FR2815935A1

FR2815935A1 - Double bore thermal tubes for spacecraft radiator panels are arranged on non-radiating surfaces of panels or between their external and internal surfaces

Info

Publication number: FR2815935A1
Application number: FR0111185A
Authority: FR
Inventors: Jason J Chiang; Alan J Spencer
Original assignee: Space Systems Loral LLC; Loral Space Systems Inc
Current assignee: Maxar Space LLC
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2002-05-03
Also published as: GB2369882A; GB0122171D0; JP2002162180A

Abstract

The radiator (10) comprises several double bore thermal tubes in a layer (13). The tubes can be arranged on the non-radiating surfaces of panels or between their external (22a) and internal (22b) surfaces. The heat generating elements (11) are arranged opposite the tubes.

Description

SYSTEME DE TUBES THERMIQUES A DOUBLE ALESAGE EN UNE
COUCHE DESTINE A DES PANNEAUX D'EQUIPEMENTS ET DE RADIATEURS
La présente invention se rapporte d'une façon générale à un engin spatial, et plus particulièrement, à un dispositif de dissipation de chaleur comprenant un tube thermique à double alésage en une couche destiné à une utilisation dans ou sur des panneaux d'équipements et de radiateurs d'un engin spatial. DUAL BORE THERMAL TUBE SYSTEM IN ONE
LAYER FOR EQUIPMENT AND RADIATOR PANELS
The present invention relates generally to a spacecraft, and more particularly to a heat dissipation device comprising a double-bore thermal tube in a layer intended for use in or on panels of equipment and spacecraft radiators.

Le cessionnaire de la présente invention fabrique et déploie des engins spatiaux de communication. De tels engins spatiaux utilisent des tubes thermiques qui sont utilisés pour dissiper de la chaleur. Les tubes thermiques transfèrent l'énergie thermique provenant des panneaux d'équipements vers les panneaux de radiateurs de l'engin spatial où elle est rayonnée dans l'espace. The assignee of the present invention manufactures and deploys communication spacecraft. Such spacecraft use thermal tubes which are used to dissipate heat. Thermal tubes transfer thermal energy from the equipment panels to the spacecraft's radiator panels where it is radiated into space.

Par exemple, des engins spatiaux classiques comportent des panneaux de radiateurs montés sur des côtés opposés de ceux-ci. Les panneaux de radiateurs sont positionnés de façon caractéristique dans les directions nord et sud et sont utilisés pour dissiper la chaleur provenant des composants électroniques de l'engin spatial. Les panneaux des radiateurs s'étendent de façon caractéristique au travers de la surface latérale du corps de l'engin spatial de sorte que l'énergie thermique est distribuée sur le panneau de manière à être rayonnée de façon efficace dans l'espace. For example, conventional spacecraft have radiator panels mounted on opposite sides thereof. The radiator panels are typically positioned in the north and south directions and are used to dissipate heat from the electronic components of the spacecraft. The radiator panels typically extend across the side surface of the spacecraft body so that thermal energy is distributed over the panel so as to be effectively radiated in space.

En raison des effets solaires, de même que de la chaleur provoquée par les composants électroniques de l'engin spatial, il est souvent difficile pour les panneaux de radiateurs de dissiper de façon efficace la chaleur générée à l'intérieur du corps de l'engin spatial. Le brevet des Etats-Unis ? 5 806 803 décrit un réseau de tubes thermiques qui est conçu à partir de tubes thermiques formés et droits reliés ensemble par un Due to the solar effects, as well as the heat caused by the electronic components of the spacecraft, it is often difficult for the radiator panels to efficiently dissipate the heat generated inside the spacecraft's body. spatial. The patent of the United States? 5,806,803 describes a network of thermal tubes which is designed from formed and straight thermal tubes connected together by a

matériau hautement conducteur, tel que du Grafoil, qui est utilisé en tant que joint d'interface. Le réseau de tube thermique est interconnecté aux panneaux sous le nadir et auxiliaires, et est relié thermiquement aux panneaux de radiateurs nord et sud. Les composants électroniques sont montés sur les tubes thermiques sur des panneaux fixés aux panneaux de radiateurs principaux de l'engin spatial. Les tubes thermiques transfèrent l'énergie thermique vers les panneaux de radiateurs où elle est rayonnée dans l'espace. highly conductive material, such as Grafoil, which is used as an interface seal. The thermal tube network is interconnected to the panels under the nadir and auxiliaries, and is thermally connected to the north and south radiator panels. The electronic components are mounted on the thermal tubes on panels fixed to the main radiator panels of the spacecraft. The thermal tubes transfer thermal energy to the radiator panels where it is radiated in space.

