CN102092481A - 星载设备环路热管的阻断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星星载设备热控装置，公开了一种星载设备环路热管(LHP)的阻断装置。包括：蒸发器、储液器、毛细芯、气管路、液管路、辐射器，根据本发明，该装置还包括一个储液器电加热器，安装于每个LHP的储液器上，所述的储液器电加热器由一条遥控指令控制，使卫星在不需要LHP工作时，启动加热器，确保LHP不会启动工作，本发明取得了提高卫星热控的安全可靠性，并且运行稳定可靠的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及卫星星载设备热控装置，尤其是一种星载设备环路热管(LHP)的阻断装置。
背景技术
随着卫星技术的发展，尤其针对目前各种后续型号卫星以及规划中的卫星，具有星载设备多且复杂、测量精度要求高、发热量大幅增加、温度控制要求高等特点，以被动控制为主的传统热控制手段已不能完全适应，必须通过更新的热控技术来进一步提高系统的主动调节能力，改善温度条件，保证星载设备使用的可靠性和精准性，提高卫星整星的可靠性，延长卫星寿命。所谓主动热控制技术，是在变化的内、外环境下，利用某种自动控制系统，自动地调节各种相关传热参数，使航天器内的仪器设备工作温度保持在规定的范围内。与被动热控相比，其特点就是能根据温度的要求主动改变换热的特征参数。
环路热管(LHP)是热控分系统的有效降温措施，它已成功地应用于XX卫星的镍镉电池组上，帮助其降温；更已成功地应用于最近发射的卫星上，实现整星降低温度水平的功能。
现有技术的LHP的结构和工作过程如下：蒸发器安装在星载仪器设备或卫星仪器板预埋热管上，仪器设备和卫星的热量通过蒸发器的鞍座传递到内部的毛细芯；毛细芯内部的工质氨吸收热量蒸发，蒸汽沿气管路流到星外的辐射器上；辐射器直接对着冷空间，气体在辐射器管路流动的同时逐步释放汽化潜热冷凝为液体；液体沿液管路回流到储液器汇集后进入蒸发器。
LHP启动时，作用原理和热管一样，通过工质在蒸发器和辐射器间不断的循环，带走星体或者星载仪器设备上的多余热量，达到温控目的。一般热控已经采取了足够的措施，保证LHP随卫星上天后，能够按使用要求启动，正常工作。LHP阻断时：管路中存在较大阻力，基本没有工质流动，没有形成工质循环流动，致使LHP没有起到传输热量的作用。
但是，现有技术的LHP装置以被动控制为主，往往在卫星温度偏低时不能可靠阻断，在不需要LHP降温时，启动工作，从而引起温度低于温度下限而使星上仪器受损。
分析认为LHP发生阻断、停止工作的原因有2种：(1)进入LHP蒸发器内部的液体量不足，或蒸发器内蒸气压力过高，阻碍液体工质回流到蒸发器，造成蒸发器内部毛细芯干涸，毛细芯丧失毛细抽吸力，使LHP丧失热传输能力。(2)辐射器温度低于氨的凝固点-78℃，工质冻结在辐射器管路中，工质不能继续流动，LHP停止工作。
为了提高系统的主动调节能力，改善温度条件，保证星载设备使用的可靠性和精准性，提高卫星整星的可靠性，延长卫星寿命。本发明针对上述阻断原因(1)，作出了相应设计，阻断时，本发明的装置使储液器温度升高，储液器内液体完全汽化进入蒸发器毛细芯，毛细芯缺液而使LHP丧失热传输能力，保证LHP可靠阻断。
发明内容
为了解决现有技术的LHP在卫星温度偏低时不能可靠阻断或启动工作，从而引起温度低于温度下限而使星上仪器受损的问题，本发明的目的在于提供一种星载设备环路热管的阻断装置；利用本发明，可在LHP阻断时通过遥控指令启动加热装置，使卫星在不需要LHP工作时，LHP不会启动工作，从而保证卫星热控的安全可靠。
