[发明专利]超小弯曲半径槽道热管及其制造方法

说明书

本发明提供了一种超小弯曲半径槽道热管，包括：第一直线段、第二直线段、弯曲段、槽道和空腔，弯曲段一端连接第一直线段，另一端与第二直线段相连；第一直线段、第二直线段和弯曲段内设置有相互连通的槽道和空腔；槽道内充装有液态工质，空腔内充装有气态工质。本发明的超小弯曲半径槽道热管的弯曲半径不大于5倍特征尺寸，在有效利用卫星空间的同时，减小了热管对舱板和卫星包络尺寸的影响，增加了热管空间布置的灵活性；同传统大半径弯曲热管相比，在相同弯曲半径条件下，本发明可选用截面尺寸更大的型材，增加了热管的传热量，有效提高了热控系统的传热能力。

技术领域

本发明涉及航天热传输技术领域，具体地，涉及一种超小弯曲半径槽道热管及其制造方法。

背景技术

随着卫星结构越来越复杂，整星系统及单机上弯曲热管需求量越来越大，所占比例越来越高，弯曲方式越来越多样。但就现有技术存在的问题来说，传统大半径弯曲热管具有应用上的限制并且槽道热管传统制造上成型精度不高的问题，亟需解决。

(一)传统大半径弯曲热管的应用限制

传统铝-氨槽道热管的弯曲半径通常限定在5倍特征尺寸以上(铝合金型材管体外轮廓直径)。热管弯曲半径较大时，热管设计过程中需考虑其弯曲半径影响：当热管跨舱板布置时，需对热管安装路径上的舱板进行开洞或预留缺口；弯曲半径较大时，将导致星表部分位置热管凸出包络尺寸增大，限制了弯曲热管在星上的使用和布置。因此，在特殊条件下，小弯曲半径热管甚至超小弯曲半径热管成为必然的选择。

(二)槽道热管传统制造存在缺点

传统铝-氨槽道热管多采用“挤压拉伸铝合金型材+人工推弯弯曲成形+焊接充装”的方式开展制造工作。挤压拉伸铝合金型材的制造精度较高，热管截面的槽道和空腔尺寸精度通常优于±0.05mm，因此该类型槽道热管的工质充装量通常通过 1-2个端面切片尺寸即可计算(亦可形成1组数据，供同批次、同形状的产品计算充装量使用)。

与此同时，挤压拉伸铝合金型材热管管体弯曲难度大、弯曲方式复杂、型材种类多。目前卫星用弯曲热管一般以手工推弯成形为主要工艺方法，弯曲热管手工推弯成形工艺模式主要存在以下缺点：

(1)热管管体存在弯曲回弹现象，且管体内部存在毛细槽道，无法加入芯棒，管体在弯曲过程中成形精度不高，截面形变较大。又因热管管体内部存在槽道，无法准确计算回弹量，操作不当会引起热管内、外侧结构出现非线性形变。经弯折后，部分热管内壁出现凹陷、毛细槽道口宽度变化甚至闭合、毛细槽道和内部空腔形状变化、截面积减小等现象，降低热管传热能力。

(2)弯曲热管手工成形属于冷弯成形，需经过多次弯曲操作，易造成型材疲劳，影响产品可靠性。热管管体型材在弯曲过程中因其自身材料特性产生塑性变形，而过小的弯曲半径易造成热管型材产生裂纹等缺陷，影响热管的使用可靠性，严重情况下导热型材报废。因此，铝合金型材手工推弯成形的最小折弯半径通常为5倍以上特征尺寸。

(3)现有弯曲工艺速度、切点位置等工艺参数难以控制，弯曲过程依赖技能人员的熟练度和经验，导致产品状态和质量一致性不高。

经过检索，专利文献CN109297329A公开了一种带有周向槽道的槽道热管及其连接方法，多个带周向槽的轴向槽道热管管壳通过均温接头组合成一个内部轴向槽道和蒸汽通道互相连通的异型槽道热管系统。该现有技术内部轴向槽道和蒸汽通道互相连通的异型槽道热管系统可替代传统的正交搭接热管系统，避免热管之间的搭接热阻，虽然提高了传热效率和均温效果，但是无法精确计算回弹量，在制造过程中存在很多问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种超小弯曲半径槽道热管及其制造方法。本发明目的在于有效利用卫星空间，使得空间布置更灵活；选型更丰富，有效提高热控系统传热能力；成型精度高，产品一致性好。

根据本发明提供的一种超小弯曲半径槽道热管，包括：第一直线段、第二直线段、弯曲段、槽道和空腔，