Les satellites précédents mis au point par le cessionnaire de la présente invention ont utilisé des tubes thermiques en matrice reliés du nord au sud avec des tubes thermiques se croisant du nord au sud externes à tous les panneaux et ont utilisé une face à l'extérieur des panneaux de radiateur en tant qu'interface. La matrice de tubes thermiques comprend d'une façon générale des tubes thermiques uniques horizontaux et verticaux interconnectés qui éliminent la chaleur provenant de l'équipement générant de la chaleur (charge utile) sur l'engin spatial. The previous satellites developed by the assignee of the present invention have used matrix thermal tubes connected from north to south with thermal tubes crossing from north to south external to all the panels and have used a face on the outside of the radiator panels as an interface. The thermal tube array generally includes single interconnected horizontal and vertical thermal tubes that remove heat from the heat generating equipment (payload) on the spacecraft.

Il serait souhaitable d'avoir un système qui améliore la capacité à dissiper la chaleur générée à bord de l'engin spatial, et qui apporte une amélioration par rapport aux systèmes utilisés précédemment. De ce fait, la présente invention a pour but de réaliser un dispositif de dissipation de chaleur comprenant un tube thermique à double alésage en une couche destiné à une utilisation dans des panneaux d'équipements et de radiateurs d'un engin spatial. It would be desirable to have a system which improves the ability to dissipate the heat generated on board the spacecraft, and which provides an improvement over the systems used previously. Therefore, the present invention aims to provide a heat dissipation device comprising a double bore thermal tube in a layer intended for use in panels of equipment and radiators of a spacecraft.

Afin d'atteindre les buts ci-dessus ainsi que d'autres, la présente invention réalise un dispositif de dissipation de chaleur amélioré, destiné à une utilisation sur un engin spatial. Le dispositif de dissipation de chaleur comprend un système de tubes thermiques à double alésage en une couche, destiné à une In order to achieve the above and other objects, the present invention provides an improved heat dissipation device for use on a spacecraft. The heat dissipation device comprises a system of double bore thermal tubes in one layer, intended for a

utilisation dans ou sur des panneaux d'équipement ou de radiateur de l'engin spatial. use in or on spacecraft equipment or radiator panels.

Le système de tube thermique à double alésage en une couche comprend une pluralité de tubes thermiques à double alésage en une couche, couplés au panneau, qui éliminent la chaleur provenant des éléments générant de

la chaleur disposés à l'opposé des tubes thermiques à double alésage en une couche. Chaque tube thermique à double alésage comprend deux alésages adjacents. Les tubes thermiques peuvent être disposés sur les surfaces intérieures des panneaux, ou entre les surfaces intérieure et extérieure des panneaux. Les éléments générant de la chaleur, tels que des amplificateurs, des ordinateurs et des instruments de commande et de contrôle, et analogues, sont disposés sur une surface des panneaux opposée aux tubes thermiques à double alésage. The one-layer double-bore thermal tube system includes a plurality of one-layer double-bore thermal tubes, coupled to the panel, which remove heat from the generating elements.

heat arranged opposite the double bore thermal tubes in one layer. Each double bore thermal tube has two adjacent holes. The thermal tubes can be arranged on the interior surfaces of the panels, or between the interior and exterior surfaces of the panels. The heat generating elements, such as amplifiers, computers, control and monitoring instruments, and the like, are disposed on a surface of the panels opposite to the double bore thermal tubes.

Le tube thermique à double alésage en une couche peut être avantageusement façonné et acheminé afin de procurer un refroidissement amélioré. Les tubes thermiques à double alésage procurent une excellente interface thermique pour le montage d'équipements et réalisent une redondance. The double-bore, one-layer thermal tube can advantageously be shaped and routed to provide improved cooling. Double bore thermal tubes provide an excellent thermal interface for mounting equipment and provide redundancy.

