CN103274061A - 用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其中：流体管路和热管预埋在蜂窝板内，流体管路两端分别为流体进出口，流体管路上下表面与蜂窝板蒙皮胶结，热管的上下表面与蜂窝板蒙皮胶结，热管两端呈L形弯制，L形弯制的端部侧面与流体管路内侧表面胶结或焊接，蜂窝板外表面施加热控涂层。本发明采用流体管路与热管耦合并同时预埋在蜂窝板内的形式，既减小了流动阻力，又减小了接触热阻，提高了热辐射器效率，降低了系统流动负荷；热辐射器表面平整，易粘贴玻璃二次表面镜，也易于与其他结构安装耦合；有效降低空间碎片及微流星对辐射器撞击造成管路破裂导致系统失效的风险；材料来源充分，工艺成熟，易于实现。
Description
技术领域
本发明属于航天器热控技术领域，具体是一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器。
背景技术
随着航天技术的发展，航天器热耗不断增加，有效的散热面资源又趋紧，传统的被动热控手段已无法满足任务需求，而主动流体回路散热技术能够灵活地排散航天器废热，因此有越来越多的废热需要通过流体管路和热辐射器排散出去。
在常规流体回路系统的热辐射器中，一般将流体管路与辐射板焊接或压接，存在管路长，流阻大，质量重等缺点；也有在辐射板上外贴热管，或流体管路外贴在预埋热管的蜂窝板上等结构，该类热辐射器热阻较大，外表不平整，不利于安装和施加热控涂层。在具体应用中，设计一种高效、轻质、安装简易的热辐射器对流体回路系统的工程应用意义重大。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器。本发明从热管式空间辐射器构型出发，综合考虑减小传热热阻，便于加工制造，易于使用安装等设计细节，从而提高热辐射器效率及实用性。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，包括流体管路、热管以及蜂窝板，其中：
-流体管路，其整体呈U型，流体管路的上下表面均与蜂窝板固定连接，流体管路的两端部分别设有流体进口和流体出口；
-热管，其上下表面均与蜂窝板固定连接，热管的两端呈L形弯制，所述L形弯制的端部侧面与流体管路的内侧表面固定连接；
-蜂窝板，其内部埋设流体管路和热管，其外表面设有热控涂层。
优选地，所述流体管路的横截面为矩形，流体管路的材质为铝合金、铜或不锈钢。
优选地，所述热管的横截面为矩形，热管的材质为能与工质相容的金属材料，相应地，所述流入热管的工质为氨或甲醇。
优选地，所述热管的材质为铝或不锈钢。
优选地，所述蜂窝板的结构为，两层蜂窝板蒙皮中间夹一层蜂窝芯结构，其中，流体管路和热管设置在蜂窝芯内，所述流体管路及热管的上下表面分别与蜂窝板蒙皮固定连接；优选地，所述蜂窝板蒙皮材质为铝或碳纤维，所述蜂窝芯材质为铝。
优选地，所述流体进口和流体出口为光管，所述光管通过卡套接头或焊接方法与流体管路或外部管路相连接；或
所述流体进口和流体出口为螺纹管，所述螺纹管通过螺纹接头与流体管路或外部管路相连接。
优选地，所述流体管路及热管的上下表面均通过导热硅橡胶与蜂窝板蒙皮胶结。
优选地，所述导热硅橡胶为GDA-508导热硅橡胶。
优选地，所述L形弯制的端部侧面通过胶结或焊接与流体管路的内侧表面固定连接。
优选地，所述焊接为钎焊。
优选地，所述热控涂层为玻璃二次表面镜或热控白漆。
本发明提供的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，具有以下有益效果：
1、采用流体管路与热管耦合并同时预埋在蜂窝板内的形式，既减小了流动阻力，又减小了接触热阻，提高了热辐射器效率，降低了系统流动负荷；
2、热辐射器表面平整，易粘贴玻璃二次表面镜，也易于与其他结构安装耦合；
3、有效降低空间碎片及微流星对辐射器撞击造成管路破裂导致系统失效的风险；
4、材料来源充分，工艺成熟，易于实现。
附图说明
图1是用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器示意图；
图中：1为流体管路，2为热管，3为蜂窝板。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例公开了一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，包括流体管路1、热管2以及蜂窝板3，其中：
-流体管路，其整体呈U型，流体管路的上下表面均与蜂窝板固定连接，流体管路的两端部分别设有流体进口和流体出口；
-热管，其上下表面均与蜂窝板固定连接，热管的两端呈L形弯制，所述L形弯制的端部侧面与流体管路的内侧表面固定连接；
-蜂窝板，其内部埋设流体管路和热管，其外表面设有热控涂层。
