[实用新型]一种真空热试验中的低背景辐射热流冷板系统

说明书

技术领域

本实用新型属于航天器真空热试验领域，具体涉及一种用于降低航天器真空热试验中的背景辐射热流的冷板系统。

背景技术

真空热试验背景辐射热流作为一项关键的试验指标，直接关系到试验模拟的准确性和试验效率。在航天器热平衡试验低温工况阶段，需要空间模拟器提供尽可能低的背景辐射热流，以获取更为接近天上状态的低温平衡温度；在热真空低温阶段，低的背景辐射热流则可使航天器获得更快的降温速率，以有效缩短试验时间。

背景辐射热流主要来源于灯阵、热沉、试验支架、加热笼、电缆、管道、空间模拟器内铺设的不锈钢导轨等。现有技术中为解决低温背景辐射热流防护问题，通常的解决途径是：

1)减少试验支架梁的数量、或减小梁的外形尺寸；

2)对试验支架梁表面包覆低红外发射率的铝膜或刷黑漆；

3)采取移动的方式，在试验低温工况阶段将红外笼或灯阵移走。

虽然现有技术中通过上述途径能够在一定程度上减小背景辐射热流，特别是第3种方式，但效果均很有限。例如，对于东三、东四平台卫星，卫星及工装尺寸均比较庞大，背景辐射热流较大的部位主要是试验支架下表面。在这个部位，卫星距离热沉较近，在狭窄的空间内存在较多的试验支架梁，还布置有空间模拟器导轨，它们对卫星的辐射和反射热流均比较大。因此，实际无法采用将灯阵移开的方式来获得很低的背景辐射热流，由此引起的热流模拟误差只能靠理论计算来尽量修正弥补。

此外，第1种方式因需兼顾背景辐射热流的因素，还可能影响到支架的结构强度；而第3种方式由于要在真空低温(-196℃)环境下移动灯阵或加热笼，使操作难度增加，同时移动机构因受特殊环境的诱导易产生故障，试验风险较高。因此，有必要研制一种能够降低真空热试验中的背景辐射热流的冷板系统，以便克服上述现有技术中所存在的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种降低背景辐射热流的冷板系统，旨在解决真空热试验中航天器下表面因支架和导轨等遮挡物带来的较大背景辐射热流的问题，本实用新型为航天器真空热试验的准确性提供了技术保证，并节省了试验时间。

本实用新型目的是通过如下技术方案实现的：

一种真空热试验中的降低背景辐射热流冷板系统，包括绝热板1、紫铜翅片2、横向排布的若干钢管3、液氮输入管5、进液管6、第一出液管7、第二出液管8、第一液氮输出管9、第二液氮输出管10，其中紫铜翅片2焊接于钢管3上并通过夹子4一起固定于绝热板上，所述液氮输入管5通过活动密封法兰与进液管6连接，进液管6分别在横向排布的若干钢管3的垂直一侧与其导通，钢管3另一相对侧的中间以上的钢管分别与第一出液管7的一端导通，第一出液管7的另一端通过活动密封法兰与第一液氮输出管9连接；钢管3另一相对侧的中间以下的钢管分别与第二出液管8的一端导通，第二出液管8的另一端通过活动密封法兰与第二液氮输出管10连接；第一出液管7和第二出液管8平行设置。

上述冷板系统中，所述钢管管径为18mm-26mm，管间距为100mm-300mm。

其中，紫铜翅片的厚度为1mm-3mm。

其中，活动密封法兰为金属丝密封的法兰。

其中，所述夹子为U形夹子，穿过的端部为螺母固定。

其中，冷板系统下部设置有冷板支架16，其上固定有滚轮17，滚轮17支撑在导轨18上。

一种包含上述冷板系统的真空热试验装置，包括红外灯阵11、冷板系统12、试验支架13和支撑调节机构14，通过支撑调节机构14将冷板系统12可调节位置地设置在红外灯阵11和试验支架13之间。

上述真空热试验装置中，所述的支撑调节机构14可以为本领域公知的支撑调节件。

本实用新型通过在试验支架和红外灯阵之间引入低背景辐射热流冷板系统，与现有技术相比，具有以下有益效果：①在红外灯阵高热辐射热流边界条件下，冷板系统温度能够持续优于100K，保证了冷板系统内液氮流体不被气化，单相流使得冷板系统进出口压力稳定，确保了冷板系统的正常运行。②冷板系统所在部位的背景辐射热流最低时降至了10W/m²以下。与移动灯阵的方式相比较，冷板系统使背景辐射热流至少降低了50％。③冷板系统通入液氮时所产生的震动波没有被传递到试验支架和卫星，确保了试验支架和卫星的稳定。④位于真空容器内的冷板系统管道实现了一次拆装即达到可靠的密封，保证了真空热试验期间在冷板系统内流动的液氮不向真空容器产生泄露，避免了对容器真空度的影响。⑤避免了冷板系统局部气堵现象的发生，使冷板系统在预冷阶段，温度能快速均匀下降。

附图说明