变温速率及药柱尺寸对压制药柱热环境适应性的影响研究

为探究变温速率及药柱尺寸对压制药柱热环境适应性的影响,对不同变温速率下HMX压制药柱的裂纹产生情况进行了试验研究,并对不同变温速率和药柱尺寸条件下药柱内部典型位置的热应力进行了仿真,研究了药柱内部热应力的分布特性和变化规律,提出了减少裂纹的改进措施并进行了试验验证。结果表明:随着变温速率增大,药柱内部热应力的变化速率也增大;药柱内部热应力分布基本上呈由外到内先减小再升高的趋势,应力差最大区域为药柱高度和截面的1/4处,该区域最容易产生裂纹;加装衬层可以有效降低药柱内部变温速率,提升药柱的环境适应性。

6W@ 90K星载斯特林制冷机的热环境适应性

针对某空间任务要求,分析了热试验温度取值。基于1台6W@90K星载斯特林制冷机,开展了常压热循环和热真空试验研究,得到了制冷机在不同温区下的制冷性能参数。从6个方面对比分析了两个试验中性能参数的变化,最后得出:环境温度对6W制冷机性能影响较大,从50℃到-20℃温区,制冷温度为90K时,冷量增大约1.4W,功耗减小约17W;在50至-20℃温区内,制冷机未发生结构热变形失效。该6W型制冷机在合理设计辅助散热(卫星总体热控调节)之后,可满足空间应用时-20℃-40℃温区热环境适应性;压缩机和膨胀机通过良导热体连接散热,可平衡温差,便于控温。

特种装备模拟器计算机MIN板热环境适应性

多数军用电子设备的热环境适应性评定仅参考依据美军军用标准进行的高低温交变试验数据,而固定的高低温标准使得试验温度往往脱离实际,仅能定性分析其热环境适应能力的强弱,难以作为任务决策及维护检测的参考依据。为真实再现军用电子设备所处的热环境状态,借助机械设计自动化软件Solidworks创建MD型模拟器计算机开关量输入板(简称MIN板)计算机辅助设计模型,并将其任务状态谱转变为环境温度谱和电子元器件热功耗谱,作为Icepak仿真的输入参数。以Arrhenius模型和改进C-M方程为基础,结合最优加速退化试验所得关键电子元器件实际失效数据及仿真所得电子元器件和电路板温度数据,分别解算电子元器件热退化失效时间及焊点热疲劳寿命。采用竞争失效方式评估MIN板预测寿命及薄弱环节,并将寿命数据作为其热环境适应性的定量化表征。仿真结果表明,电子元器件热退化为MIN板热失效的主要影响因素,焊点热疲劳为次要影响因素,其薄弱点主要为可编程逻辑器件及三态缓冲器,且北部、东部和南部地区预测寿命分别为10~11 a、8~9 a和5~6 a,与实际使用故障时间大致吻合。

热解碳基泡沫结构应用于热真空吸波箱技术研究

针对卫星通信系统考核用热真空吸波箱对结构吸波材料的需求,文章采用前驱体法和热解工艺制备了以热解碳为基体的轻质泡沫结构吸波材料。性能测试结果表明:该材料不仅适用于高真空、高低温循环热真空吸波箱环境,而且具有适合尖锥型高效吸波结构设计的宽频带、宽温域高介电损耗的电磁特性。在此工作基础上,以开展无源互调(PIM)吸波箱研制为例,分别建立电磁波室温远场平面波照射仿真模型和吸波箱内宽温域电磁波近场球面波照射仿真模型。综合两模型仿真结果,确定了该吸波材料尖锥+底板结构的具体尺寸。结果表明其吸波性能满足国军标的考核要求。

80K/2W斯特林制冷机全性能实验研究

80 K/2 W斯特林制冷机是上海技术物理研究所自行研制的分置式牛津型制冷机。为验证斯特林制冷机在各种工况下的广泛适应性,针对80 K/2 W制冷机进行实验,测试制冷机在不同压缩机行程、制冷温度以及环境温度下的全性能特性,总结斯特林制冷机部分实用的规律。

空间遥感器反射镜基座优化设计

空间光学遥感器中的SiC反射镜通过殷钢基座、柔性支撑结构与反射镜背板连接。由于柔性支撑结构与殷钢基座材料热胀系数不同,在环境温度变化时,反射镜与基座的连接部位产生局部形变,在镜面上产生局部面形。为减少该局部面形带来的成像劣化,提出柔性基座的设计方案,并对其设计参数进行灵敏度分析和试验设计,结果从原来的局部面形PV(RMS)16.4(4.5)nm,优化为PV(RMS)4.6(0.8)nm,且其它指标(微重力面形、一阶模态)未发生明显变化。经过实际加工,应用于某850mm×350mm空间SiC反射镜,在温度升高4℃工况下,局部面形变化为PV(RMS)4.8(0.9)nm。分析和实验表明,该反射镜柔性基座对改善空间反射镜局部面形效果明显,能够满足空间应用要求。