[发明专利]一种航天器用充气展开式柔性热辐射器

说明书

一种航天器用充气展开式柔性热辐射器，属于航天器热控技术领域。本发明包括充气框架、两片柔性辐射薄膜、刚柔组合管道或全柔性串联管道、以及刚性连接件；两片柔性辐射薄膜叠放设置，两片柔性辐射薄膜之间设置有刚柔组合管道或全柔性串联管道，两片柔性辐射薄膜通过导热胶粘剂与刚柔组合管道或全柔性串联管道粘接，刚性连接件与柔性辐射薄膜一端及刚柔组合管道或全柔性串联管道固定连接，所述充气框架与两片柔性辐射薄膜除所述一端以外的边缘粘接。本发明采用柔性复合材料制成，在发射前为折叠状态，入轨后充气展开成大面积辐射器，具有质量轻、折叠效率高、发射体积小、发射成本低、易于发射、刚度高、散热面积大、散热功率高等特点。

技术领域

本发明属于航天器热控技术领域，具体涉及一种航天器用充气展开式柔性热辐射器。

背景技术

热辐射器是航天器排热系统的重要组成部分，当前大多数航天器都是采用自身蒙皮或刚性散热板作为辐射器，以实现与空间环境的热量交换。随着载人飞船、空间站等航天技术的发展，航天器的功能越来越多，规模也越来越大，必然导致其热功率不断增大，这给热辐射器的散热性能带来很大的挑战。由于受到航天器体积、发射载荷及发射包络的限制，以自身蒙皮或刚性散热板作为辐射器，具有质量重、散热面积小、发射成本高、发射难度大等缺点，难以满足未来航天器的大功率排热需求。

发明内容

本发明的目的在于针对航天器的大功率排热需求，提供一种航天器用充气展开式柔性热辐射器，相对于传统的热辐射器，其辐射面积显著增大，且具有柔性可折叠、质量轻、发射体积小、发射成本低、刚度高、振动基频高、耐空间环境、散热功率高等特点。

本发明为实现上述目的，采取的技术方案如下：

一种航天器用充气展开式柔性热辐射器，包括充气框架、两片柔性辐射薄膜、刚柔组合管道或全柔性串联管道、以及刚性连接件；所述两片柔性辐射薄膜叠放设置，两片柔性辐射薄膜之间设置有刚柔组合管道或全柔性串联管道，两片柔性辐射薄膜通过导热胶粘剂与刚柔组合管道或全柔性串联管道粘接，所述刚性连接件与柔性辐射薄膜一端及刚柔组合管道或全柔性串联管道固定连接，所述充气框架与两片柔性辐射薄膜除所述一端以外的边缘粘接。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

1、本发明的一种航天器用充气展开式柔性热辐射器采用柔性复合材料制成，在发射前为折叠状态，入轨后充气展开成大面积辐射器，具有质量轻、折叠效率高、发射体积小、发射成本低、易于发射、刚度高、散热面积大、散热功率高等特点。

2、充气框架由充气展开支撑管制成，管壁采用多层柔性复合材料制成，由内至外依次为支撑管气密层、支撑管电热层及支撑管刚化层，可柔性折叠发射，发射体积小。

3、充气框架可充气展开，并带动柔性热辐射器展开成型。充气框架展开后刚化成型，刚化后结构刚度高，为展开后的柔性辐射器提供支撑，并提高辐射器结构刚度和振动基频。

4、充气展开式柔性热辐射器采用充气方式驱动展开，展开方式简单、可靠、易于实现。

5、可通过对充气框架的充气气体流速、流量的控制，实现对辐射器展开过程的控制，控制方式简单、可靠。

6、支撑管气密层采用气体阻隔薄膜制成，具有良好的气体阻隔性能，可保障充气框架顺利展开成型。

7、支撑管电热层采用电热丝构成，可对充气展开支撑管进行电加热，使其刚化。刚化方式简单、可控、可靠。

8、充气支撑管为薄壁圆管结构，可充气展开成型并刚化，其截面积大，刚化后具有很高的刚度，且质量很轻。

9、柔性辐射薄膜包括两片，两片柔性辐射薄膜通过导热胶粘剂粘接，数根并联设置的U形柔性管道或全柔性串联管道通过导热胶粘剂包裹在两片柔性辐射薄膜中间，使得U形柔性管道或全柔性串联管道与柔性辐射薄膜之间可充分接触，具有良好的传热效果。