CN104369874B - 复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置 - Google Patents

复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置 Download PDF

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本发明提供了一种复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，包括仪器安装板、预埋热管、扩热板、外贴热管、结构胶、导热硅橡胶、双座卡箍、扩展散热板、单座卡箍、导热转接板，预埋热管位于仪器安装板内，扩热板通过结构胶粘结在仪器安装板上且靠近飞行器稳定散热面一侧，外贴热管的一端与扩热板连接，外贴热管的另一端与导热转接板连接，导热转接板与扩展散热板之间采用导热硅橡胶粘结，双座卡箍套住外贴热管且固定在扩热板和仪器安装板上，单座卡箍套住外贴热管且固定在导热转接板上。本发明便于实施，可靠性高，热量排散效率高，总体资源占用量少。

Description

复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置
技术领域
本发明涉及一种飞行器一体化热控装置，具体地，涉及一种复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置。
背景技术
某型号飞行器试验目标轨道需能适应降交点地方时6：30±30min，轨道高度500～800km的变化。轨道条件变化大引起飞行器外热流条件变化大，同时飞行器工作模式多变造成整器热耗变化幅度大，要求飞行器热控设计具有高的适应能力。该飞行器采用复杂构型外承力筒结构，电源系统电源控制器等大功耗大质量单机无法实现直接安装在散热面上进行温控。该飞行器主散热面的区域为导热性能差的薄壁蒙皮，热量排散效率低。因此，需要针对复杂构型外承力筒飞行器采取特殊的技术高效、可靠的实现热量收集、传输与排散，同时还需保证实现的便捷性和总体资源占用量小。
通常卫星采用预埋热管网络实现仪器板等温化设计和热量的收集，主要依靠辐射传热方式来实现热量的传输与排散，这种热设计方式对轨道外热流和内功耗的变化适应性差，传热效率低而且不易解决大功耗单机的散热问题。电源控制器等大功耗单机通常采用直接安装于侧板散热面上，通过在侧板上预埋热管实现热量的收集、传输与排散，该方式无法应用于复杂构型外承力筒结构飞行器上。环路热管(LHP)技术能够实现大功耗单机热量收集、传输与排散，通过与预埋热管相结合可以实现热控系统适应能力的增强，但是其可靠性不高，质量大，需要额外的电功率资源，而且也不能适应复杂构型飞行器上的布局和多次拆装的约束条件。采用外贴热管可以提升导热性能差的薄壁蒙皮散热面排热效率，但是势必会增加过多的重量资源，外贴热管在薄壁蒙皮上的安装工艺也是非常难以实现的。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其便于实施，可靠性高，热量排散效率高，总体资源占用量少。
根据本发明的一个方面，提供一种复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，包括仪器安装板、预埋热管、扩热板、外贴热管、结构胶、导热硅橡胶、双座卡箍、扩展散热板、单座卡箍、导热转接板，预埋热管位于仪器安装板内，扩热板通过结构胶粘结在仪器安装板上且靠近飞行器稳定散热面一侧，外贴热管的一端与扩热板连接，外贴热管的另一端与导热转接板连接，导热转接板与扩展散热板之间采用导热硅橡胶粘结，双座卡箍套住外贴热管且固定在扩热板和仪器安装板上，单座卡箍套住外贴热管且固定在导热转接板上。
优选地，所述仪器安装板为30mm厚的铝蒙皮蜂窝板。
优选地，所述预埋热管的管型为RG-CDRG-NH3-J2-25×12，传热能力为440W·m，材料为6063型铝合金材料。
优选地，所述双座卡箍与外贴热管之间垫装羊毛毡。
优选地，，所述外贴热管管型为传热能力为521W·m，材料为6063型铝合金材料。
优选地，所述外贴热管弯曲半径75mm。
优选地，所述扩展散热板的厚度为1mm。
优选地，所述单座卡箍与外贴热管之间垫装羊毛毡。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明采用扩热板强化实现了仪器安装板内预埋热管等温化设计及外贴热管与预埋热管的有效传热耦合，缓解了大功耗单机散热问题，增强了热控设计的适应能力；采用导热转接板和弯曲外贴热管组合，有效解决了复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置上热量传输装置的安装便捷性；采用导热硅橡胶、单座卡箍和双座卡箍满足减小接触热阻和抗振动力学条件的需求；配合扩展散热板的设计，提高了热量排散效率，高效利用了复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置稳定散热面区域；该一体化热管网络系统便于实施、可靠性高、热量排散效率高、重量资源占用少，适用于复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置热设计。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置的结构示意图。