Le dispositif de dissipation de chaleur réalise des performances améliorées (capacité de rejet de la chaleur). Le dispositif de dissipation de chaleur réduit la masse globale des panneaux, les coûts de fabrication des panneaux, et la quantité de temps nécessaire pour fabriquer les panneaux. The heat dissipation device achieves improved performance (heat rejection capacity). The heat dissipating device reduces the overall mass of the panels, the costs of manufacturing the panels, and the amount of time required to manufacture the panels.

Les tubes thermiques en une couche employés dans le dispositif de dissipation de chaleur présentent une résistance thermique réduite par comparaison avec des structures antérieures de tubes thermiques en matrice mises au point par le cessionnaire de la présente invention. Le dispositif de dissipation de chaleur utilise des tubes thermiques à double alésage à fiabilité élevée, et permet une configuration de tubes thermiques The one-layer thermal tubes used in the heat dissipation device have reduced thermal resistance compared to previous structures of matrix thermal tubes developed by the assignee of the present invention. The heat dissipation device uses high reliability double bore thermal tubes, and allows configuration of thermal tubes

simple et souple. Le dispositif de dissipation de chaleur minimise le nombre de tubes thermiques employés sur l'engin spatial en utilisant de longs tubes thermiques continus. simple and flexible. The heat dissipation device minimizes the number of heat tubes used on the spacecraft by using long continuous heat tubes.

Les diverses caractéristiques et les divers avantages de la présente invention peuvent être plus facilement compris en faisant référence à la description détaillée qui suit, prise en association avec les dessins annexés, dans lesquels des références numériques identiques indiquent des éléments de structure identique, et dans lesquels :
La figure 1 illustre un engin spatial employant un exemple de dispositif de dissipation de chaleur conforme aux principes de la présente invention,
La figure 2 illustre une vue partielle en coupe transversale d'un panneau de radiateur d'engin spatial contenant un exemple de dispositif de dissipation de chaleur conforme aux principes de la présente invention, et
La figure 3 illustre une vue en plan d'une partie d'un exemple de panneau d'engin spatial employant un exemple de dispositif de dissipation de chaleur conforme aux principes de la présente invention. The various features and advantages of the present invention can be more easily understood by reference to the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which identical reference numerals indicate elements of identical structure, and in which :
FIG. 1 illustrates a spacecraft employing an example of a heat dissipation device in accordance with the principles of the present invention,
FIG. 2 illustrates a partial view in cross section of a spacecraft radiator panel containing an example of a heat dissipation device in accordance with the principles of the present invention, and
FIG. 3 illustrates a plan view of part of an example of a spacecraft panel employing an example of a heat dissipation device in accordance with the principles of the present invention.

En se référant aux figures des dessins, la figure 1 illustre un engin spatial 20 employant un exemple de mode de réalisation du dispositif de dissipation de chaleur 10 conforme aux principes de la présente invention. L'engin spatial 20 comprend de façon caractéristique six panneaux 22 les plus à l'extérieur qui présentent chacun des surfaces extérieure et intérieure 23a, 23b ou des côtés 23a, 23b. Les surfaces extérieures 23a comprennent des surfaces de rayonnement de chaleur 23a tandis que les surfaces intérieures 23b comprennent des surfaces de montage d'équipements 23b. Referring to the figures of the drawings, Figure 1 illustrates a spacecraft 20 employing an exemplary embodiment of the heat dissipation device 10 in accordance with the principles of the present invention. The spacecraft 20 typically includes six outermost panels 22 which each have exterior and interior surfaces 23a, 23b or sides 23a, 23b. The outer surfaces 23a include heat radiating surfaces 23a while the inner surfaces 23b include equipment mounting surfaces 23b.

L'engin spatial 20 comprend ainsi six surfaces rayonnantes possibles, qui comprennent les surfaces The spacecraft 20 thus comprises six possible radiating surfaces, which include the surfaces

extérieures ou faisant face à l'extérieur parmi les six panneaux 22 les plus à l'extérieur. Les surfaces rayonnantes 23a sont indiquées sur la figure 1 en tant que surface"A"face au nord, surface"B"face au sud, surface"C"face à l'est, surface"D"face à l'ouest, surface"E"face à la Terre et surface"F"faisant face à l'arrière ou faisant face au côté opposé à la Terre. L'engin spatial 20 comporte un ou plusieurs panneaux solaires déployables 23, dont l'un est représenté monté sur le panneau rayonnant faisant face au nord 22. exterior or facing outward among the six outermost panels 22. The radiating surfaces 23a are indicated in FIG. 1 as surface "A" facing north, surface "B" facing south, surface "C" facing east, surface "D" facing west, surface "E" facing the Earth and surface "F" facing the rear or facing the side opposite the Earth. The spacecraft 20 comprises one or more deployable solar panels 23, one of which is shown mounted on the radiating panel facing north 22.

