[发明专利]一种快速响应多轨道适应的卫星温控方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器热控制技术领域，涉及一种快速响应多轨道适应的卫星温控方法。

背景技术

近年来随着电子集成技术和有效载荷小型化技术的进步，小卫星凭借其较高的技术集成、造价低、研制周期短等特点，取得了飞速发展。研制高性能有效载荷和低成本的小卫星，将对空间技术的进步起到技术牵引和支撑的作用。

卫星热设计主要任务是在轨运行期间为卫星提供一个良好的热环境，保障星上仪器、设备在所规定的温度范围之内可靠工作；并有效控制卫星平台的温度梯度。目前，用理论建模及计算机模拟来模拟卫星的热特性是投资少、见效快的技术手段，也是热分析在卫星领域内的重要研究方向。卫星热平衡试验的主要目的由获得卫星在轨运行的温度转变为提供热分析模型修正的必要数据。卫星热分析与热试验的有效结合，既提高了热分析的精确性，又提供了简化卫星热平衡试验的途径。

传统卫星设计中推进系统一股周向布置于平台结构系统，推进系统的研制周和平台系统的研制周期不同步会对整星的研制进度产生相互制约的影响，最终影响整星的研制周期和进度。倾斜轨道条件下整星无固定散热面，为了降低轨道外热流变化对星内仪器的影响、整星等温化设计、提高热控在轨可靠性和足够的热设计余量。一股采用热控百叶窗可控散热面等主动热控技术，降低卫星向阳面与背阳面温差，满足星内仪器设备正常工作的温度环境要求。采用主动热控手段会增加成本和研制周期拉长，与卫星的快速研制、低成本的生产目标相违背。为了解决上述问题，需要发展一种设计简单、研制周期快速的卫星热设计方法。

目前，卫星不同轨道条件下热设计通常存在如下问题：

1、太阳同步轨道条件下，卫星布局中推进系统一股周向布置于平台结构系统，推进系统需要进行相应热设计，平台等温化设计，散热面喷漆处理。此方法中推进系统分布于整星各个面对于热控设计操作复杂、各个面温度分布不均资源消耗大，不利用资源利用.

2、倾斜轨道条件下，需要采用热控百叶窗可控散热面等主动热控技术，降低卫星向阳面与背阳面温差，满足星内仪器设备正常工作的温度环境要求。该装置的主要缺点是重量重、系统复杂、可靠性低，用于卫星的散热，代价太大。

发明内容

为了解决现有技术无法适应多种轨道条件下卫星的热设计需求问题，本发明提出了一种快速响应多轨道适应的卫星温控方法，尤其适合控制卫星飞行姿态条件下的热设计。

本发明是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的一个方面，提供了一种快速响应多轨道适应的卫星温控方法，包括如下步骤：

-对卫星的平台舱进行热设计：

强化舱内导热和辐射热交换，使舱内温度场分布均匀；

采用补偿电加热器对平台舱进行热量补偿，进而调整整星温度水平；

平台舱的卫星侧板3的背阳面作为主散热板，背阳面的外表面喷涂白漆热控涂层；除卫星侧板3背阳面外的其他平台舱外表面均包覆多层隔热组件；对平台舱的星外构件喷涂白漆热控涂层。

优选地，所述强化舱内导热和辐射热交换通过以下任一种或任多种方式实现：

-在平台舱的卫星平台中层板1和/或卫星平台底板2上设置热管网络；

-对单机加强接触导热，在平台舱内部的仪器和仪器板之间安装面垫入RKTL-DRZ-1导热硅脂；

-在平台舱的内表面喷涂高发射率热控涂层，即，平台舱的内部结构件表面喷涂SR107-E51黑漆热控涂层；仪器外表面(除安装面外)一股为铝合金黑色阳极氧化热控涂层，有电性能要求的喷涂E51-M黑漆热控涂层。。

优选地，所述补偿电加热器粘贴于平台舱的卫星平台中层板1、卫星平台底板2和/或卫星侧板3的内表面上。

优选地，还包括如下步骤：

-对卫星的推进舱4进行热设计：

对推进舱4的外表面全包覆多层隔热组件；

对推进舱4的舱内底板包覆多层隔热组件。

根据本发明的第二个方面，提供了一种快速响应多轨道适应的卫星温控方法，包括如下步骤：

-对卫星的推进舱4进行热设计：

对推进舱4的外表面全包覆多层隔热组件；

对推进舱4的舱内底板包覆多层隔热组件。