CN206520763U - 一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，包括无源主动式导热式热控机构和散热器；所述无源主动式导热式热控机构包括热传导部件和驱动部件，热传导部件接触安装板，用于传导安装板的温度，所述驱动部件敏感安装板的温度，当温度高于规定值时，所述驱动部件产生热变形而控制热传导部件接触散热器，当温度低于规定值时，所述驱动部件热变形恢复而使接触部件离开散热器。本实用新型能够在外热流及内热源变化都较大的条件下，利用敏感温度变化的动作元件的热变形，改变传热路径，调节导热通道的热阻，从而实现自动热控制，装置结构相对简单可靠，既不消耗机载电源又具有较高的控制精度，可实现对临近空间飞行器机载设备的热控制。

Description

一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，属于热控制技术领域。

背景技术

与人造卫星和航空器相比，临近空间飞行器在耗资、存留时间、响应性、覆盖地区等方面都具有非常明显的优势，受到许多国家的广泛关注。飞行器的设备舱能否提供相对稳定的温度环境是舱内设备能否正常工作的基本条件。设备舱内环境温度受到临近空间内的环境温度、太阳辐射、红外辐射、地球反照以及舱内设备发热的共同作用，有可能出现白天温度过高，夜晚温度过冷的问题，因此需要对设备舱进行热控制。

目前对飞行器的热控措施通常分为被动热控方法和主动热控方法。由于临近空间的热环境差异十分明显，舱内设备发热量随飞行器状态变化而波动，被动热控方法散热途径固定，无法满足热控要求。但是受到临近空间飞行器能耗、重量等限制，传统主动热控方法也不适用。因此本领域急需提供一种新的热控装置，满足设备舱散热要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，利用敏感温度变化的驱动元件的热变形，推动装置上的接触部件，通过增减其与散热器的接触面积，调节导热通道的热阻，从而实现自动热控制，有效避免热源温度过高或过低而影响其电气特性的现象。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

提供一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，热源设置在设备舱内，安装在设备舱内的安装板上，其特征在于：无源主动热控装置包括无源主动式导热式热控机构和散热器；所述无源主动式导热式热控机构包括热传导部件和驱动部件，热传导部件接触安装板，用于传导安装板的温度，所述驱动部件敏感安装板的温度，当温度高于规定值时，所述驱动部件产生热变形而控制热传导部件接触散热器，当温度低于规定值时，所述驱动部件热变形恢复而使接触部件离开散热器。

优选的，所述驱动部件的动作方式为往返接触式或旋转滑动接触式。

优选的，所述驱动部件采用敏感温度变化的双金属片弹簧或记忆合金弹簧制成。

优选的，热传导部件包括导热底座、柔性导热束和接触部件，所述导热底座的顶端接触安装板，导热底座的底端接触柔性导热束，柔性导热束一端固定在导热底座的底端，另一端固定在接触部件上，随接触部件移动；驱动部件为双金属片弹簧，双金属片弹簧的外端通过安装环固定在安装板上，感知安装板的温度变化，双金属片弹簧的内端与接触部件的一端固定连接，接触部件的另一端在双金属片弹簧热变形的控制下接触或离开散热器。

优选的，还包括隔热支架用于将柔性导热束和散热器固定到导热底座的底端。

优选的，柔性导热束采用热导率高的多层金属箔带束制成。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型的无源主动式导热式热控机构的一端与热源安装板连接，另一端与散热器连接，可以利用敏感温度变化的驱动元件的热变形，推动装置上的接触部件，通过增减接触面积，调节导热通道的热阻，从而实现自动热控制。因此本实用新型相比被动式的导热设计，可以适用于外部热流或内部发热量波动大的工况，有效避免热源温度过高或过低而影响其电气特性的现象。

(2)本实用新型无源主动式导热式热控机构的动作方式为往返接触式或旋转滑动接触式，可以根据被控对象的外热流或内热源变化的特点，选择合适的热控机构动作方式，实现热接通状态的通断变化或连续变化。

(3)本实用新型结构相对简单，可靠，既不消耗机载电源又具有较高的控制精度。因此本实用新型相比主动式热控制，更适合用于临近空间飞行器，实现不同飞行阶段对机载设备的热控制。