L'engin spatial 20 comprend un ou plusieurs panneaux d'équipements 23b ou surfaces 23b sur lesquelles un équipement générant de la chaleur 11 est fixé. Dans l'exemple d'engin spatial 20 représenté sur la figure 1, les surfaces faisant face vers l'intérieur des panneaux nord et sud 22 sont utilisées en tant que panneaux de montage d'équipement 23b, bien que d'autres puissent être facilement employées. L'équipement générant de la chaleur 11 est de façon caractéristique disposé sur les surfaces faisant face vers l'intérieur des panneaux 22. Les surfaces faisant face vers l'extérieur des panneaux 22 rayonnent dans l'espace la chaleur générée par l'équipement générant de la chaleur 11. The spacecraft 20 comprises one or more equipment panels 23b or surfaces 23b on which heat generating equipment 11 is fixed. In the example of a spacecraft 20 shown in Figure 1, the inwardly facing surfaces of the north and south panels 22 are used as equipment mounting panels 23b, although others can be easily employed. The heat generating equipment 11 is typically disposed on the inwardly facing surfaces of the panels 22. The outwardly facing surfaces of the panels 22 radiate in space the heat generated by the generating equipment heat 11.

Certaines ou la totalité des surfaces faisant face vers l'extérieur 22 de l'engin spatial 20 peuvent être utilisées en tant que surfaces rayonnant de la chaleur 23a. De telles surfaces rayonnant de la chaleur 23a dissipent la chaleur provenant des composants générant de la chaleur 11, ou charge utile (tels que des systèmes de communication, des systèmes de commande, des instruments électroniques, des composants générant de la chaleur, et des amplificateurs, et analogues) disposés sur l'engin spatial 20. Some or all of the outwardly facing surfaces 22 of the spacecraft 20 can be used as heat radiating surfaces 23a. Such heat radiating surfaces 23a dissipate heat from heat generating components 11, or payload (such as communication systems, control systems, electronic instruments, heat generating components, and amplifiers , and the like) arranged on spacecraft 20.

Le dispositif de dissipation de chaleur 10 conforme à la présente invention sera maintenant décrit d'une façon générale. Comme cela a été mentionné ci-dessus, The heat dissipation device 10 according to the present invention will now be described in general. As mentioned above,

chacun des panneaux 22 comporte des surfaces extérieure et intérieure 23a, 23b, ou côtés 23a, 23b. Conformément aux principes de la présente invention, un ou plusieurs tubes thermiques à double alésage 13, et de façon caractéristique une pluralité de tubes thermiques à double alésage 13 sont disposés en une seule couche (en sandwich) entre les surfaces extérieure et intérieure respectives 23a, 23b du panneau 22. Pour la clarté du dessin, seuls les tubes thermiques 13 associés à la surface"A"faisant face au nord sont représentés sur la figure 1, et la surface extérieure rayonnant de la chaleur 23a a été enlevée afin de montrer l'agencement des tubes thermiques 13. each of the panels 22 has exterior and interior surfaces 23a, 23b, or sides 23a, 23b. In accordance with the principles of the present invention, one or more double bore thermal tubes 13, and typically a plurality of double bore thermal tubes 13 are arranged in a single layer (sandwiched) between the respective outer and inner surfaces 23a, 23b of the panel 22. For clarity of the drawing, only the thermal tubes 13 associated with the surface "A" facing north are shown in Figure 1, and the outer surface radiating heat 23a has been removed to show the arrangement of thermal tubes 13.

Les un ou plusieurs tubes thermiques 13 sont de préférence noyés entre les surfaces extérieure et intérieure 23a, 23b. Cependant, dans certaines applications, les tubes thermiques 13 peuvent être montés sur les surfaces intérieures ou de montage d'équipement 23b. Une vue partielle agrandie en coupe transversale illustrant des détails du dispositif de dissipation de chaleur 10 est représentée sur la figure 2. The one or more thermal tubes 13 are preferably embedded between the exterior and interior surfaces 23a, 23b. However, in certain applications, the thermal tubes 13 can be mounted on the interior or equipment mounting surfaces 23b. A partial enlarged view in cross section illustrating details of the heat dissipation device 10 is shown in FIG. 2.

