CN106428643A - 削弱外热流装置及其使用方法和空间飞行器 - Google Patents

削弱外热流装置及其使用方法和空间飞行器 Download PDF

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周砚耕
赵吉喆
田敏
翟载腾
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    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/52—Protection, safety or emergency devices; Survival aids
    • B64G1/58—Thermal protection, e.g. heat shields

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Abstract

本发明提供了一种削弱外热流装置及其使用方法和空间飞行器，包括第一立柱、第二立柱以及多层隔热组件；其中，所述多层隔热组件的一端连接所述第一立柱，另一端连接所述第二立柱；所述多层隔热组件包括顺序相连的第一连接区域、多层隔热组件主体和第二连接区域；所述第一连接区域设置有第一连接件扣体和第一连接件锁体；所述第一连接件扣体绕所述第一立柱旋转一周后连接所述第一连接锁体；所述第二连接区域设置有第二连接件扣体和第二连接件锁体；所述第二连接件扣体绕所述第二立柱旋转一周后连接所述第二连接锁体。本发明结构简易，成本低，仅需多层多层隔热组件和碳纤维材料立柱、锦纶线以及搭扣就可以达到削弱外热流的效果。

Description

削弱外热流装置及其使用方法和空间飞行器
技术领域
本发明涉及空间设备，具体地，涉及一种削弱外热流对于空间单机温度影响的装置。
背景技术
在空间飞行器研制过程中由于设计的需要，部分系统安装在卫星朝天面，大部分部件直接暴露在星体外，热环境非常复杂。需要对空间单机部件的热设计采取优化措施，改善温度分布状态，确保在轨正常工作。对于空间单机热设计，影响其温度水平的因素主要由外热流和单机自身热耗组成。在轨道运行过程中，受到太阳辐射、地球红外辐射和地球阳光反照及空间冷黑热沉的交替加热和冷却。空间单机表面各部分接收辐射热量的不均匀性和随时间的变化，将造成其表面温度分布的不均匀和波动。当工作姿态变化时，向着太阳的部分与处于太阳阴影中的部分会产生巨大的温差；温度的变化对空间单机的性能影响很大，同时，空间单机内部的热源所产生的热扰动也会影响到空间单机的性能。各种形式的温度分布对空间单机的性能产生不同的影响。对于均匀温度场变化，可通过材料合理匹配和无热化设计，尽量减少它对性能的影响；温度梯度对性能的影响既复杂又难以控制，必须针对具体的温度环境进行相关分析，并采用有效的温控手段。
现在的空间单机发展趋势是体积大、构型复杂、热耗大。为了满足空间单机的性能要求，重要单机的热耗不降反增，需要采取适当措施优化设计来减小外热流对于空间单机的影响。此时通过一般的方法来满足减小外热流的需求已经很难满足设计的需要，需要寻找新的途径来解决空间单机的外热流问题。
目前，用于减小外热流的方式主要有：
1、单元表面喷涂S781白漆热控涂层。该方式热控措施简单，但当表面受阳光照射时，性能退化快。因而只适用于喷涂于处于背阳面的单元表面。
2、单元表面粘贴OSR热控涂层。该方式热控措施复杂，对于粘贴表面的平面度要求高，自身脆且易碎，需作好防护措施。因而只适用于表面平整的单元表面。
3、单元表面包覆多层。该方式热控措施简单，但隔绝了外热流的同时也隔绝了散热的通道。因而只适用于阳光长期照射的单元表面。
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削弱外热流装置。
根据本发明提供的削弱外热流装置，包括第一立柱、第二立柱以及多层隔热组件；
其中，所述多层隔热组件的一端连接所述第一立柱，另一端连接所述第二立柱；
所述多层隔热组件包括顺序相连的第一连接区域、多层隔热组件主体和第二连接区域；
所述第一连接区域设置有第一连接件扣体和第一连接件锁体；所述第一连接件扣体绕所述第一立柱旋转一周后连接所述第一连接锁体；
所述第二连接区域设置有第二连接件扣体和第二连接件锁体；所述第二连接件扣体绕所述第二立柱旋转一周后连接所述第二连接锁体。
