疏导式热控结构温度分布研究

目的设计一种以降低表面热辐射为主的疏导式热控结构,通过对疏导式热控结构的热性能进行仿真计算与试验,探讨其温度场分布影响因素。方法采用FLUENT软件,仿真分析了该热控结构在热源200℃时,隔热材料和通风条件对流场及温度场的影响。采用5 mm厚、导热系数为0.036 W/(m·K)的隔热材料和1 mm厚的纯铝板,制备了总厚度为100 mm的疏导式热控结构,测试在热源200、300、400℃时,距隔热层表面0、5、15、35、55、75、95 mm平面内和热控结构外表面的温度,并与仿真计算结果进行了对比。结果在不通风条件下,热源为200、300、400℃时,热控结构外表面的温度分别为48.1、66.8、87.9℃;在5 m/s通风条件下,热源为200、300、400℃时,热控结构外表面的温度分别为36.5、39.8、47.4℃。结论仿真计算获得的温度值与实测值一致,疏导空间内部受热量辐射的影响随高度的增大逐渐减小,适当采用气体对流机制能够显著降低疏导空间和热控结构外表面的温度。

导热-储热一体化热控结构3D打印技术

随着航空航天、电子等相关领域产品的功率不断增加,高热流密度器件的散热问题成为影响产品设计与应用的关键技术之一。针对传统分体式导热、储热结构接触热阻大、生产周期长等问题,本研究设计了基于毛细微构型和中空点阵结构的导热-储热一体化热控功能结构,并通过3D打印实现一体化结构整体成型。通过研究不同工艺参数下的毛细疏松结构孔隙尺寸,确定了一体化热控件3D打印成型工艺参数。热性能测试结果表明,微槽道导热结构启动速度、当量导热系数均优于毛细疏松结构。最后总结了3D打印一体化热控结构与传统结构的优势和不足。

某高频段瓦式相控阵天线的热设计与试验分析

随着通信技术的快速发展,瓦式相控阵天线以其小型化、高性能、高集成的特点,已逐渐成为有源相控阵天线发展的新趋势。但随着频段及集成度的不断提高,多功能集成芯片的热流密度也越来越大,随之带来的散热问题也更为突出。针对某高频段瓦式相控阵天线的热设计要求,提出一种强迫风冷条件下“散热风道+扁平热管”的低成本散热方案,通过数值仿真验证阵面发热器件可控温度及多功能集成芯片温度一致性,搭建热测试平台进行热测试,对测试点实测温度与仿真温度进行对比分析。数值仿真和试验结果表明:所设计的热控结构能够满足发热器件的壳温要求以及多功能集成芯片的温度一致性要求,进一步验证了该散热方案的合理性,可为后续同类瓦式相控阵天线的热设计提供一定的参考。

航天多功能热控材料及结构研究进展

热控材料与结构是航天热控系统的重要组成部分,直接关系到所承载的电子元器件的可靠性和安全性,进而决定其工作状态和使用寿命。电子元器件在服役过程中产生的热量会导致热控问题,而工程中航天热控系统的设计大多数停留在热管与蜂窝集成上。近年来陆续发展了智能热控材料、高导热复合材料、隔/防热材料、被动热控结构、主动热控结构、智能热控结构等一些关于热控材料和热控结构的新概念。在此基础上,本文将与热控有关的最新研究成果进行总结和分析,展望了航天多功能热控材料与结构的发展方向。

CubeSat结构热控案

CubeSat以体积小、成本低、研制周期短等优点受到越来越广泛的关注,但CubeSat的高度集成化、模块化设计对结构热控提出了更高的要求,而且宇宙中的辐射也会对立方体卫星造成影响。本文在参考国外高校对CubeSat的结构热控和辐射防护方案基础上,对结构热控与辐射防护方案进行分析与讨论,给出更理想的方案。

略论空间遥感仪器结构设计的关键技术

空间遥感仪器是应用卫星的重要组成部分。结构设计合理性、运动部件的可靠性设计及热控结构设计是空间遥感仪器结构设计的关键技术。针对空间遥感仪器的使用要求和结构特点,通过分析以上三项技术的难点,在总结经验的基础上,论述了在目前技术条件下解决问题的途径和方法,并介绍了相关技术的发展方向。