Plus particulièrement, la figure 2 illustre une vue en coupe transversale du dispositif de dissipation de chaleur 10 représenté sur la figure 1. Le dispositif de dissipation de chaleur 10 comprend un système 10 de tubes thermiques à double alésage en une couche (couche unique) destiné à une utilisation dans ou sur des panneaux d'équipement ou de radiateur 22 de l'engin spatial 20. Le dispositif de dissipation de chaleur 10 comprend un ou plusieurs (de préférence une pluralité) tubes thermiques à double alésage en une couche 13 qui comprennent deux tubes thermiques adjacents 13a, 13b. Des tubes thermiques multiples 13 sont utilisés afin de communiquer plus efficacement la chaleur hors de chacun des éléments respectifs générant de la chaleur 11. More particularly, FIG. 2 illustrates a cross-sectional view of the heat dissipation device 10 represented in FIG. 1. The heat dissipation device 10 comprises a system 10 of double bore thermal tubes in a layer (single layer) intended for use in or on equipment or radiator panels 22 of spacecraft 20. The heat dissipation device 10 comprises one or more (preferably a plurality) double bore thermal tubes in a layer 13 which include two adjacent thermal tubes 13a, 13b. Multiple thermal tubes 13 are used in order to communicate heat more efficiently out of each of the respective heat generating elements 11.

Les tubes thermiques à double alésage en une couche 13 peuvent être disposés sur la surface intérieure 22b ou bien comme cela est représenté sur la figure 2, être disposés entre les surfaces extérieure et intérieure 23a, 23b du panneau 22. De façon caractéristique, un matériau central de masse volumique élevée 15 est disposé dans l'espace entre les tubes thermiques adjacents 13. Les éléments générant de la chaleur 11, tels qu'un amplificateur à tube à onde progressive (TWT) 11 comportant une ou plusieurs pattes de montage 14, des amplificateurs de canaux lla ou des amplificateurs de puissance llb, par exemple, sont disposés (fixés) sur la surface faisant face à l'intérieur 23b du panneau 22 opposé au tube thermique à double alésage en une couche 13. The double-bore thermal tubes in a layer 13 can be arranged on the interior surface 22b or, as shown in FIG. 2, be disposed between the exterior and interior surfaces 23a, 23b of the panel 22. Typically, a material high density central 15 is disposed in the space between the adjacent thermal tubes 13. The heat generating elements 11, such as a traveling wave tube amplifier (TWT) 11 comprising one or more mounting lugs 14, channel amplifiers 11a or power amplifiers 11b, for example, are arranged (fixed) on the surface facing the interior 23b of the panel 22 opposite the double bore thermal tube in a layer 13.

En se référant maintenant à la figure 3, celle-ci illustre une vue en plan d'une partie d'un exemple de panneau d'engin spatial 22 employant un dispositif de dissipation de chaleur 10 conforme aux principes de la présente invention. Une moitié d'un panneau complet 22 est représentée sur la figure 3. L'autre moitié du panneau 22 est une image en miroir du panneau 22, illustrée sur la figure 3. Le panneau complet 22 comprend la pluralité de tubes thermiques à double alésage 13 configurés comme représenté sur la figure 1. Le panneau 22 est représenté comme comportant une pluralité d'amplificateurs à tubes à onde progressive 11, une pluralité d'amplificateurs de canaux (CAMP) liga, et une pluralité d'amplificateurs de puissance (AMP) llb disposés sur la surface faisant face à l'intérieur 23b du panneau 22. Referring now to Figure 3, this illustrates a plan view of part of an exemplary spacecraft panel 22 employing a heat dissipation device 10 in accordance with the principles of the present invention. One half of a full panel 22 is shown in Figure 3. The other half of the panel 22 is a mirror image of the panel 22, illustrated in Figure 3. The full panel 22 includes the plurality of double bore thermal tubes 13 configured as shown in Figure 1. Panel 22 is shown to include a plurality of traveling wave tube amplifiers 11, a plurality of liga channel amplifiers (CAMP), and a plurality of power amplifiers (AMP ) llb arranged on the surface facing the interior 23b of the panel 22.

