CN109279051A - 一种自适应变辐射面积热控装置 - Google Patents

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赵立霞
唐晔
明宪良
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Abstract

本发明公开了一种自适应变辐射面积热控装置，包括：热管（1）、支撑结构（2），还包括：折叠式扩展热辐射面（3）和高热膨胀半圆环（4）。通过折叠式扩展热辐射面（3）与高热膨胀半圆环（4）的组合，实现了低温工况辐射面积自适应缩小，高温工况辐射面积自适应扩大。在后期辐射面表层热控涂层辐射率下降时，随着高热膨胀半圆环温度上升，可自适应扩大折叠式扩展热辐射面的面积，通过加大辐射面积实现对热控涂层辐射率下降的补偿。本发明解决了面积固定的被动辐射换热装置温度控制波动大，后期性能下降的问题。

Description

一种自适应变辐射面积热控装置
技术领域
本发明涉及一种热控装置，特别是一种自适应变辐射面积热控装置。
背景技术
热控装置是外太空航天器重要环境调节系统。由于外太空环境接近真空，不存在地面设备主要的空气对流热交换模式，因此，辐射换热是外太空航天器载荷与外界热交换位移的手段。对外辐射面积大小，是决定热控装置热交换能力的关键因素。
目前的航天器热控装置，通常有面积固定的被动辐射换热装置和电控改变辐射面积的百叶窗式主动辐射换热装置。百叶窗式主动辐射换热装置需要采用电控驱动，可靠性、体积重量均难以满足航天器的需求。面积固定的被动辐射换热装置是航天器热控装置主流产品，此类换热装置在内外部温度变化时，易出现温度控制波动大的问题，在后期辐射面表层热控涂层辐射率下降时，性能会有较大衰退。
发明内容
本发明目的在于提供一种自适应变辐射面积热控装置，解决现有面积固定的被动辐射换热装置温度控制波动大，后期性能下降等问题。
一种自适应变辐射面积热控装置，包括：热管、支撑结构，还包括： 折叠式扩展热辐射面和高热膨胀半圆环。
热管预埋在支撑结构中间，热管与支撑结构通过导热胶连接；折叠式扩展热辐射面弯曲为多层S型，一端与支撑结构通过焊接固定；高热膨胀半圆环通过焊接固定在折叠式扩展热辐射面弯曲部位。
在处于高温工作状态时，热管热端从需要散热的航天器的大功率器件将热量输送至支撑结构、折叠式扩展热辐射面和高热膨胀半圆环。高热膨胀半圆环受热膨胀，将折叠式扩展热辐射面展开；
在处于低温工作状态时，高热膨胀半圆环温度下降，恢复原形，将折叠式扩展热辐射面拉回原折叠形状；
本发明通过折叠式扩展热辐射面与高热膨胀半圆环的组合，实现了低温工况辐射面积自适应缩小，高温工况辐射面积自适应扩大。在后期辐射面表层热控涂层辐射率下降时，随着高热膨胀半圆环温度上升，可自适应扩大折叠式扩展热辐射面的面积，通过加大辐射面积实现对热控涂层辐射率下降的补偿。本发明解决了面积固定的被动辐射换热装置温度控制波动大，后期性能下降的问题。
附图说明
图1一种自适应变辐射面积热控装置构成示意图；
图2一种自适应变辐射面积热控装置低温工况工作示意图；
图3一种自适应变辐射面积热控装置高温工况工作示意图；
1. 热管 2. 支撑结构 3. 折叠式扩展热辐射面 4. 高热膨胀半圆环。
具体实施方式
一种自适应变辐射面积热控装置，包括：热管1、支撑结构2，还包括： 折叠式扩展热辐射面3和高热膨胀半圆环4。
其中，折叠式扩展热辐射面3采用厚度为0.2毫米FeNi36合金制造，高热膨胀半圆环采用厚度为1毫米铅制造。
热管1预埋在支撑结构2中间，热管1与支撑结构2通过导热胶连接；折叠式扩展热辐射面3弯曲为多层S型，一端与支撑结构2通过焊接固定；高热膨胀半圆环4通过焊接固定在折叠式扩展热辐射面3弯曲部位。
在处于高温工作状态时，热管1热端从需要散热的航天器的大功率器件将热量输送至支撑结构2、折叠式扩展热辐射面3和高热膨胀半圆环4。高热膨胀半圆环4受热膨胀，将折叠式扩展热辐射面3展开；
在处于低温工作状态时，高热膨胀半圆环4温度下降，恢复原形，将折叠式扩展热辐射面3拉回原折叠形状。

Claims (3)

1.一种自适应变辐射面积热控装置，包括：热管（1）、支撑结构（2），其特征在于还包括：折叠式扩展热辐射面（3）和高热膨胀半圆环（4）；
热管（1）预埋在支撑结构（2）中间，热管（1）与支撑结构（2）通过导热胶连接；折叠式扩展热辐射面（3）弯曲为多层S型，一端与支撑结构（2）通过焊接固定；高热膨胀半圆环（4）通过焊接固定在折叠式扩展热辐射面（3）弯曲部位；
在处于高温工作状态时，热管（1）热端从需要散热的航天器的大功率器件将热量输送至支撑结构（2）、折叠式扩展热辐射面（3）和高热膨胀半圆环（4）；高热膨胀半圆环（4）受热膨胀，将折叠式扩展热辐射面（3）展开；
在处于低温工作状态时，高热膨胀半圆环（4）温度下降，恢复原形，将折叠式扩展热辐射面（3）拉回原折叠形状。
2.如权利要求1所述的自适应变辐射面积热控装置，其特征在于所述折叠式扩展热辐射面（3）采用厚度为0.2毫米FeNi36合金制造；高热膨胀半圆环采用铅制造。
3.如权利要求1所述的自适应变辐射面积热控装置，其特征在于高热膨胀半圆环厚度为1毫米。
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