CN109018456A - 一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，包括如下步骤：通过转动机构将红外笼置于待测星体的散热面一侧,所述红外笼采用的加热带材料为镍镉合金，加热带宽度为8mm，间距为12mm，厚度0.1mm，加热带电阻率：1.02E‑06Ω·m，加热带两面喷黑；通过转动机构红外笼沿轴向转动，并通过采用定热流密度方法进行外热流标定。本发明能满足卫星在轨极端低温和高温的外热流模拟要求；模拟精度高；遮挡影响小。

Description

一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法
技术领域
本发明涉及航天航空技术领域，具体是一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法。
背景技术
为了验证航天器热设计的正确性，保证航天器在空间可靠地工作，必须在研制过程中进行充分的空间热环境模拟试验。空间外热流模拟的精确程度，直接影响到航天器的热平衡试验水平。空间外热流的模拟技术难度较大，主要采用红外加热笼、加热片、红外灯和太阳模拟器等方式。其中通过太阳模拟器精度最高，但是造价非常大，一般用于小的光学载荷。整星尺寸较大，应用太阳模拟器进行热平衡试验一般较少。加热片模拟外热流，在规则平面上实施简单，模拟精度高，但是需要粘贴在星体表面，一般仅用于初样试验，且在不规则的表面难以实施。红外灯模拟外热流一般精度较低。红外笼结构简单，通过标定后得以达到较高精度，且不影响星体表面，在卫星热环境模拟试验中得到了广泛应用，但红外笼在模拟散热面非受照外热流时遮挡较为严重。
采用红外笼模拟外热流时一般辅助安装热流计来测量星体散热面的外热流，热流计的精度与安装位置，试验工况，散热面表面状态有很大关系，测量结果偏差较大。由于情况较多，无法一一进行标定，导致实际应用中外热流模拟偏差较大(偏差可达到30％)。红外笼对散热面非受照时会带来遮挡，例如，散热面非受照时外热流约为15W/m2，而红外笼不加电条件下由于遮挡散热面的综合效果为40W/m2。因此，一般情况下，采用常规的红外笼模拟外热流时低温和高温工况试验结果与在轨结果会有较大偏差。
发明内容
本发明提供了一种基于薄膜型加热器的热控方法，采用将薄膜加热器粘贴在弹性导热垫后再粘贴到受热表面的工艺方法，可以减小表面膨胀对加热器的拉伸形变，避免加热器损坏，该发明可进一步延伸到机械、化工、航空等领域中。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，包括如下步骤：
S1、通过转动机构将红外笼置于待测星体的散热面一侧,所述红外笼采用的加热带材料为镍镉合金，加热带宽度为8mm，间距为12mm，厚度0.1mm，加热带电阻率：1.02E-06Ω·m，加热带两面喷黑；
S2、通过转动机构红外笼沿轴向转动，并通过采用定热流密度方法进行外热流标定。
优选地，所述散热面与所述红外笼的距离为200mm。
优选地，所述转动机构包括真空电机和减速器，真空电机的转轴端通过减速器与红外笼相连，从而实现红外笼沿轴向转动90°。
优选地，热面外热流值在qw＝130-170W/m2范围内，可通过线性插值推算对应的红外笼基准功率密度qhj。
优选地，不同散热面温度背景对应的红外加热笼功率密度qh可通过多项式插值外推获得。
本发明满足了卫星热真空试验外热流模拟要求，同时适应了在轨低温和高温工况外热流模拟需求，精度高。本发明根据高轨遥感平台初正样热真空试验结果，结合在轨外热流特点，重点对在轨极端低温和高温外热流进行模拟，在轨分析结果表明，该装置和方法模拟精度高，满足卫星要求。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
可以满足卫星在轨极端低温和高温的外热流模拟要求；模拟精度高；遮挡影响小。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例结构示意图；
图2为本发明实施例中红外笼的结构示意图。
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。
本发明实施例提供了一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，包括如下步骤：
S1、如图1所示，通过转动机构4将红外笼3置于待测星体1的散热面2一侧,所述散热面2与所述红外笼3的距离为200mm，如图2所示，所述红外笼3采用的加热带材料为镍镉合金，加热带宽度为8mm，间距为12mm，厚度0.1mm，加热带电阻率：1.02E-06Ω·m，加热带两面喷黑；
S2、通过转动机构4红外笼3沿轴向转动，并通过采用定热流密度方法进行外热流标定。外热流标定散热面外热流值在qw＝130-170W/m2范围内，可通过线性插值推算外热流值qw＝130～170W/m2范围对应的红外笼基准功率密度qhj，对应公式qhj＝k1*qw+k2。外热流标定不同散热面温度T背景下施加qh外热流对应的红外加热笼功率密度可通过多项式插值外推获得，对应公式qh＝a*T2+b*T+qhj+c。其中k1、k2、a、b、c为拟合系数。
所述转动机构包括真空电机和减速器，真空电机的转轴端通过减速器与红外笼相连，从而实现红外笼沿轴向转动90°。
通过检测，高轨遥感平台不同散热面分区施加的外热流统计值见下表：
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 (5)