Le dispositif de dissipation de chaleur avant 10 comprend trois tubes thermiques à double alésage en forme de U 13 qui sont disposés à l'intérieur du panneau 22 de façon contiguë aux amplificateurs à tube à onde progressive 11 et aux amplificateurs de canaux liga. Les The front heat dissipator 10 includes three U-shaped double bore thermal tubes 13 which are disposed within the panel 22 contiguous to the traveling wave tube amplifiers 11 and the Liga channel amplifiers. The

tubes thermiques à double alésage 13 illustrés sont accouplés aux autres moitiés respectives du tube thermique à double alésage 13 dans la moitié en miroir du panneau 22. ces trois tubes thermiques à double alésage 13 partagent la chaleur l'un avec l'autre. Ces trois tubes thermiques à double alésage 13 conduisent ainsi la chaleur dissipée par les amplificateurs à tubes à onde progressive 11 et les amplificateurs de canaux lla et la conduisent vers la surface extérieure 23a du panneau 22 où elle est rayonnée dans l'espace. Double bore thermal tubes 13 illustrated are coupled to the other respective halves of the double bore thermal tube 13 in the mirrored half of the panel 22. These three double bore thermal tubes 13 share heat with each other. These three double bore thermal tubes 13 thus conduct the heat dissipated by the traveling wave tube amplifiers 11 and the channel amplifiers 11a and lead it towards the external surface 23a of the panel 22 where it is radiated in space.

Le dispositif de dissipation de chaleur 10 comprend deux tubes thermiques à double alésage en forme de U 13 qui sont disposés à l'intérieur du panneau 22 de façon contiguë aux amplificateurs de puissance llb. Ces deux tubes thermiques à double alésage 13 partagent la chaleur l'un avec l'autre. Ces deux tubes thermiques à double alésage 13 conduisent ainsi la chaleur dissipée par les amplificateurs de puissance llb et la conduisent vers la surface extérieure 23a du panneau 22 où elle est rayonnée dans l'espace. The heat dissipating device 10 comprises two U-shaped double bore thermal tubes 13 which are arranged inside the panel 22 adjacent to the power amplifiers 11b. These two double bore thermal tubes 13 share heat with each other. These two double bore thermal tubes 13 thus conduct the heat dissipated by the power amplifiers 11b and conduct it towards the external surface 23a of the panel 22 where it is radiated in space.

De nouveau, la totalité des tubes thermiques à double alésage respectifs 13 sont situés dans une seule couche, et laquelle peut être prise en sandwich entre les surfaces extérieure et intérieure 23a, 23b du panneau 22 ou bien être disposée sur la surface intérieure 23b du panneau 22. L'agencement en forme de U des tubes thermiques à double alésage 13 crée deux zones thermiques qui sont optimisées pour éliminer la chaleur provenant des amplificateurs à tubes à onde progressive 11 et des amplificateurs de canaux liga, et des amplificateurs de puissance llb, respectivement. Les tubes thermiques à double alésage en une couche 13 présentent un alésage plus petit qu'un tube thermique unique dimensionné pour éliminer la même quantité de chaleur. Ceci permet une meilleure interface thermique pour le montage d'équipements. Les tubes thermiques à double alésage 13 Again, all of the respective double bore thermal tubes 13 are located in a single layer, which can be sandwiched between the exterior and interior surfaces 23a, 23b of the panel 22 or else be disposed on the interior surface 23b of the panel 22. The U-shaped arrangement of the double bore thermal tubes 13 creates two thermal zones which are optimized to remove heat from traveling wave tube amplifiers 11 and liga channel amplifiers, and power amplifiers llb, respectively. The double bore thermal tubes in one layer 13 have a smaller bore than a single thermal tube sized to remove the same amount of heat. This allows a better thermal interface for mounting equipment. Double bore thermal tubes 13

réalisent également une redondance et un meilleur refroidissement que les tubes thermiques à alésage unique présentant une capacité comparable d'élimination de chaleur. also achieve redundancy and better cooling than single bore thermal tubes with comparable heat removal capacity.

