[发明专利]系统级热真空试验星上设备温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星系统级热真空试验星上设备温度控制的方法，特别是基于用红外加热笼来模拟外热流时星上设备的温度控制方法，属于卫星热真空试验技术领域。

背景技术

卫星热真空试验是在地面验证卫星在规定真空（压力）和热应力环境下，星上各分系统在轨各种工作模式下的性能，暴露可能潜在的早期缺陷，是提高卫星在轨飞行可靠性的一种有效手段。

一般情况下，在系统级热真空试验前会进行系统级的热平衡试验，根据整星的热设计选取卫星在轨的极端高低温工况，通过地面试验系统进行在轨环境模拟使星上设备温度达到稳定，用于验证星上设备温度满足其工作温度的要求并留有规定的余量。系统级热真空试验在热平衡试验完成后进行，星上设备温度的控制方法是以热平衡试验时得到的设备极端高低温值为基础，向上（或向下）外扩5℃，作为热真空试验时星上设备温度控制的目标。但是该方法主要存在以下问题：

（1）通过对在轨设备温度的追踪，发现有30%左右的星上设备的在轨温度高于地面系统级热真空试验时设备稳定时的温度；

（2）通过对多个型号系统级热真空试验时星上设备温度变化范围的比较，发现至少有60%以上的设备在试验中的温度变化范围小于28℃，部分型号甚至有90%以上的设备温度变化范围小于15℃；

（3）整星系统级试验温度上、下限温度变化范围较窄，设备的高温温度过低，则星上功耗大的相邻部位热耦合和电连接面及部、组件内可能潜在的缺陷不易暴露，就会出现欠试验问题，达不到考核目的。

（4）在热平衡试验时会出现整个航天器的温度偏高或偏低的情况，有可能会出现高温限或低温限已接近或达到组件的上、下限试验温度值的情况，这时就不能以热平衡试验温度值作为基准温度向上、下扩展某一温度作为热真空试验的控制温度；

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供了系统级热真空试验星上设备温度控制方法，该方法给出了基于外热流由红外加热笼来进行模拟时，星上设备温度控制的合理有效的方法，使星上设备的变温速率加快，并保证了设备温度不超过其验收级温度范围，既保证星上设备的安全，又有效的达到了剔除卫星潜在早期缺陷的目的。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

系统级热真空试验星上设备温度控制方法，包括如下步骤：

步骤（一）、完成卫星各个面投影的制作，即将卫星去除结构外板，将卫星内部结构的每个面制作一个二维投影图，使卫星内部设备布局完整呈现在二维投影图上，并对每个设备进行标注；

步骤（二）、将卫星的整星外部热控状态投影到每个二维投影图上，获得外部热控状态与卫星内部设备之间的对应关系；将热流计投影到每个二维投影图上，获得热流计与卫星内部设备之间的对应关系；将红外笼投影到每个二维投影图上，获得红外笼与卫星内部设备之间的对应关系；

步骤（三）、根据外部热控状态与卫星内部设备之间的对应关系、热流计与卫星内部设备之间的对应关系以及红外笼与卫星内部设备之间的对应关系，提出真空试验对红外笼的要求，所述真空试验对红外笼的要求包括红外带条的方向、红外笼分区内加热回路的数量，以及对卫星内部特殊设备进行的独立分区；

步骤（四）、根据卫星内部设备的验收级试验条件，确定真空试验过程中卫星内部设备试验温度变化范围；

步骤（五）、在真空状态下对卫星内部设备进行升、降温试验，具体过程如下：

（1）、卫星内部设备开机，修改卫星主动控温加热回路的门限，并调整外热流，限制红外笼的单个回路的加热电流不大于3.8A，使卫星内部设备均匀升温；

（2）、当卫星内部80%以上的被动控温的电子设备的温度大于或等于38℃，且卫星内部所有单机设备的温度不超过相应的验收温度并留有2～3℃的余量时，确认卫星内部设备进入第一循环的高温工况，对卫星内部设备进行设定时间的高温测试；

（3）、高温测试结束后，对预先设定需要关机的卫星内部设备进行关机，修改卫星主动控温加热回路的门限，并调整外热流，对卫星内部设备进行均匀降温，当卫星内部80%以上的被动控温设备的温度与步骤（2）中第一循环的高温工况温度相比，温度变化范围超过32℃，且卫星内部所有单机设备的温度不超过相应的验收温度下限，则进入第一循环的低温工况，对卫星内部设备进行设定时间的低温测试；

（4）、重复步骤（2）、（3），完成后续多个循环的高温工况与低温工况下的卫星内部设备测试；

步骤（六）、在真空状态下对卫星内部设备进行回温，具体方法如下：