CN204442896U - 一种星敏感器的散热装置 - Google Patents

Abstract

一种星敏感器的散热装置，包括导热平板和辐射平板；所述导热平板设有与星敏感器的星敏头部相配合的一通孔，所述导热平板通过所述通孔采用星敏法兰与所述星敏头部相接，用于对所述星敏头部进行导热散热；所述辐射平板与所述导热平板相接并与所述导热平板形成一夹角以与星敏支架相配合，同时所述辐射平板与星敏头部之间具有一角系数，用于形成辐射热沉对星敏头部进行辐射散热。本实用新型通过辐射—导热耦合以及轻量化设计，提供优化的星敏散热方案，在最大程度上满足航天器上低重量、小空间、易实现的设计需要。

Description

一种星敏感器的散热装置

技术领域

本实用新型涉及航天技术领域，尤其涉及一种用于卫星上的星敏感器热控的辐射—导热耦合的散热装置。

背景技术

星敏感器作为高精度的卫星姿态测量机构，其对温度精度和温度稳定度均有较高的要求。温度过高或温度波动过大会导致星敏的探测精度降低，因此一般均需要对星敏的头部进行散热设计。目前星敏感器的散热设计主要分为两大类，一类依赖于卫星整星的热控进行设计，如基于辐射小舱式的热控方案；另一类为独立控温设计，如热散热器+热管等。

基于整星热控的设计方法往往会受到整星的约束，设计比较复杂。如辐射小舱式热控方案，需要有足够布置小舱的空间，这在一些微小卫星的设计上比较困难。独立热控设计中，热散热器+热管的方案因热管设计较为复杂，而且加工精度和安装精度均有较高的要求，实施困难；单独导热型散热器的设计因导热方程和散热器的厚度成正比，所以单独导热型散热器比较重；单独辐射型散热器因辐射方程和散热器的面积成正比，所以散热器的面积比较大。

因此，需要研发一种新的星敏感器的热控方式，能够满足散热要求的同时，实现轻量化、小空间、低成本、易装配。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的不足，提供一种星敏感器的散热装置，通过辐射—导热耦合设计，实现散热装置低重量、小空间、低成本、易装配的要求。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种星敏感器的散热装置，包括导热平板和辐射平板；所述导热平板设有与星敏感器的星敏头部相配合的一通孔，所述导热平板通过所述通孔采用星敏法兰与所述星敏头部相接，用于对所述星敏头部进行导热散热；所述辐射平板与所述导热平板相接并与所述导热平板形成一夹角以与星敏支架相配合，同时所述辐射平板与星敏头部之间具有一角系数，用于形成辐射热沉对星敏头部进行辐射散热。

本实用新型的优点在于：通过辐射—导热耦合设计，提高了散热效率；通过外表面涂层进一步提高散热效率。取消了热管并且不需要一个独立的辐射小舱，大幅度降低研制难度和研制成本。通过将辐射平板和导热平板设计成不同的厚度，实现散热装置轻量化；且散热装置尺寸较小，进而无需较大的空间占用，降低了安装空间需求。提供优化的星敏散热方案，在最大程度上满足航天器上低重量、小空间、易实现的设计需要。

附图说明

图1，本实用新型所述的星敏感器的散热装置的结构示意图；

图2，本实用新型所述的散热装置与星敏感器的组装示意图；

图3，本实用新型所述的散热装置与星敏感器以及星敏支架的组装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型提供的星敏感器的散热装置做详细说明。

参见图1-图3，图1为本实用新型所述的星敏感器的散热装置的结构示意图，图2为本实用新型所述的散热装置与星敏感器的组装示意图，图3为本实用新型所述的散热装置与星敏感器以及星敏支架的组装示意图。所述散热装置10包括导热平板11和辐射平板12。

导热平板11设有与星敏感器20的星敏头部21相配合的一通孔111，导热平板11通过所述通孔111采用星敏法兰22与所述星敏头部21相接，用于对所述星敏头部21进行导热散热。导热平板11由于采用星敏法兰22与星敏头部21相接，因此可以对星敏头部21进行导热直接散热。星敏法兰22同时与星敏感器20的星敏遮光罩23相接。

所述辐射平板12与所述导热平板11相接并与所述导热平板11形成一夹角以与星敏支架30相配合，同时所述辐射平板11与星敏头部21之间具有一角系数，用于形成辐射热沉对星敏头部21进行辐射散热。具体而言，辐射平板12与导热平板11相接所形成的折叠形状与星敏支架30的形状相配合，以便于装配；且当星敏支架30安装上封装面板31后，辐射平板12、导热平板11、封装面板31形成密闭空间，也即利用星敏支架30所在空间形成辐射小舱；同时，辐射平板12面向星敏头部21，并与星敏头部21之间具有一角系数(即两者并不接触)，让星敏头部21的发热能够通过辐射交换进行散热。

