[发明专利]一种航天器用太阳帆板驱动机构及其热设计方法

说明书

本发明涉及一种β角变化范围较大的航天器用太阳帆板驱动机构及其热设计方法，太阳帆板驱动机构包括安装支架、A轴主壳体以及安装在A轴主壳体上的A轴步进电机和A轴减速器、B轴主壳体以及安装在B轴主壳体上的B轴步行电机和B轴减速器、以及摆动线缆，本发明的热设计方法包括散热面设计和热量补偿设计，通过在太阳帆板驱动机构表面喷涂高发射率低吸收比且末期退化较小的热控白漆（KS‑ZT白漆）、贴装F46膜等热控措施进行控温，对于低温工况采用电加热片的主动热控措施进行控温，同时对太阳帆板驱动机构摆动电缆进行专门的热控设计。本发明方法使太阳帆板驱动机构处于较好的温度范围之内。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体地，涉及一种航天器用太阳帆板驱动机构及其热设计方法。

背景技术

太阳帆版驱动机构(SADA)是航天器上用于驱动太阳帆板转动的机构，使得光照区太阳电池阵长期对日，保证整星能源供应。SADA一般安装在舱外，空间环境非常恶劣。其中结构件的热控制要求是保证其温度在允许的范围之内，而SADA的电机长期工作热耗较大，使驱动组件面临高温风险，而减速器内的润滑剂适应的温度范围较窄，低温一般不低于-70℃。SADA本身尺寸较小，而长期热耗较大，使得高温条件下SADA的热设计有较大约束。考虑到SADA的最大运动包络，和线缆的活动性要求，增大了热控设计实施难度。对于传统的三轴稳定的立方体卫星，太阳帆板安装在±Y侧，卫星±Y面包覆多层隔热材料，多层面膜为单面镀铝聚酰亚胺膜。当前绝大部分SADA是应用在β角(轨道太阳角)范围较小的航天器上，不存在背面散热被星体遮挡的情况，常用的热控措施就是喷涂热控白漆或者表面贴膜对星体进行散热。

随着商业卫星的蓬勃发展，SADA使用越来越广泛，应用在β角变化范围较大的卫星上变得很常见。当β角较大星体处于全光照条件下，星体-Y面长期受晒，多层表面温度很高，此时-Y侧SADA长期受晒，背面被星体遮挡，此时星体多层表面温度比SADA温度还高，SADA背面散热被阻隔，此时需要采用新的热设计方法，来满足SADA的温度指标要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种β角变化范围较大的航天器用太阳帆板驱动机构及其热设计方法，通过在太阳帆板驱动机构表面喷涂高发射率低吸收比且末期退化较小的热控白漆(KS-ZT白漆)、贴装F46膜等热控措施进行控温，对于低温工况采用电加热片的主动热控措施进行控温，同时对太阳帆板驱动机构摆动电缆进行专门的热控设计，使太阳帆板驱动机构处于较好的温度范围之内。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种航天器用太阳帆板驱动机构，包括：

安装支架，所述安装支架与星体导热安装；

A轴主壳体，所述A轴主壳体两头分别支撑在两边的安装支架上，在A轴主壳体垂直方向为B轴主壳体，所述B轴主壳体安装在A轴主壳体上，与A轴主壳体形成AB轴支架；

所述A轴主壳体上安装有A轴步进电机和A轴减速器，所述A轴步进电机与A轴主壳体形成法兰圆周边缘；

所述B轴主壳体上安装有B轴步进电机和B轴减速器，所述B轴步进电机与B轴主壳体形成法兰圆周边缘；

所述B轴主壳体还包括有B轴端面，所述B轴端面与太阳翼支架隔热安装；

摆动线缆，所述摆动线缆沿走向固定在所述安装支架、A轴主壳体以及B轴主壳体上。

本发明的一种航天器用太阳帆板驱动机构的热设计方法，包括散热面设计和热量补偿设计；

所述散热面设计包括对太阳帆板驱动机构表面喷涂热控白漆或贴装F46膜；

所述热量补偿设计包括利用电加热回路对太阳帆板驱动机构进行热量补偿。

优选地，所述散热面设计具体为：