熱控百葉窗

許多太空飛行器的熱控系統中,都採用機械式熱控百葉窗,然而其體積大、質量重的局限性逐漸突出;而且,微小型太空飛行器對熱控系統的自動調節能力要求較高,而被動熱控和主動電加熱的傳統熱控設計由於耗能大和自動調節能力差等原因,難以滿足微小型太空飛行器的需求。在這種情況下,出現了一些較新的微小型太空飛行器的熱控設計方案。在國際微小型太空飛行器熱控研究領域中,可變發射率熱控器件是研究熱點之一。它是一種薄膜器件,體積小,質量輕,耗能小,能夠根據太空飛行器溫度,在控制信號作用下調椅自身的熱輻射特性·

基本介紹

  • 中文名:熱控百葉窗
  • 所屬太空飛行器
  • 類別:熱控系統
  • 核心:主動熱控方式
概念,套用,設計注意問題,

概念

太空飛行器中用以調節固體表面熱輻射性能的主動熱控制裝置(見太空飛行器熱控制)。它利用機械方法自動適應太空飛行器外界環境溫度(或熱流)和內部溫度(或熱流)的變化,不斷改變一些固體表面的熱輻射性能,調節熱量的傳遞來控制它們的溫度。熱控百葉窗主要用於調節太空飛行器艙體或儀器的散熱能力,配合其他手段以控制太空飛行器各部分的溫度。熱控百葉窗由散熱底板、轉動葉片、驅動機構組成。散熱底板的輻射率較高,轉動葉片的輻射率很低。驅動機構用雙金屬片或充液波紋管等溫度敏感元件製成,它根據散熱底板的溫度變化帶動轉動葉片旋轉,改變遮擋散熱底板的面積,獲得不同的連續變化的組合輻射率,從而調節散熱底板的溫度。另一種叫做熱控旋轉盤的熱控制裝置,作用與熱控百葉窗相似。它利用一平面扇輪作旋轉運動,改變對散熱底板的遮擋來調節溫度。它的輻射率變化的可調倍數較小,但結構更為簡單。熱控百葉窗最初用於太空飛行器背陽面的紅外輻射區,隨著低吸收率、高輻射率塗層材料的出現,也已用於日照區。
熱控百葉窗結構圖熱控百葉窗結構圖

套用

美國在1968年將第一組熱控百葉窗套用於“雨雲”號衛星。隨後美國和蘇聯在許多科學衛星、氣象衛星空間探測器上套用了熱控百葉窗。中國在1971年 3月3日發射的科學試驗衛星“實踐”1號上採用了一組熱控百葉窗。70年代以來,人們在繼續研究新的驅動元件和轉動葉片材料,以提高對溫度的靈敏度、減輕重量和簡化機構。

設計注意問題

百葉窗系統的套用考慮:
(1) 具有足夠的熱控能力;
(2)控制性能能夠準確預計;
(3) 具有最佳的重量/面積比;
(4) 能適應被控儀器(或衛星蒙皮)上給定的安裝位置

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