CN109484679A - 一种螺旋单元辐射式热控机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种螺旋单元辐射式热控机构，所述热控机构由若干热控单元组成，每个热控单元由顶板、螺旋片、驱动器、底板组成，其中，上表面是顶板，下表面是底板，在顶板上开有热控窗，所述螺旋片安装于热控窗中；所述驱动器的一端与所述螺旋片的中心相连，所述驱动器的另一端固定在所述底板上。所述螺旋片的表面具有低红外发射率和低太阳吸收率，所述底板具有高红外发射率。当螺旋片被驱动器驱动变形，底板与太空的辐射角系数变化，机构有效热发射率改变。本发明的螺旋单元辐射式热控机构结构简单，不耗电，可靠性高，每个单元的有效红外发射率能自主控制，进而灵活、有效控制卫星的温度场。

Description

一种螺旋单元辐射式热控机构
技术领域
本发明涉及航天器热控技术领域，尤其涉及一种辐射式热控机构。
背景技术
航天器的热控机构主要用来保证航天器的结构部件和仪器设备在空间环境下处于一个合适的温度范围，使其能够正常工作的机构。当前航天器上广泛采用的热控方式大致分为被动式和主动式两大类。
被动式热控是一种开环式控制，主要依靠合理布局和选用具有适当热物理性能的材料和结构比较简单的热控装置来组织换热过程，这种被动式热控机构简单易行、性能可靠和工作寿命长，但一般不具备自动调节温度的能力。
无源辐射式主动热控机构是利用温度敏感的驱动器带动动作部件，调节辐射散热能力和控制温度。目前航天器上已经有应用的辐射热控机构有热控百叶窗、热控转盘和柔性叶片热控机构等。这种主动式的热控机构可以在外热流及内热源变化较大的情况下，控制设备温度，且结构简单可靠，温度控制精度高，故在航天器上应用较广。但是这类主动式的热控机构比较复杂，必然增加热控系统的质量，耗电量比较大。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种螺旋单元辐射式热控机构，通过控制每个热控单元螺旋片形状实现整个机构的热辐射特性控制。本发明具体通过如下技术方案实现：
一种螺旋单元辐射式热控机构，所述热控机构由若干热控单元组成，每个热控单元由顶板、螺旋片、驱动器、底板组成，其中，上表面是顶板，下表面是底板，顶板与底板导热接触安装；在顶板上开有热控窗，所述螺旋片安装于热控窗中；所述驱动器的一端与所述螺旋片的中心相连，所述驱动器的一端固定在所述底板上。
作为本发明的进一步改进，螺旋片由片状长带盘成螺旋形，当其收缩到一个平面时几乎能遮盖整个热控窗。
作为本发明的进一步改进，所述驱动器是一种温度敏感的变形弹簧。
作为本发明的进一步改进，所述螺旋片的表面具有低红外发射率和低太阳吸收率，所述底板具有高红外发射率。
作为本发明的进一步改进，当热控单元所控制的物体温度升高时，驱动器将螺旋片从中心顶起，使得底板上高发射率表面与太空的辐射角系数增大，有利于热量向外排散。
作为本发明的进一步改进，当热控单元所控制的物体温度降低时，驱动器将螺旋片收缩向底板，使得底板上高发射率表面对太空的辐射角系数减小，减小向外排散的热量。
本发明的有益效果是：本发明的螺旋单元辐射式热控机构结构简单，不耗电，可靠性高，每个单元的有效红外发射率能自主控制，进而灵活、有效控制卫星的温度场。
附图说明
图1是本发明的螺旋单元辐射式热控机构的热控单元组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明的螺旋单元辐射式热控机构由若干热控单元组成，每个热控单元是一个螺旋形热控窗。
如图1所示，每个热控单元由顶板(1)、螺旋片(3)、驱动器(4)、底板(2)组成，其中，上表面是顶板，下表面是底板，顶板与底板导热接触安装。在顶板上开有热控窗，所述螺旋片(3)安装于热控窗中。螺旋片(3)由片状长带盘成螺旋形。螺旋片(3)收缩到一个平面时几乎能遮盖整个热控窗。
驱动器(4)是一种温度敏感的变形弹簧，其一端与螺旋片(3)的中心相连，一端固定在底板(2)上。螺旋片(3)表面具有低红外发射率和低太阳吸收率，底板(2)具有高红外发射率。
当热控单元所控制的物体温度升高时，驱动器(4)将螺旋片(3)从中心顶起，使得底板(2)上高发射率表面与太空的辐射角系数增大，有利于热量向外排散。
当热控单元所控制的物体温度降低时，驱动器(4)将螺旋片(3)收缩向底板(2)，使得底板(2)上高发射率表面对太空的辐射角系数减小，减小向外排散的热量。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
对于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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种螺旋单元辐射式热控机构，其特征在于：所述热控机构由若干热控单元组成，每个热控单元由顶板、螺旋片、驱动器、底板组成，其中，上表面是顶板，下表面是底板，顶板与底板导热接触安装；在顶板上开有热控窗，所述螺旋片安装于热控窗中；所述驱动器的一端与所述螺旋片的中心相连，所述驱动器的一端固定在所述底板上。
2.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述螺旋片由片状长带盘成螺旋形，当其收缩到一个平面时几乎能遮盖整个热控窗。
3.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述螺旋片的表面具有低红外发射率和低太阳吸收率，所述底板具有高红外发射率。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热控机构，其特征在于：所述驱动器是一种温度敏感的变形弹簧。
5.根据权利要求1-3任一项所述的热控机构，其特征在于：当热控单元所控制的物体温度升高时，驱动器将螺旋片从中心顶起，使得底板上高发射率表面与太空的辐射角系数增大，有利于热量向外排散。
6.根据权利要求1-3任一项所述的热控机构，其特征在于：当热控单元所控制的物体温度降低时，驱动器将螺旋片收缩向底板，使得底板上高发射率表面对太空的辐射角系数减小，减小向外排散的热量。
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