1.一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，其特征在于,包括如下步骤：
S1、通过转动机构将红外笼置于待测星体的散热面一侧,所述红外笼采用的加热带材料为镍镉合金，加热带宽度为8mm，间距为12mm，厚度0.1mm，加热带电阻率：1.02E-06Ω·m，加热带两面喷黑；
S2、通过转动机构红外笼沿轴向转动，并通过采用定热流密度方法进行外热流标定。
2.如权利要求1所述的一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，其特征在于，所述散热面与所述红外笼的距离为200mm。
3.如权利要求1所述的一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，其特征在于，所述转动机构包括真空电机和减速器，真空电机的转轴端通过减速器与红外笼相连，从而实现红外笼沿轴向转动90°。
4.如权利要求1所述的一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，其特征在于，散热面外热流值在qw＝130-170W/m2范围内，通过线性插值可获取对应的红外笼基准功率密度qhj。
5.如权利要求1所述的一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，其特征在于，不同散热面温度背景对应的红外加热笼功率密度qh可通过二阶多项式插值外推获得。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111177894A (zh) * 2019-12-12 2020-05-19 上海卫星工程研究所 基于支持向量机模型的红外笼加热功率修正方法
CN111307336A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 北京卫星环境工程研究所 航天器多通道连续旋转运动温度测量系统及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199964U1 (ru) * 2019-09-09 2020-09-29 Общество с ограниченной ответственностью "НПО "Группа компаний машиностроения и приборостроения" Устройство имитации тепловых потоков

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201293721Y (zh) * 2008-11-17 2009-08-19 北京卫星环境工程研究所 一种用于航天器真空热试验的红外加热笼
CN103323489A (zh) * 2013-06-26 2013-09-25 上海卫星装备研究所 一种红外加热笼热流密度标定方法
CN103359298A (zh) * 2013-06-26 2013-10-23 上海卫星装备研究所 一种红外加热笼热流密度标定装置
CN104803012A (zh) * 2015-03-25 2015-07-29 北京空间机电研究所 一种高轨光学遥感器真空热试验外热流模拟方法
CN106275523A (zh) * 2015-06-11 2017-01-04 北京卫星环境工程研究所 百叶窗式可转动红外加热笼
CN107310756A (zh) * 2017-05-26 2017-11-03 航天东方红卫星有限公司 一种皮纳卫星热流红外笼
CN107484266A (zh) * 2017-07-14 2017-12-15 北京卫星环境工程研究所 真空低温环境下红外加热笼运动驱动系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201293721Y (zh) * 2008-11-17 2009-08-19 北京卫星环境工程研究所 一种用于航天器真空热试验的红外加热笼
CN103323489A (zh) * 2013-06-26 2013-09-25 上海卫星装备研究所 一种红外加热笼热流密度标定方法
CN103359298A (zh) * 2013-06-26 2013-10-23 上海卫星装备研究所 一种红外加热笼热流密度标定装置
CN104803012A (zh) * 2015-03-25 2015-07-29 北京空间机电研究所 一种高轨光学遥感器真空热试验外热流模拟方法
CN106275523A (zh) * 2015-06-11 2017-01-04 北京卫星环境工程研究所 百叶窗式可转动红外加热笼
CN107310756A (zh) * 2017-05-26 2017-11-03 航天东方红卫星有限公司 一种皮纳卫星热流红外笼
CN107484266A (zh) * 2017-07-14 2017-12-15 北京卫星环境工程研究所 真空低温环境下红外加热笼运动驱动系统

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111177894A (zh) * 2019-12-12 2020-05-19 上海卫星工程研究所 基于支持向量机模型的红外笼加热功率修正方法
CN111177894B (zh) * 2019-12-12 2023-06-13 上海卫星工程研究所 基于支持向量机模型的红外笼加热功率修正方法
CN111307336A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 北京卫星环境工程研究所 航天器多通道连续旋转运动温度测量系统及方法
CN111307336B (zh) * 2020-03-11 2021-03-02 北京卫星环境工程研究所 航天器多通道连续旋转运动温度测量系统及方法

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