[发明专利]一种高适应性桁架控温方法

说明书

技术领域

本发明航天技术领域，特别涉及一种对不同外热流具有较高温控需求的桁架的控温。 

背景技术

卫星朝着高精度、高稳定度和高分辨率的方向发展，这对桁架结构的热变形提出了极高的要求。桁架在发射和在轨运行的不同时刻将面临着复杂的外热流环境，桁架结构在极端温度条件下发生热变形会影响成像性能，甚至导致任务失败，如天线展开机构未能正常展开。因而，有必要对桁架采取合适的控温方法保证整个桁架结构从发射到在轨时处于一个适宜的温度范围。 

进一步地，所述桁架系统主要包括撑杆及杆铰链等组件。为了保证有效载荷顺利展开及在轨时有效载荷的平面度，对撑杆及杆铰链的温度范围有着较高的要求。然而不同位置的撑杆和杆铰链的外热流也相差很大，并且在展开前后外热流也发生较大变化，这就对桁架的控温方法具有较大的适应性。 

目前，用于空间用桁架热控制的方式主要有： 

1、桁架撑杆包覆多层，杆铰链本色不处理。该方式是将外热流对整个桁架的影响降到一个较低的水平，能将整个桁架大部分部件控制在指标温度范围之内。该方式热控措施简单，但当杆铰链受照时局部温度高，温度波动大，因而只适用于对展开精度、平面度等要求不高的空间飞行器。 

2、桁架撑杆包覆多层，杆铰链部分喷白漆或者粘贴F46膜等。该方式能够在一定程度解决受照时温度过高的问题，但当铰链不受照时温度水平又过低，对外热流及空间环境的适应性差。 

发明内容

为了解决现有技术无法适应桁架展开前后及轨道变化等所带来的温控需求，本发明提出一种高适应性桁架控温方法，尤其适应外热流复杂多变如天线展开机构的桁架的温控。 

根据本发明的一个方面，提供一种高适应性桁架控温方法，包括以下步骤： 

步骤1：将多层隔热组件包覆在桁架的撑杆的表面； 

步骤2：将智能涂层喷涂在杆铰链的不影响活动部件展开的其余表面。 

优选地，多层隔热结构包括多个单元的多层隔热组件，每个单元的多层隔热组件由双面镀铝聚酯薄膜和锦纶网巾相间隔组成。 

优选地，每个单元的多层隔热组件由一层双面镀铝聚酯薄膜和一层锦纶网巾相间隔组成。 

优选地，双面镀铝聚酯薄膜的厚度为6μm，锦纶网巾采用20d锦纶网巾。 

优选地，多层隔热组件单元的数量为10个。 

优选地，智能涂层采用热致相变型材料，热致相变型材料由温度变化诱发相变，从而发射率也随之改变。 

优选地，智能涂层喷涂在的杆铰链不影响活动部件展开的表面。 

本发明将多层隔热组件包覆在桁架的撑杆的表面，用于降低外热流变化对撑杆温度水平的影响。智能涂层喷涂在杆铰链的不影响活动部件展开的其余表面，利用智能涂层的红外发射率随着温度变化而相应变化，进而改变杆铰链的散热能力，从而将杆铰链的温度维持在一个比较理想的水平。 

本发明采用多层隔热组件对杆件进行包覆，可以很好的降低外热流对杆件的影响。采用在杆铰链等活动部位喷涂智能涂层，一方面满足了不影响活动部件展开的需求，另一方面智能涂层的发射率跟随杆铰链的温度变化而变化，达到调节杆铰链散热能力的效果，从而保证杆铰链的温度也保持在一个较为理想的温度水平。因而本发明满足了桁架的温控要求，同时适应了展开前后及不同轨道的温度需求，可靠性好、设计灵活。 

与现有技术相比，本发明具有下述有益效果： 

(1)满足桁架展开前与展开后在轨期间的不同温度需求； 

(2)满足空间环境及轨道等带来不同外热流环境时桁架的温度需求，具有较高的适应性； 

(3)工艺简单，易于实现，成本低廉。 

附图说明

图1为本发明实施例的桁架控温方法具体实施应用的桁架展开状态结构示意图； 

图2为本发明实施例的桁架控温方法具体实施应用的桁架展开未展开状态结构示意图； 

图3为本发明一个实施例的撑杆在天线展开前的温度曲线； 

图4为本发明一个实施例的杆铰链在天线展开前温度曲线。 

图中：1为多层隔热结构，2为智能涂层，3为撑杆，4为杆铰链。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。 

一种高适应性桁架控温方法，包括以下步骤： 

步骤1：将多层隔热组件包覆在桁架的撑杆的表面； 

步骤2：将智能涂层喷涂在杆铰链的不影响活动部件展开的其余表面。