摘要对航天器用可展开式热辐射器技术进行了调研，介绍了可展开式热辐射器这一技术提出的背景和意义。列举了国内外先后提出的可展开式热辐射器的设计。主要对可展开式热辐射器 LHP 回路热管、冷凝器防冻解冻、热关节部分进行了研究，针对不同的LHP蒸发器、冷凝管防冻解冻、热关节技术分析了其中的优缺点，提出简单可靠的热关节设计方案。计算了热关节的参数来确定其具体的方案。 61040
毕业论文关键词 可展开式热辐射器 LHP 环路热管 防冻解冻 热关节
Title Research of the heat joints for the deployable thermal radiator
Abstract The technology of the deployable radiator has been investigated, and the background has been introduced. A lot of designs of deployable radiator which have been proposed are listed. The LHP of the deployable radiator, antifreezing working medium and heat joint have been discussed about their merits and drawbacks. A simple project of heat joint was proposed. Some parameter was calculated to finish a particular program.
Keywords Deployable radiator Loop Heat Pipe Antifreezing Heat joint
引言..1
研究的背景和意义1
国内外研究现状..2
本文的主要工作..5
可展开式热辐射器..6
可展开式热辐射器主要部分6
可展开式热辐射器关键技术7
LHP环路热管..8
环路热管的工作原理..8
圆柱型蒸发器的LHP..8
平板型蒸发器的LHP.10
LHP环路热管研究的热点问题.11
3.4.1LHP启动性能研究.12
3.4.2毛细芯的优化.12
小结...12
LHP冷凝器的防冻解冻.13
采用并联冷凝管.13
布置加热器.13
回热换热设计...13
基于LHP可展开式热辐射热关节.15
热关节技术现状.15
可展开式热辐射器热关节的选择...17
选用金属软管作为热关节...18
金属软管的优点.18
金属软管的结构特点.18
6.2.1波纹管...18
6.2.2网套.20
6.2.3接头.21
金属软管的力学性能和强度计算...21
6.3.1波纹管的挠性.21
6.3.2抗弯刚度的确定...22
6.3.3网套的强度...23
金属软管的设计计算.23
6.4.1金属软管的弯曲半径...23
6.4.2金属软管的直径选择...23
6.4.3金属软管的公称压力...23
6.4.4金属软管的长度选择...24
6.4.5金属软管参数确定.24
结论.26
致谢.27
参考文献28
图1ALPHA国际空间站[4]..3
图2Swaes设计的可展开式辐射器[5]4
图3LovochkinAssociation开发的1500W可展开式辐射器[6]..4
图4可展开式热辐射器结构图[7]...6
图5环路热管整体结构[9].8
图6圆柱型蒸发器环路热管系统[10].9
图7LHP圆柱蒸发器结构图...9
图8平板型蒸发器的LHP[10]..10
图9层式平板型蒸发器..11
图10链式平板型蒸发器.11
图11采用回热换热器的LHP系统.14
图12导热编织带...15
图13金属软管结构简图.18
图14环形波纹管示意图.19
图15螺旋形波纹管示意图...20
图16网套示意图...20
图17假设弯曲状态下的波纹管剖面图.21
图18未弯曲状态下的软管...24
图19180°弯曲状态下的软管25
引言 研究的背景和意义 在航天航空技术发展日益成熟的今天，航天器的应用越来越频繁和广泛。支持航天器安全稳定的运行势必要依靠大量的电子设备，而大量的电子元器件的使用一定会产生大量的热量。过高的热量会使电子器件工作不稳定，这就危害航天器的安全稳定源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/ ，所以必须要将这些产生的热量通过一定的途径排出去。空间热辐射器作为航天器向外太空排放热量的最主要的装置，是航天器热量控制系统中的主要的散热部件。对更高性能的热辐射器的研究是航天航空技术领域研究的主要任务之一，也是目前航天器更进一步发展的重要决定因素。 未来的航天器势必要向大型化以及高密集度化的方向发展，越来越多的大功率的通信卫星和空间站这样的具有大功率的航天器一定会被广泛的运用。随着对通信、商用卫星系统，以及特别是对军用卫星的使用要求的不断增长，这会导致的卫星上的电子器件的热功率不断地增大，使航天器的耗能越来越大，造成其热量排放为题成了日益瞩目的问题。根据统计，在近20年来，在卫星的内部产生的热量大约增加了 1000倍。随之而带了的是航天器在指定轨道运行的过程中产生的大量的废弃热量与其有限的可以用来向外太空散热的辐射表面积之间的矛盾越来越突出。一般的，为了提高热辐射器的辐射能力可以通过辐射表面积的增大、工作温度的提高、表面辐射特性的改变、热管与辐射器表面耦合效率的提高等途径。由此，可展开式热辐射器技术由于其能提高航天器的热设计水平和热适应能力得到而到关注和研究，并且在国际空间站以及一些具有大功率的卫星航天器上已经得到了应用[1][2][3]。 LHP可展开式热辐射器热关节研究:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_66646.html