空间热开关在航天器热控制中的应用与发展

针对空间热开关在深空探测器热控制、空间制冷机等航天器热控制领域中的重要应用,本文综合评述了空间热开关的概念、分类情况、结构组成、关键指标、以及不同种类空间热开关的优缺点。介绍了近年来国内外空间热开关的最新研究成果和进展。对目前已报道的研究工作进行了总结,指出了今后研究工作的几个重点方向。作者认为:考虑空间热开关的不同工作环境和导热需求以及空间探测领域的不断扩展,高开关比、高可靠性的高性能空间热开关将是未来的研制重点。另外,与空间热开关相关的部件和制造工艺也会受到进一步关注,如各种新型驱动器的研制,新的热控涂层和处理工艺以及相关元件的精密加工与装配技术等。

空间微膨胀型热开关传热性能试验

为了解决空间相机在冷黑环境下由于姿态变化引起的散热问题,基于金属材料的热特性设计了一种机械制冷式热开关,构建实验平台模拟热开关的实际工作环境,研究在不同热负载条件下,热流密度对传热和散热效率的影响。通过调节加热器功率大小和冷源温度水平,得到热开关的传热以及热闭合特性。实验结果表明,随着加热功率的递增,开关整体热阻逐渐减小,当加热负载为30W,热开关热闭合热阻为0.302 2 K/W,当温度降低时,热开关断开热阻达到230.46 K/W,整体开关比为762.60。该热开关能够自动实现闭合、断开特性,且具有较大的开关比,性能稳定可靠。

空间制冷技术的新进展

随着空间对地观察向多元(几千、上万元)焦平面技术和长波探测发展,对空间制冷的要求越来越高.一方面要求更低温度,如60K左右,另一方面要求更大冷量,如1W～2W,同时对寿命要求亦越来越高,如3至5年.要完成这个任务,空间辐射制冷技术已力不从心,但机械制冷的寿命制约了它的进一步应用.为提高机械制冷系统在卫星上的使用寿命,国外出现了两种新技术:(1)复合制冷技术,(2)空间热开关技术.下面分别就这两方面作一些介绍.