[发明专利]一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法

说明书

本发明公开了一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，包括如下步骤：通过转动机构将红外笼置于待测星体的散热面一侧,所述红外笼采用的加热带材料为镍铬合金，加热带宽度为8mm，间距为12mm，厚度0.1mm，加热带电阻率：1.02E‑06Ω·m，加热带两面喷黑；通过转动机构红外笼沿轴向转动，并通过采用定热流密度方法进行外热流标定。本发明能满足卫星在轨极端低温和高温的外热流模拟要求；模拟精度高；遮挡影响小。

技术领域

本发明涉及航天航空技术领域，具体是一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法。

背景技术

为了验证航天器热设计的正确性，保证航天器在空间可靠地工作，必须在研制过程中进行充分的空间热环境模拟试验。空间外热流模拟的精确程度，直接影响到航天器的热平衡试验水平。空间外热流的模拟技术难度较大，主要采用红外加热笼、加热片、红外灯和太阳模拟器等方式。其中通过太阳模拟器精度最高，但是造价非常大，一般用于小的光学载荷。整星尺寸较大，应用太阳模拟器进行热平衡试验一般较少。加热片模拟外热流，在规则平面上实施简单，模拟精度高，但是需要粘贴在星体表面，一般仅用于初样试验，且在不规则的表面难以实施。红外灯模拟外热流一般精度较低。红外笼结构简单，通过标定后得以达到较高精度，且不影响星体表面，在卫星热环境模拟试验中得到了广泛应用，但红外笼在模拟散热面非受照外热流时遮挡较为严重。

采用红外笼模拟外热流时一般辅助安装热流计来测量星体散热面的外热流，热流计的精度与安装位置，试验工况，散热面表面状态有很大关系，测量结果偏差较大。由于情况较多，无法一一进行标定，导致实际应用中外热流模拟偏差较大(偏差可达到30％)。红外笼对散热面非受照时会带来遮挡，例如，散热面非受照时外热流约为15W/m²，而红外笼不加电条件下由于遮挡散热面的综合效果为40W/m²。因此，一般情况下，采用常规的红外笼模拟外热流时低温和高温工况试验结果与在轨结果会有较大偏差。

发明内容

本发明提供了一种基于薄膜型加热器的热控方法，采用将薄膜加热器粘贴在弹性导热垫后再粘贴到受热表面的工艺方法，可以减小表面膨胀对加热器的拉伸形变，避免加热器损坏，该发明可进一步延伸到机械、化工、航空等领域中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高轨遥感卫星平台的热真空试验外热流模拟方法，包括如下步骤：

S1、通过转动机构将红外笼置于待测星体的散热面一侧,所述红外笼采用的加热带材料为镍铬合金，加热带宽度为8mm，间距为12mm，厚度0.1mm，加热带电阻率：1.02E-06Ω·m，加热带两面喷黑；

S2、通过转动机构红外笼沿轴向转动，并通过采用定热流密度方法进行外热流标定。

优选地，所述散热面与所述红外笼的距离为200mm。

优选地，所述转动机构包括真空电机和减速器，真空电机的转轴端通过减速器与红外笼相连，从而实现红外笼沿轴向转动90°。

优选地，所述散热面的外热流数值记为q_w，在q_w＝130-170W/m²范围内，可通过线性插值推算对应的红外笼基准功率密度q_hj。

优选地，不同散热面温度背景对应的红外加热笼功率密度q_h可通过多项式插值外推获得。

本发明满足了卫星热真空试验外热流模拟要求，同时适应了在轨低温和高温工况外热流模拟需求，精度高。本发明根据高轨遥感平台初正样热真空试验结果，结合在轨外热流特点，重点对在轨极端低温和高温外热流进行模拟，在轨分析结果表明，该装置和方法模拟精度高，满足卫星要求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

可以满足卫星在轨极端低温和高温的外热流模拟要求；模拟精度高；遮挡影响小。