在軌變工況環(huán)境下衛(wèi)星熱分析及單機熱控優(yōu)化研究.pdf

1、隨著空間科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，人類對太空進(jìn)行了越來越多的探索。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界各國爭先恐后發(fā)展航天事業(yè)，我國也取得了許多突破性的進(jìn)展。航天技術(shù)不僅體現(xiàn)一個國家的科技水平，而且還給我們的日常生活的各個方面帶來了很多便利。因此發(fā)展航天事業(yè)至關(guān)重要，其中一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是做好衛(wèi)星的熱分析。針對傳統(tǒng)熱控系統(tǒng)的不足之處，許多學(xué)者對其進(jìn)行了研究，并提出了優(yōu)化方案，但仍然不能完全滿足衛(wèi)星發(fā)展的需要。因此，本文對在軌變工況下的衛(wèi)星熱分析以及單機

2、溫度優(yōu)化方案進(jìn)行了研究。
　　通過分別采用蒙特卡洛法和有限元法計算衛(wèi)星的外部熱流和整星的溫度分布，本文對假想的衛(wèi)星模型進(jìn)行了熱分析。針對整星溫度分布上存在的問題，本文提出了液態(tài)金屬微通道熱控優(yōu)化方案并對其進(jìn)行了相似分析和量綱分析。然后，本文從電磁泵的性能和微通道的形狀兩方面入手，對液態(tài)金屬微通道熱控系統(tǒng)的工作性能進(jìn)行了探討，并且將優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用到不同姿態(tài)下的衛(wèi)星中，分別對局部單機和大范圍多單機溫度梯度過大的問題進(jìn)行了優(yōu)化計算。最后，

3、本文分析了影響單機溫度的各種因素，并且對其進(jìn)行了敏感性分析。
　　數(shù)值計算結(jié)果表明：衛(wèi)星表面的外熱流受姿態(tài)的影響較大，有明顯的周期性；當(dāng)某表面分別處于向日側(cè)和背日側(cè)時，外熱流差異很大；星內(nèi)單機的溫度受自身功率、相鄰單機溫度、臨近結(jié)構(gòu)溫度和外熱流的影響；電磁泵的功率增大會強化液態(tài)金屬微通道換熱器的換熱效果；在流量相等的條件下，矩形微通道換熱器在各種形狀中換熱效果最好；液態(tài)金屬微通道換熱系統(tǒng)可以有效實現(xiàn)對衛(wèi)星單機及局域溫度梯度的調(diào)控；