进一步地，所述流体管路的横截面为矩形，流体管路的材质为铝合金、铜或不锈钢。
进一步地，所述热管的横截面为矩形，热管的材质为能与工质相容的金属材料，相应地，所述流入热管的工质为氨或甲醇。
本实施中热管材质优选为铝或不锈钢。
进一步地，所述蜂窝板的结构为，两层蜂窝板蒙皮中间夹一层蜂窝芯结构，其中，流体管路和热管设置在蜂窝芯内，所述流体管路及热管的上下表面分别与蜂窝板蒙皮固定连接。
进一步地，所述蜂窝板蒙皮材质为铝或碳纤维，所述蜂窝芯材质为铝。
进一步地，所述流体进口和流体出口为光管，所述光管通过卡套接头或焊接方法与流体管路或外部管路相连接；或
所述流体进口和流体出口为螺纹管，所述螺纹管通过螺纹接头与流体管路或外部管路相连接。
进一步地，所述流体管路及热管的上下表面均通过导热硅橡胶与蜂窝板蒙皮胶结。
进一步地，所述导热硅橡胶为GDA-508导热硅橡胶。
进一步地，所述L形弯制的端部侧面通过胶结或焊接与流体管路的内侧表面固定连接。
进一步地，所述焊接为钎焊。
进一步地，所述热控涂层为玻璃二次表面镜或热控白漆。本发明提供一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，该装置包括流体管路1，热管2，蜂窝板3。
本实施例提供的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，是通过以下方式实现的：
用工装把流体管路1弯制成U字形，根据流体管路1两内侧平行间距，用工装把热管2弯制成两边带L形转角的形状，采用焊接或胶结的方法把热管2与流体管路1根据设计要求连接固定。
在蜂窝板3的蜂窝芯上根据流体管路1和热管2的位置用裁剪工具加工去除流体管路l和热管2预埋位置的芯材，在一侧蜂窝板3蒙皮上施胶，把蜂窝芯粘结上，把流体管路1和热管2镶嵌入蜂窝芯内，在另一侧蜂窝板3蒙皮上施胶，把蜂窝板3蒙皮覆盖在嵌有流体管路1和热管2的蜂窝芯上。
对蜂窝板3外侧表面进行施加热控涂层前的清洗，清洗完对其表面施加热控涂层。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，包括流体管路、热管以及蜂窝板，其中：
-流体管路，其整体呈U型，流体管路的上下表面均与蜂窝板固定连接，流体管路的两端部分别设有流体进口和流体出口；
-热管，其上下表面均与蜂窝板固定连接，热管的两端呈L形弯制，所述L形弯制的端部侧面与流体管路的内侧表面固定连接；
-蜂窝板，其内部埋设流体管路和热管，其外表面设有热控涂层。
2.根据权利要求1所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述流体管路的横截面为矩形，流体管路的材质为铝合金、铜或不锈钢。
3.根据权利要求1所述的用于航天器的热管一流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述热管的横截面为矩形，热管的材质为与工质相容的金属材料，相应地，所述流入热管的工质为氨或甲醇。
4.根据权利要求1所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述蜂窝板的结构为，两层蜂窝板蒙皮中间夹一层蜂窝芯结构，其中，流体管路和热管设置在蜂窝芯内，所述流体管路及热管的上下表面分别与蜂窝板蒙皮固定连接；所述蜂窝板蒙皮材质为铝或碳纤维，所述蜂窝芯材质为铝。
5.根据权利要求4所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述流体管路及热管的上下表面均通过导热硅橡胶与蜂窝板蒙皮胶结。
6.根据权利要求5所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述导热硅橡胶为GDA-508导热硅橡胶。
7.根据权利要求1所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述流体进口和流体出口为光管，所述光管通过卡套接头或焊接方法与流体管路或外部管路相连接；或
所述流体进口和流体出口为螺纹管，所述螺纹管通过螺纹接头与流体管路或外部管路相连接。
8.根据权利要求1所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述L形弯制的端部侧面通过胶结或焊接与流体管路的内侧表面固定连接。
9.根据权利要求8所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述焊接为钎焊。
10.根据权利要求1所述的用于航天器的热管-流体回路耦合热辐射器，其特征在于，所述热控涂层为玻璃二次表面镜或热控白漆。
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