深空探测RTPV高温多层隔热技术研究

RTPV作为一种用于深空探测的高效率核电源,其高温隔热技术是影响系统热电转换效率的关键因素之一。针对基于陶瓷点阵间隔层、钼箔反射屏的新型高温多层隔热组件,对比了烧结法、物理气相沉积法、大气等离子喷涂等陶瓷点阵制备工艺,优选出大气等离子喷涂法,成功在钼箔表面制备了直径1.5 mm、厚度0.1 mm、间距15 mm的ZrO2颗粒点阵,并将其作为高温多层的1个单元。仿真结果显示,氧化锆陶瓷点阵高温多层隔热组件的瞬态与稳态隔热性能均优于传统高温多层隔热组件,且具有在小尺寸下边缘漏热小、不产生多余物、长期耐受1000℃高温的特点,可满足深空探测同位素热光伏电源的隔热需求。

多层隔热材料的研究进展

多层隔热材料在高真空环境下具有极低的热导率,被称为"超级绝热材料"。介绍了多层隔热材料的组成,对其隔热原理、隔热性能的影响因素进行了总结,综述了高温多层隔热材料和多层气凝胶隔热材料的研究进展,并列举了多层隔热材料的应用实例,对多层隔热材料未来的研究方向进行了展望。

嫦娥五号轨道器3000 N发动机高温隔热屏设计

针对嫦娥五号轨道器3000 N发动机工作会导致周围结构温度偏高的问题,进行发动机热防护设计。采用高温隔热屏、中高温多层隔热组件、隔热垫等热控措施,解决了3000 N发动机热防护设计问题,并对热防护设计进行了仿真分析和热试车验证。仿真和试验结果表明隔热屏能有效阻隔3000 N发动机的热影响,验证了热防护设计的有效性。

同位素热光伏电源真空热性能试验研究

针对同位素热光伏电源内部的长期高温隔热需求,分别采用突刺、金属丝网和气凝胶作为间隔层,制作了3种不封边高温多层隔热组件,将其安装在同位素热光伏电源样机中,在真空试验台上进行了系统真空热性能测试。测试结果表明:在间隔层的装配间隔效果可控性方面,气凝胶间隔层最优;采用气凝胶间隔层时,高温多层隔热组件与滤光器形成的光学腔的封闭性最好,系统热量利用率最高,同位素热光伏电源样机在输入电功率为250 W时,热源温度达到1038℃,初步满足工程应用需求。