优选地，还包括第一连接线和第二连接线；所述第一连接区域设置有多个第一线孔；所述第一线孔设置在所述第一连接件扣体和第一连接件锁体之间；
多个第一线孔之间通过第一连接线相连，从而第一连接区域连接所述第一立柱的柱面；
所述第二连接区域设置有多个第二线孔；所述第二线孔设置在所述第二连接件扣体和第二连接件锁体之间；
多个第二线孔之间通过第二连接线相连，从而第二连接区域连接所述第二立柱的柱面。
优选地，所述多层隔热组件包括多层依次贴合的多层隔热单元；
所述多层隔热单元包括双面镀铝聚酯薄膜和涤纶网布；所述双面镀铝聚酯薄膜贴合连接所述涤纶网布。
优选地，所述第一立柱和所述第二立柱采用碳纤维材料制成；
所述第一连接线和所述第二连接线采用锦纶线。
优选地，还包括热控涂层；所述多层隔热组件的两侧表面设置有热控涂层。
优选地，所述热控涂层采用50μm的导电型F46薄膜镀银二次表面镜热控涂层。
优选地，所述第一连接件扣体和所述第二连接件扣体采用软搭扣；所述第一连接件锁体和所述第二连接件锁体采用硬搭扣。
根据本发明提供的一种空间飞行器，包括空间单机，还包括上述的削弱外热流装置，第一立柱、第二立柱分别与空间单机连接，多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
根据本发明提供的一种上述的削弱外热流装置的使用方法，包括：将第一立柱、第二立柱分别与空间单机连接，使得多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明结构简易，成本低，仅需多层多层隔热组件和碳纤维材料立柱、锦纶线以及搭扣就可以达到减小外热流的效果；
2、本发明可靠性高，不存在启动、终止和失效问题；
3、本发明阻光效果好，采用多层多层隔热组件隔绝太阳光对于空间单机的影响，满足热控设计的需要。
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为本发明的结构示意图；
图2为本发明中多层隔热组件的结构示意图。
图中：
1 为第一立柱；
2 为多层隔热组件；
3 为第二线孔；
4 为第二立柱；
5 为硬搭扣；
6 为第一线孔；
7 为软搭扣。
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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的削弱外热流装置，包括第一立柱1、第二立柱4以及多层隔热组件2；其中，所述多层隔热组件2的一端连接所述第一立柱1，另一端连接所述第二立柱4；所述多层隔热组件2包括顺序相连的第一连接区域、多层隔热组件主体和第二连接区域；所述第一连接区域设置有第一连接件扣体和第一连接件锁体；所述第一连接件扣体绕所述第一立柱1旋转一周后连接所述第一连接锁体；所述第二连接区域设置有第二连接件扣体和第二连接件锁体；所述第二连接件扣体绕所述第二立柱4旋转一周后连接所述第二连接锁体。
在本实施例中，所述第一连接件扣体和所述第二连接件扣体采用软搭扣5；所述第一连接件锁体和所述第二连接件锁体采用硬搭扣7。所述第一连接区域设置有多个第一线孔6；所述第一线孔6设置在所述第一连接件扣体和第一连接件锁体之间；多个第一线孔6之间通过第一连接线相连，从而第一连接区域连接所述第一立柱1的柱面；所述第二连接区域设置有多个第二线孔3；所述第二线孔3设置在所述第二连接件扣体和第二连接件锁体之间；多个第二线孔3之间通过第二连接线相连，从而第二连接区域连接所述第二立柱4的柱面。所述第一立柱1和所述第二立柱4采用碳纤维材料制成；所述第一连接线和所述第二连接线采用锦纶线。在本实施例中，具体为，所述多层隔热组件2通过搭扣和锦纶线通过锦纶线孔固定于碳纤维材料立柱的外表面。作为第一连接件扣体的第一软搭扣绕左侧第一立柱1与作为第一连接件锁体的第一硬搭扣互搭，锦纶线通过第一立柱1上的第一线孔6缠绕固定；作为第二连接件扣体的第二软搭扣绕右侧第二立柱4与作为第二连接件锁体第二硬搭扣互搭，锦纶线通过第二立柱1上的第二线孔3缠绕固定。
所述多层隔热组件2包括多层依次贴合的多层隔热单元；在本实施例中，所述多层隔热组件2包括20层依次贴合的多层隔热单元。所述多层隔热单元包括6μm厚的双面镀铝聚酯薄膜和涤纶网布；所述双面镀铝聚酯薄膜贴合连接所述涤纶网布，即每个多层隔热单元由一层6μm双面镀铝聚酯薄膜和一层涤纶网布相间隔组成。