为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种星载设备环路热管的阻断装置，该装置包括：
蒸发器、储液器、毛细芯、气管路、液管路、辐射器，根据本发明，该装置还包括一个储液器电加热器，安装于每个LHP的储液器上，所述的储液器电加热器由一条遥控指令控制。
本发明一种星载设备环路热管的阻断装置，由于采取上述的技术方案，在每个LHP的储液器上设置了一路储液器电加热器，所有LHP的储液器电加热器由一条遥控指令控制。LHP阻断时，通过遥控指令开启储液器电加热器，使储液器温度升高，储液器内液体完全汽化进入蒸发器毛细芯，毛细芯缺液而使LHP丧失热传输能力，从而避免LHP在卫星温度偏低时启动工作，保证卫星温度不会低于温度下限而使星上仪器受损。因此，本发明取得了卫星热控的安全可靠性，并且运行稳定可靠的有益效果。
附图说明
图1是LHP结构及原理示意图；
图中：1-蒸发器；2-毛细芯；3-储液器；4-储液器电加热器；5-气管路；6-辐射器；7-液管路；
图2是本发明LHP阻断装置的作用示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的优选实施例。
图1是LHP结构及原理示意图；如图1所示：
现有技术的LHP回路包括：
蒸发器1安装在星载仪器设备或卫星仪器板预埋热管上，蒸发器1内具有毛细芯2，毛细芯2内部填充有工质氨；毛细芯2内部的工质氨吸收热量蒸发产生蒸汽通过气管路5，辐射器6直接对着冷空间，气体在辐射器6管路流动的同时逐步释放汽化潜热冷凝为液体；液体沿液管路7回流到储液器3汇集后进入蒸发器1的毛细芯2中，为毛细芯2提供液氨，构成散热回路。通过工质氨在蒸发器1和辐射器7间的循环，从而使LHP带走星载镍镉电池组等仪器设备产生的废热，达到控制镍镉电池组等温度的目的。一般当卫星或者星载仪器设备温度较高、发热量较大需散热时，要求LHP工作；其余时间要求LHP不工作，为阻断状态。但是，上述现有技术的LHP由于采用被动控制，因而往往在不需要启动或在阻断时启动工作，造成星载设备低于工作温度而失效。
本发明的目的在于为LHP增加主动热控功能，根据本发明，在每个LHP的储液器3上还设置有一个储液器电加热器4，所有LHP的储液器电加热器4由一条遥控指令控制。
图2是本发明LHP阻断装置的作用示意图，如图2所示，当星载设备温度超过18度时，LHP启动，进行散热；当温度下降到20度时，LHP阻断；这时，通过遥控指令开启储液器电加热器4，使储液器3温度升高，储液器3内液体完全汽化进入蒸发器毛细芯2，毛细芯2缺液而使LHP丧失热传输能力，从而避免LHP在卫星温度偏低时启动工作，保证卫星温度不会低于温度下限而使星上仪器受损。直至温度超过22度，通过遥控指令关闭储液器电加热器4，LHP再次启动，进行降温。由上所述，本发明通过遥控指令等相关操作，卫星在温度偏低或者不需LHP工作时，确保LHP阻断不启动，从而保证卫星热控的安全可靠。
经过地面多次摸底试验和卫星初样星、正样星热平衡试验以及飞行试验，分析相关数据后得出，本发明能够在卫星温度较低时发挥作用，使LHP不启动工作；因此，本发明在卫星上的运用合理可行、运行稳定可靠。
Claims (1)
1.一种星载设备环路热管的阻断装置，包括：蒸发器、储液器、毛细芯、气管路、液管路、辐射器，其特征在于，该装置还包括一个储液器电加热器，安装于每个LHP的储液器上，所述的储液器电加热器由一条遥控指令控制。
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