Le dispositif de dissipation de chaleur 10 décrit ci-dessus a été modélisé de façon analytique par les présents inventeurs. Les hypothèses du modèle sont comme suit. Chaque section du panneau 22 (c'est-à-dire la partie du panneau complet 22 représentée sur la figure 3) est de 76,2 cm (30 pouces) de large par 167,62 cm (66 pouces) de long, modélisée en détail pour être des noeuds de 7,62 cm (3 pouces) par 7,62 cm (3 pouces), 220 par panneau 22. Les conditions limites de base de modèle de matrice sont ajustées pour donner 0,028 W/cm2 (0,184 watt/pouce carré) de rejet de chaleur pour un engin spatial 20 sans tube thermique croisé. Les données sont indiquées dans le tableau de comparaison 1. La dissipation de chaleur représente 110 watts de sortie HF pour chaque amplificateur à tubes à onde progressive 11 actif dans la bande Ku (efficacité de 68 %) avec une perte de sortie de 0,9 dB. The heat dissipation device 10 described above has been modeled analytically by the present inventors. The model assumptions are as follows. Each section of panel 22 (i.e., the portion of complete panel 22 shown in Figure 3) is 76.2 cm (30 inches) wide by 167.62 cm (66 inches) long, modeled in detail to be knots of 7.62 cm (3 inches) by 7.62 cm (3 inches), 220 per panel 22. The basic matrix model boundary conditions are adjusted to give 0.028 W / cm2 (0.184 watt / square inch) of heat rejection for a spacecraft 20 without a crossed thermal tube. The data is shown in comparison table 1. The heat dissipation represents 110 watts of HF output for each traveling wave tube amplifier 11 active in the Ku band (efficiency of 68%) with an output loss of 0.9 dB.

Les capacités thermiques du dispositif de dissipation de chaleur 10 sont déterminées en proportionnant la dissipation globale du panneau 22 jusqu'à ce que la température du tube thermique associée aux tubes thermiques 13 qui éliminent la chaleur provenant des amplificateurs de puissance llb soit égale à 48 C. La masse présentée représente uniquement les tubes thermiques 13, le matériau central de masse volumique élevée 15, l'adhésif et les entretoises (non représentées). La masse structurelle du panneau complet 22 n'est pas incluse. The thermal capacities of the heat dissipation device 10 are determined by proportioning the overall dissipation of the panel 22 until the temperature of the thermal tube associated with the thermal tubes 13 which remove the heat from the power amplifiers llb is equal to 48 C The mass presented represents only the thermal tubes 13, the central material of high density 15, the adhesive and the spacers (not shown). The structural mass of the complete panel 22 is not included.

Tableau de comparaison 1

Masse de Tubes Masse des Masse/Masse de Dissipation configura thermiques tubes surface dissipa-/ - tion (kg/m) thermiques (kg/m2) tion Surface (kg) (kg) (kg/kW) W/cm2 (W/pouce carré) Panneau 11 à 6, 83 5, 34 18, 9 0, 285 de 2, 54 double (0, 184) cm (1 alésage pouce) à latéraux matrice 3 à double de base à alésage de double tête alésage Panneau 11 à un 3, 92 3, 06 11, 0 0, 0277 de 2, 54 seul (comprend (0, 179) cm (1 alésage la masse pouce) à latéraux des entrematrice 3 à un toises) de base à seul un seul alésage de alésage tête Panneau 5 tubes 3, 97 3, 10 11, 9 0, 0262 de 1, 27 thermiques (0, 169) cm (0, 5 à double pouce) en alésage une couche
Les avantages de la présente invention sont indiqués dans le tableau de comparaison 1. Une configuration de matrice à un seul alésage permet des économies de masse d'approximativement 8 kg pour une dissipation thermique de 1 000 W en comparaison avec une configuration à double alésage de masse. La configuration de matrice à un seul alésage nécessite 5 % de surface de radiateurs supplémentaires par comparaison avec la configuration de

