AMS散熱板的太空模擬實(shí)驗(yàn).pdf

1、阿爾法磁譜儀(Alpha Magnetic Spectrometer，AMS)是迄今為止唯一獲得批準(zhǔn)安裝在國際空間站上，利用外太空所獨(dú)有的空間環(huán)境進(jìn)行大型粒子物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置。它是由多個(gè)代表當(dāng)今最先進(jìn)技術(shù)發(fā)展水平的粒子物理探測(cè)器組成。在外太空這樣惡劣的環(huán)境下，這些探測(cè)器的性能很大程度上取決于它們所處的熱環(huán)境。因此，熱控制系統(tǒng)研制的水平及質(zhì)量直接影響著阿爾法磁譜儀的工作狀態(tài)、運(yùn)行壽命及實(shí)驗(yàn)可靠性，為了保證這些探測(cè)器能夠在外太空正常地運(yùn)行

2、，熱控制系統(tǒng)是阿爾法磁譜儀不可或缺的重要組成部分。作為驗(yàn)證熱控制系統(tǒng)有效性唯一方法的熱真空熱平衡試驗(yàn)，是阿爾法磁譜儀在發(fā)射之前，由美國國家航空航天局規(guī)定的必須實(shí)施的唯一系統(tǒng)級(jí)的熱試驗(yàn)。本文將以阿爾法磁譜儀熱控制系統(tǒng)散熱板的熱真空熱平衡試驗(yàn)為研究對(duì)象，對(duì)其設(shè)計(jì)、分析及優(yōu)化進(jìn)行綜述，并對(duì)熱真空熱平衡試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行全面的研究，從而驗(yàn)證阿爾法磁譜儀熱控制系統(tǒng)的有效性。
　　 本文首先介紹了阿爾法磁譜儀的實(shí)驗(yàn)科學(xué)背景和科學(xué)目標(biāo)，同時(shí)分析了對(duì)

3、于航天器這類特殊產(chǎn)品所進(jìn)行的各類環(huán)境試驗(yàn)的不同特性。在航天器發(fā)射之前，作為在模擬的空間環(huán)境條件下驗(yàn)證航天器熱控制系統(tǒng)及組件功能的熱真空熱平衡試驗(yàn)是所有這些環(huán)境實(shí)驗(yàn)中最重要的實(shí)驗(yàn)；本文亦對(duì)當(dāng)今航空航天領(lǐng)域最為先進(jìn)的太空模擬實(shí)驗(yàn)裝置-大型太空模擬艙進(jìn)行了綜述，為我國的航天器的太空模擬實(shí)驗(yàn)提供了借鑒和參考。
　　 其次，研究了阿爾法磁譜儀散熱板的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原理、優(yōu)化設(shè)計(jì)及各種工況下的溫度分布模擬，分析了阿爾法磁譜儀在大型太空模擬艙的數(shù)

4、學(xué)和幾何模型建模耦合。
　　 最后，對(duì)散熱板進(jìn)行了熱真空熱平衡試驗(yàn)，在試驗(yàn)中對(duì)阿爾法磁譜儀在模擬太空環(huán)境中的極冷工況下的加熱器動(dòng)作、溫度控制器的響應(yīng)進(jìn)行了測(cè)試，分析加熱器的啟動(dòng)順序和溫度控制器的作用，研究了在冷工況下散熱板的溫度分布和電子箱的溫度分布；在熱工況下分析了電子元件的運(yùn)行狀況，研究了散熱板的溫度分布，測(cè)試了熱管的工作性能。對(duì)阿爾法磁譜儀散熱板的溫度控制器響應(yīng)、加熱器動(dòng)作進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)各電子箱及電源分配箱的溫度響應(yīng)及溫度