对优化相机的热控设计有至关重要的意义【4】。本文针对敏捷型遥感卫星的相机，计算了其空间外热流，得出在不同飞行模式和姿态下的外热流变化规律，确定相机的极端外热流时变特性及空间分布情况。并根据相机的外热收稿日期：2013．09．04；修回

6、日期：2014．01．06基金项目：国家民用863项目(编号：2叭2AAl21504)流分布及变化特点提出相应的抑制方案，以降低后续热设计的难度，保证相机的热稳定性。1敏捷型遥感卫星热环境特点1．1遥感卫星空间外热流遥感卫星运行轨道为低地球轨道，卫星所接收的空间外热流主要是太阳辐照、地球红外辐射和地球反照3种15J。对于空间相机，除受到以上3种外热流影响之外，还会受到卫星表面太阳反照影响以及卫星本体红外辐射影响，但这两种外热流相对较小，分析过程中可以忽略。各种对空间相机产生影响的外热流计算方法如下。1)太阳辐照太阳光束一般视为平行光，参照WRC基准

7、睁71，第l期窦强等：敏捷型卫星的相机外热流变化及其抑制措施效果分析63太阳辐照热流冬至为1414W／m2，春分为1375W／m2，夏至为1322W，m2，平均值为1367W／In2。到达某一外表面上的太阳辐照外热流为Qs=黝cos屈。(1)式中：S为太阳辐照常数，取1367W／m2；彳为卫星受照面积；展为太阳光线与受照面法线的夹角。2)地球红外辐射在计算地球红外辐射热流过程中，假设地球为温度均匀的热平衡体【8】，则卫星某一表面上接收的地球红外辐射热流为1一nQe=半·Ⅸ4。(2)‘．式中：五为卫星表面对地球的红外辐射角系数；彳。为卫星接收地球红外

8、辐射的表面积；p为太阳光的地球反射率，由于卫星的星下点运动速度很快，在外热流计算过程中可近似取p为一常数。3)地球反照假定