Comparison table 1

Mass of Tubes Mass of Mass / Dissipation Mass configura thermal tubes surface dissipation- (kg / m) thermal (kg / m2) tion Surface (kg) (kg) (kg / kW) W / cm2 (W / inch square) Panel 11 to 6, 83 5, 34 18, 9 0.2285 of 2.54 double (0, 184) cm (1 inch bore) with lateral matrix 3 double base with double head bore Panel 11 to a 3, 92 3, 06 11, 0 0, 0277 of 2, 54 only (includes (0, 179) cm (1 bore the mass inch) to side of the matchmaker 3 to a toises) basic to only a single bore of head bore Panel 5 tubes 3, 97 3, 10 11, 9 0.06262 of 1.27 thermal (0, 169) cm (0.5 to double inch) in bore one layer
The advantages of the present invention are shown in Comparison Table 1. A single bore die configuration allows mass savings of approximately 8 kg for a heat dissipation of 1000 W compared to a double bore configuration of mass. The configuration of a single bore matrix requires 5% more surface area of radiators compared to the configuration of

base. La configuration de matrice à un seul alésage conserve une interface de panneau de 1 pouce habituellement utilisée par le cessionnaire de la présente invention. based. The single bore die configuration maintains a 1 inch panel interface commonly used by the assignee of the present invention.

Les économies de masse résultant d'une configuration utilisant les tubes thermiques à double alésage en une couche 13 est d'approximativement 7 kg pour une dissipation thermique de 1 000 W par comparaison avec la configuration de base. Bien que les économies de masse soient légèrement inférieures pour la conception en une couche, la configuration de matrice à un seul alésage ne conserve pas une configuration de tubes thermiques en redondance. The mass savings resulting from a configuration using the double bore thermal tubes in a layer 13 is approximately 7 kg for a heat dissipation of 1000 W compared to the basic configuration. Although the mass savings are slightly lower for the one-layer design, the single bore die configuration does not maintain a redundant thermal tube configuration.

L'épaisseur de la configuration du panneau, modélisée en utilisant les tubes thermiques à double alésage en une couche 13 est de 0,5 pouce. La configuration en une couche nécessite une modification pour des charges utiles différentes. Si la surface des panneaux 22 est une contrainte (la masse des panneaux n'est pas prise en compte), la configuration utilisant les tubes thermiques à double alésage en une couche 13 fournit un mécanisme pour réduire à la fois la masse des tubes thermiques et la surface rayonnante. The thickness of the panel configuration, modeled using the double bore thermal tubes in one layer 13 is 0.5 inch. The configuration in one layer requires modification for different payloads. If the surface of the panels 22 is a constraint (the mass of the panels is not taken into account), the configuration using the double bore thermal tubes in a layer 13 provides a mechanism for reducing both the mass of the thermal tubes and the radiant surface.

Ainsi, le dispositif de dissipation de chaleur comprenant un tube thermique à double alésage en une couche destiné à l'utilisation dans ou sur des panneaux d'équipement et de radiateurs d'un engin spatial a été décrit. Il doit être compris que le mode de réalisation décrit ci-dessus est simplement illustratif de certains des nombreux modes de réalisation particuliers qui représentent des applications des principes de la présente invention. A l'évidence, de nombreux autres agencements peuvent être facilement conçus par l'homme de l'art sans s'écarter de la portée de l'invention. Thus, the heat dissipation device comprising a double bore thermal tube in a layer intended for use in or on panels of equipment and radiators of a spacecraft has been described. It should be understood that the embodiment described above is merely illustrative of some of the many particular embodiments which represent applications of the principles of the present invention. Obviously, many other arrangements can be easily designed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

1. A heat dissipation device (10), intended for use on a spacecraft (20) comprising one or more panels (22) which have a heat radiating surface (23a) and heat generating elements (11 ) arranged thereon, comprising: a thermal tube system comprising a plurality of single bore double bore thermal tubes (13), coupled to the panel (22), which remove heat from the heat generating elements (11 ) arranged opposite to the double bore thermal tubes in a layer (13).

2. Device according to claim 1, in which the thermal tubes with double bore in a layer (13) are arranged between external (22a) and internal (22b) surfaces of the one or more panels (22).

3. Device according to claim 1, in which the double bore thermal tubes in a layer (13) are arranged on the interior surfaces (22b) of the one or more channels.

4. Device according to claim 1, in which the heat generation elements (11) are chosen from the group consisting of traveling wave tube amplifiers, channel amplifiers and power amplifiers.

5. Device according to claim 1, in which the thermal tube with double bore in a layer (13) comprises two adjacent thermal tubes arranged in a single layer.

6. Device according to claim 1, in which the thermal tube system comprises a plurality of double-bore U-shaped thermal tubes (13).

7. Device according to claim 6, in which the plurality of U-shaped double bore thermal tubes (13) are arranged adjacent to each other, adjacent to the base of each U so that the plurality of thermal tubes (13) share heat with each other.