图2为本发明中预埋热管和外贴热管等元件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1和图2所示，本发明复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置包括仪器安装板1、预埋热管2、扩热板3、外贴热管4、结构胶5、导热硅橡胶6、双座卡箍7、扩展散热板8、单座卡箍9、导热转接板10，预埋热管2位于仪器安装板1内，扩热板3通过结构胶5粘结在仪器安装板1上且靠近飞行器稳定散热面一侧，外贴热管4的一端与扩热板3连接，外贴热管4的另一端与导热转接板10连接，导热转接板10与扩展散热板8之间采用导热硅橡胶6粘结，双座卡箍7套住外贴热管4且固定在扩热板3和仪器安装板1上，单座卡箍9套住外贴热管4且固定在导热转接板10上。
本发明首先将预埋热管2埋入仪器安装板1内，需保证预埋热管2与仪器安装板1的仪器安装面铝蒙皮贴合良好，以较少的代价实现仪器安装板上的等温化设计；优选地，所述仪器安装板1为30mm厚的铝蒙皮蜂窝板，其仪器安装面采用0.3mm厚的铝蒙皮；优选地，所述预埋热管2的管型为RG-CDRG-NH3-J2-25×12(Ω)，传热能力为440W·m，材料为6063型铝合金材料。然后采用结构胶5将已加工好的扩热板3粘结在仪器安装板1上且靠近飞行器稳定散热面一侧，这样实现仪器安装板上的热量收集的同时缓解大功耗单机散热问题；优选地，所述扩热板3的材料为2A120，其尺寸大小的确定依据为大功耗单机安装面尺寸和一定程度上覆盖所有预埋热管2。优选地，所述结构胶5的牌号为J-133。
进一步地，使用弯曲成型的外贴热管4的管材作为工艺工装，将外贴热管4的一端与扩热板3连接，外贴热管4的另一端与导热转接板10连接，以确定导热转接板10与扩展散热板8在复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置上的布局状态，实现热量的可靠传输。该试装工序完成之后将导热转接板10与扩展散热板8之间采用导热硅橡胶6粘结后再借用飞行器结构铆钉紧固连接于飞行器外承力筒主结构上，实现热量的高效排散。优选地，所述的外贴热管4管型为 传热能力为521W·m，材料为6063型铝合金材料，外贴热管4弯曲半径75mm，弯曲区域外贴热管4两侧的展翼可作适当修剪，以便于热管管材弯曲成型和安装为原则，需保证外贴热管4与扩热板3的安装面区域平面度优于200×200∶0.1mm且贴合良好。优选地，所述的导热转接板10根据实际构型设计其结构外形，厚度5mm，大小尺寸以满足传热能力为原则，材料为2A120，需保证外贴热管4与导热转接板10的安装面区域平面度优于200×200∶0.1mm且贴合良好。优选地，所述的扩展散热板8的厚度为1mm，大小尺寸以满足排热能力为原则，材料为2A120，需保证导热转接板10与扩展散热板8的安装面区域平面度优于200×200∶0.1mm且贴合良好。优选地，所述导热硅橡胶6的牌号为6GDA-508型空间级导热硅橡胶。进一步地，将外贴热管4一端与扩热板3可以采用导热硅橡胶6粘结，胶粘工艺完成之后在双座卡箍7与外贴热管4之间垫装羊毛毡，再用螺钉使双座卡箍7套住外贴热管4且固定在扩热板3和仪器安装板1上，这样保护外贴热管不受损。优选地，所述导热硅橡胶6的牌号为6GDA-508型空间级导热硅橡胶。最后将外贴热管4的另一端与导热转接板10可以采用导热硅橡胶6粘结，粘结工艺完成后在单座卡箍9与外贴热管4之间垫装羊毛毡，再用螺钉使单座卡箍9套住外贴热管4且固定在导热转接板10上。优选地，所述导热硅橡胶6的牌号为6GDA-508型空间级导热硅橡胶。
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 (8)

1.一种复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，包括仪器安装板、预埋热管、扩热板、外贴热管、结构胶、导热硅橡胶、双座卡箍、扩展散热板、单座卡箍、导热转接板，预埋热管位于仪器安装板内，扩热板通过结构胶粘结在仪器安装板上且靠近飞行器稳定散热面一侧，外贴热管的一端与扩热板连接，外贴热管的另一端与导热转接板连接，导热转接板与扩展散热板之间采用导热硅橡胶粘结，双座卡箍套住外贴热管且固定在扩热板和仪器安装板上，单座卡箍套住外贴热管且固定在导热转接板上。
2.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述仪器安装板为30mm厚的铝蒙皮蜂窝板。
3.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述预埋热管的管型为RG-CDRG-NH3-J2-25×12，传热能力为440W·m，材料为6063型铝合金材料。
4.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述双座卡箍与外贴热管之间垫装羊毛毡。
5.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述外贴热管管型为传热能力为521W·m，材料为6063型铝合金材料。
6.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述外贴热管弯曲半径75mm。
7.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述扩展散热板的厚度为1mm。
8.根据权利要求1所述的复杂构型外承力筒飞行器一体化热控装置，其特征在于，所述单座卡箍与外贴热管之间垫装羊毛毡。
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