辐射平板12与所述导热平板11虽然连接在一起，但因平板散热的特点，散热装置10温度从导热平板11向辐射平板12会出现温度逐渐降低的梯度现象。星敏头部21的散热刚好能够利用这个特点，导热平板11由于直接接触星敏头部21因而直接导热散热；辐射平板12面向星敏头部21但并不与星敏头部21接触，无法起到导热散热的效果，而形成辐射热沉，实现辐射散热。由于辐射平板12与星敏头部21的角系数大，进而辐射散热效率高，所需面积较小；且因有了辐射平板12的辐射散热，导热平板11所需的散热量减少，不再需要长距离传热，从而散热效率提高。

作为优选的实施方式，所述散热装置10进一步包括一过渡平板13，所述辐射平板12通过所述过渡平板13与所述导热平板11相接，所述过渡平板13分别与所述导热平板11以及所述辐射平板12各形成一夹角。通过过渡平板13，所述散热装置10整体的折叠式形状可以更好的配合星敏支架30的形状；同时可以增大辐射平板12与星敏头部21的角系数，进一步提高散热效率、降低辐射平板12所需面积。

平板导热的计算公式为:

ф＝-λ·L·D·(dt/dx)                   (1)

式(1)中ф为热流量，λ为热导率，L为平板宽度，D为平板厚度，x为导热方向的变量，t为温度，负号表示热流传递和温度有关，从高温向低温传递。从式(1)中可以看出，导热和平板的厚度成正比。

平板辐射的计算公式为：

ф＝ε·A·σ·T⁴                         (2)

式(2)中ф为热流量，A为平板面积，σ为波尔兹曼常数，ε为辐射率，T为温度。从式(2)中可以看出，导热和平板的面积成正比，不受厚度影响。

根据导热和辐射的传热特点，散热装置10设计时可以将辐射平板12和导热平板11设计成不同的厚度，达到散热装置10轻量化的目的。作为可选的实施方式，所述散热装置10采用非均匀厚度的薄壁铝板一体成型。例如，作为可选的实施方式，导热平板11厚度为3mm，实现高效导热；辐射平板12厚度仅需1mm，达到力学性能的要求即可。通过这种非均匀厚度的设计，能够大幅度降低散热装置10的重量。

可以对散热装置10表面涂层进行设计，以提高散热效率。作为优选的实施方式，所述散热装置10面向空间的部分均喷涂低太阳吸收率的热控白漆，以减少外热流的吸收；也即导热平板11面向空间的一面以及辐射平板12面向空间的一面均喷涂热控白漆。作为优选的实施方式，所述散热装置10面向星敏头部21的部分均喷涂高辐射率的热控黑漆，以加强辐射换热；也即导热平板11面向星敏头部21的一面以及辐射平板12面向星敏头部21的一面均喷涂热控黑漆。

本实用新型提供的星敏感器的散热装置通过辐射—导热耦合设计，提高了散热效率；通过外表面涂层进一步提高散热效率。取消了热管并且不需要一个独立的辐射小舱，大幅度降低研制难度和研制成本。通过将辐射平板和导热平板设计成不同的厚度，实现散热装置轻量化；且散热装置尺寸较小，进而无需较大的空间占用，降低了安装空间需求。提供优化的星敏散热方案，在最大程度上满足航天器上低重量、小空间、易实现的设计需要。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种星敏感器的散热装置，其特征在于，包括导热平板和辐射平板；

所述导热平板设有与星敏感器的星敏头部相配合的一通孔，所述导热平板通过所述通孔采用星敏法兰与所述星敏头部相接，用于对所述星敏头部进行导热散热；

所述辐射平板与所述导热平板相接并与所述导热平板形成一夹角以与星敏支架相配合，同时所述辐射平板与星敏头部之间具有一角系数，用于形成辐射热沉对星敏头部进行辐射散热。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置进一步包括一过渡平板，所述辐射平板通过所述过渡平板与所述导热平板相接，所述过渡平板分别与所述导热平板以及所述辐射平板各形成一夹角。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置采用非均匀厚度的薄壁铝板一体成型。

4.根据权利要求1或3所述的散热装置，其特征在于，所述导热平板厚度为3mm。

5.根据权利要求1或3所述的散热装置，其特征在于，所述辐射平板厚度为1mm。

6.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置面向星敏头部的部分喷涂热控黑漆。

7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置面向空间的部分喷涂热控白漆。