附图说明

图1为本实用新型无源主动热控装置原理示意图；

图2为采用双金属片弹簧驱动的往返接触式热开关结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

如图1所示，用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，包括无源主动式导热式热控机构4和散热器5等组成。设备舱1内的热源2安装于安装板3上，无源主动式导热式热控机构4的一端与安装板3连接，另一端与散热器5连接。

如图2所示，一种采用双金属片弹簧驱动的往返接触式热开关4，包括接触塞6、柔性导热束7、双金属片弹簧8、导热底座11、隔热支架12、安装环10、调节螺母9等组成。导热底座11的顶端接触安装板3，导热底座11的底端接触柔性导热束7，柔性导热束7一端固定在导热底座11的底端，另一端固定在接触塞6上，随接触塞6移动；接触塞6是用高热导率金属材料制成，接触塞6的工作端面与散热器5端面相互接触或脱离即形成通、断工作状态；柔性导热束7是连接导热底座11与接触塞6之间的主要导热通道，可用热导率高的若干层金属箔带束制成；双金属片弹簧8是驱动元件，它敏感安装板3的温度变化，产生热变形而推动接触塞6；导热底座11用导热性能良好的金属材料制造，尽可能降低它与安装板3之间的热阻；隔热支架12将散热器5和柔性导热束7依次固定到导热底座11底端，隔热支架12采用低热导率材料，尽量减少通过其传向散热器5的向外漏热。调节螺母9用于调节接触塞6与散热器5之间的间隙，进而调节热开关4的触发温度规定值。

本实用新型的一种用于临近空间飞行器的无源主动热控系统的工作过程如下：

(1)临近空间飞行器工作时，热源2产生的热量大量淤积在其内部，造成热源2的温度过高。热源2产生的热量传导给安装板3，再传导给与安装板3连接的无源主动式导热式热控机构4的一端。

(2)无源主动式导热式热控机构4的驱动元件受热产生变形，推动机构中的接触部件。当热源2的温度上升至规定值时，无源主动式导热式热控机构4自动将导热通道接通，降低导热热阻，使热量从与安装板3连接的一端传导至与散热器5连接的一端，再传导给散热器5。

(3)热量通过散热器5的表面向外排散，当热源2的温度下降到规定值以下时，无源主动式导热式热控机构4自动切断导热通道，使导热热阻增大，阻止热量过分散失。重新执行步骤(1)至(3)。

以上所述，仅为实用新型最佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，热源(2)设置在设备舱(1)内，安装在设备舱(1)内的安装板(3)上，其特征在于：无源主动热控装置包括无源主动式导热式热控机构(4)和散热器(5)；所述无源主动式导热式热控机构(4)包括热传导部件和驱动部件，热传导部件接触安装板(3)，用于传导安装板(3)的温度，所述驱动部件敏感安装板(3)的温度，当温度高于规定值时，所述驱动部件产生热变形而控制热传导部件接触散热器(5)，当温度低于规定值时，所述驱动部件热变形恢复而使接触部件离开散热器(5)。

2.根据权利要求1所述的用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，其特征在于：所述驱动部件的动作方式为往返接触式或旋转滑动接触式。

3.根据权利要求1或2所述的用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，其特征在于：所述驱动部件采用敏感温度变化的双金属片弹簧或记忆合金弹簧制成。

4.根据权利要求1或2所述的用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，其特征在于：热传导部件包括导热底座(11)、柔性导热束(7)和接触部件(6)，所述导热底座(11)的顶端接触安装板(3)，导热底座(11)的底端接触柔性导热束(7)，柔性导热束(7)一端固定在导热底座(11)的底端，另一端固定在接触部件(6)上，随接触部件(6)移动；驱动部件为双金属片弹簧(8)，双金属片弹簧(8)的外端通过安装环(10)固定在安装板(3)上，感知安装板(3)的温度变化，双金属片弹簧(8)的内端与接触部件(6)的一端固定连接，接触部件(6)的另一端在双金属片弹簧(8)热变形的控制下接触或离开散热器(5)。

5.根据权利要求4所述的用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，其特征在于：还包括隔热支架(12)用于将柔性导热束(7)和散热器(5)固定到导热底座(11)的底端。

6.根据权利要求4所述的用于临近空间飞行器的无源主动热控装置，其特征在于：柔性导热束(7)采用热导率高的多层金属箔带束制成。