[发明专利]具有组合加强片/热管的卫星辐射器面板

说明书

本发明涉及一种用于卫星的无源热系统，所述无源热系统包括固体辐射器面板，所述固体辐射器面板具有附接至其表面的多个热管。除了其热传输能力之外，所述热管增强其所联接的所述辐射器面板。在一些实施例中，所述热管进行结构上修改以增加其面积惯性矩。

技术领域

本发明涉及环绕地球通信卫星。

背景技术

通信卫星从地球的表面接收无线电信号并将无线电信号传送至地球的表面。尽管环绕地球通信卫星已使用多年，但是向此类卫星机载的热敏感电子部件提供足够冷却和热分布仍然是个问题。

存在卫星的热系统必须应对的两种主要热源。一种热源为太阳能辐射。太阳能辐射可由热绝缘屏蔽罩吸收或通过向卫星提供合适反射性外部表面可易于反射远离卫星。第二热源为卫星机载的电子器件。电子器件生成热量的移除更麻烦，因为此类热量必须从卫星内的各个位置进行收集，传输至其可从卫星排斥的位点，并且然后辐射至空间中。

无源热面板可用于从卫星消散热量。在一种配置中，无源热面板包括蜂窝芯部，该蜂窝芯部具有嵌入其中的热管。热管为闭合腔室，通常为管的形式，该闭合腔室具有填充有工作流体的内部毛细结构。卫星的操作温度范围设定了工作流体的选择；氨气、乙烷和丙烯为典型选择。热输入(即，从热生成电子器件的热输入)致使工作流体蒸发。蒸发流体将热量承载向较冷热输出部段，其中热量随着流体冷凝而被排斥。排斥热量由热输出部段的冷却器表面吸收，并且然后辐射至空间中。冷凝物通过毛细作用力返回至热输入部段(热生成部件附近)以完成循环。

蜂窝芯部通常为低强度轻质材料。对于该原因等任何其它原因，薄硬面板或“表皮(skin)”设置于蜂窝芯部的两个主表面上。芯部因此“夹持(sandwiched)”于壳体之间。该复合物的强度很大程度上取决于：(1)外部壳体和(2)粘结蜂窝芯部和壳体的粘合剂层。面板制造为极其昂贵的且劳动量大，但几乎存在平面外载荷或模态关注问题的各处均需要面板。

无源热面板的第二配置简单地为固体金属壳体。然而，此类壳体结构上低效用于卫星，因为壳体的弯曲刚度与其厚度的立方成比例。除非添加昂贵且笨重加强片以增加弯曲刚度，但是此类固体壳体可仅用于短跨距上或仅与安装至其的极小质量块(即，结构)一起使用。

因此，仍存在对用于卫星的无源热面板的改善需求。

发明内容

本发明通过将热管联接至固体金属辐射器的表面提供了一种改善的无源热系统。除了提供其正常热功能之外，热管用作结构肋部以增强面板。

对于无源热系统的该方法利用热管的横截面和面积惯性矩来最大化结构效果。与现有技术相对比，其中热管嵌入蜂窝芯部使得它们事实上对面板无结构支撑。由于以根据本教导的热管加强固体金属辐射器面板，辐射器面板相比于其它情况可为较薄的，这相当于重量节省和成本节省。

在一些实施例中，热管进行结构上修改以增加其刚度和其所附接的面板的刚度。在一些实施例中，修改增加了热管的平面外高度。更具体地，此类修改大体上沿着正交于辐射器面板的平面的轴线增加“面积惰性矩”的分量，所修改热管附接至该辐射器面板。

结构修改对于热管的热传递能力通常具有小影响(如果有的话)。当然，不同于地面应用，其中翅片(通常10个或更多个)用于对流冷却，在真空空间中，此类翅片将仅辐射，从而提供远远较少的潜力用于冷却。

此类修改热管将通常具有单个构件(例如，翅片等)，该单个构件延伸自其主体(即，热管的含镗孔部分)。在一些实施例中，所修改热管具有延伸自其的两个构件。具有三个或更多个翅片的结构优点将是最小的，但是这将会造成重量损失。

附图说明

图1示出了根据本教导的卫星。

图2示出了图1的卫星的一些部分的分解图。