空间热控制技术(适用于航天).pptx

空间光机载荷热控制技术

专题讲座;前言;1航天器简介;2有效载荷;太空环境恶劣－－如果不采取任何热控措施，载荷上的部件、设备的温度有可能达到零下一百多度到零上一百多度。

载荷上使用的材料及电子器件都有一个其功能和性能正常发挥作用的工作温度范围（如-10~45℃）。

光学元件对工作温度范围要求更加苛刻（20±1℃），光学仪器的温度波动会使光学元件产生热应力及热变形，影响成像性能与跟踪精度。

解决办法－采取热控制技术，进行精心的热控设计！;航天器飞行环境（以地球卫星为例）

（航天器整个生命周内所期经历的外在条件）;地球空间热环境;随高度增加大气压力迅速降低（真空度升高）

真空对载荷的影响

在压力低于10－3Pa时空气的传导和对流换热可忽略；只存在固体的导热和物体表面热辐射；

固体表面之间接触界面热阻加大，影响热量传递；

材料会产生挥发物而导致对其他表面的污染，特别是光学表面和热控表面；

运动部件可能出现冷焊或滞涩；

电子器件在10~10-1Pa低真空度条件下，可能产生放电（低气压放电），致使电子设备出现故障。;低温黑背景（冷黑）

宇宙中除了各种星体以辐射的形式发射能量外，其余为无限广阔的宇宙空间。研究表明，宇宙空间的辐射能量极小（～10-5W/m2），相当于4K(-269℃)的极低温天体。（冷）

其次，航天器辐射出去的能量将被无限大宇宙空间全部吸收，而无任何的反射，犹如石沉大海，这样的宇宙空间就像热沉一样。(黑）

效应：提供吸收航天器辐射热量背景（热沉），有多少，收多少，来者不拒。;热辐射（空间外热流简称外热流）

地球及其大气系统的能量来源于太阳辐射。太阳辐射进入地﹣气系统后，部分被反射，部分被吸收。被反射的能量称为地球反照；被吸收的能量转换成地球内能，再以热辐射形式向太空辐射称为地球红外辐射（地球热辐射）。对于地球轨道卫星：

太阳直接辐射——太阳辐射

地球反射太阳辐射——地球反照

地球吸收太阳辐射后转化为地球自身热辐射——地球红外辐射

影响：提供航天器外部热量，使其能维持一定的温度；提供太阳能电池发电能源;卫星的热平衡（能量）方程：;通过正确选用热控材料及热控制方式，确保载荷各部件的温度，在全寿命工作周期内（各工作阶段），处于任务所要求的范围内。

热分析。建立相应的热数学模型，完成各阶段热分析和模型修正。热分析贯穿载荷研制全过程；

热设计。在初步热分析的基础上，完成热设计。设计一般分为方案设计、初样设计和正样设计；

热试验。完成充分和合理的地面模拟热试验，验证热设计的正确性。

;;8光机载荷热设计;8光机载荷热设计;9热仿真分析;9热仿真分析;9热仿真分析;9地面热试验;9地面热试验;典型热试验流程（发射星）;9地面热试验