本发明提供的削弱外热流装置，还包括热控涂层；所述多层隔热组件2的两侧表面设置有热控涂层。所述热控涂层采用50μm的导电型F46薄膜镀银二次表面镜热控涂层。F46为四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，为聚全氟乙丙烯(FEP)。
如图1所示，本发明提供的削弱外热流装置工作原理为，多层隔热组件2通过搭扣和锦纶线通过线孔固定于碳纤维材料立柱的外表面，形成了削弱外热流装置。从而减少阳光对于空间单机的照射，减小了影响空间单机温度水平的外热流，有效的满足了空间单机的温度要求。当使用本发明提供的削弱外热流装置时，仅需将第一立柱1和第二立柱4与空间单机连接即可，多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
根据本发明提供的一种空间飞行器，包括空间单机，还包括上述的削弱外热流装置，第一立柱、第二立柱分别与空间单机连接，多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
根据本发明提供的一种上述的削弱外热流装置的使用方法，包括：将第一立柱、第二立柱分别与空间单机连接，使得多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
由上实施例证明，本发明的削弱外热流装置具有控制外热流效果好，适应性好，热控措施也便于实施的特点。
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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种削弱外热流装置，其特征在于，包括第一立柱、第二立柱以及多层隔热组件；
其中，所述多层隔热组件的一端连接所述第一立柱，另一端连接所述第二立柱；
所述多层隔热组件包括顺序相连的第一连接区域、多层隔热组件主体和第二连接区域；
所述第一连接区域设置有第一连接件扣体和第一连接件锁体；所述第一连接件扣体绕所述第一立柱旋转一周后连接所述第一连接锁体；
所述第二连接区域设置有第二连接件扣体和第二连接件锁体；所述第二连接件扣体绕所述第二立柱旋转一周后连接所述第二连接锁体。
2.根据权利要求1所述的削弱外热流装置，其特征在于，还包括第一连接线和第二连接线；所述第一连接区域设置有多个第一线孔；所述第一线孔设置在所述第一连接件扣体和第一连接件锁体之间；
多个第一线孔之间通过第一连接线相连，从而第一连接区域连接所述第一立柱的柱面；
所述第二连接区域设置有多个第二线孔；所述第二线孔设置在所述第二连接件扣体和第二连接件锁体之间；
多个第二线孔之间通过第二连接线相连，从而第二连接区域连接所述第二立柱的柱面。
3.根据权利要求1所述的削弱外热流装置，其特征在于，所述多层隔热组件包括多层依次贴合的多层隔热单元；
所述多层隔热单元包括双面镀铝聚酯薄膜和涤纶网布；所述双面镀铝聚酯薄膜贴合连接所述涤纶网布。
4.根据权利要求2所述的削弱外热流装置，其特征在于，所述第一立柱和所述第二立柱采用碳纤维材料制成；
所述第一连接线和所述第二连接线采用锦纶线。
5.根据权利要求1所述的削弱外热流装置，其特征在于，还包括热控涂层；所述多层隔热组件的两侧表面设置有热控涂层。
6.根据权利要求1所述的削弱外热流装置，其特征在于，所述热控涂层采用50μm的导电型F46薄膜镀银二次表面镜热控涂层。
7.根据权利要求1所述的削弱外热流装置，其特征在于，所述第一连接件扣体和所述第二连接件扣体采用软搭扣；所述第一连接件锁体和所述第二连接件锁体采用硬搭扣。
8.一种空间飞行器，包括空间单机，其特征在于，还包括权利要求1至7中任一项所述的削弱外热流装置，第一立柱、第二立柱分别与空间单机连接，多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
9.一种权利要求1至7中任一项所述的削弱外热流装置的使用方法，其特征在于，包括：将第一立柱、第二立柱分别与空间单机连接，使得多层隔热组件设置在空间单机的外表面。
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