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载人航天器主动热控制系统流体回路的优化设计 被引量:18
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作者 徐向华 程雪涛 梁新刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2285-2293,共9页
载人航天器一般采用主动热控制技术为主的热控制系统,废热的排散主要通过泵驱动单相流体回路。分析了主动热控制系统的主要设计任务,如系统方案、工质的选择、回路部件的选型、系统参数的确定、控制算法等;提出了主动热控制系统方案及... 载人航天器一般采用主动热控制技术为主的热控制系统,废热的排散主要通过泵驱动单相流体回路。分析了主动热控制系统的主要设计任务,如系统方案、工质的选择、回路部件的选型、系统参数的确定、控制算法等;提出了主动热控制系统方案及参数选择应满足适应性要求、安全性要求、可靠性要求以及经济性要求,指出主动热控制系统的设计是一个以系统总体质量最小为目标的约束优化问题,并讨论了优化设计的思路与实现流程。最后基于一个具体的设计案例对设计方法进行了验证。 展开更多
关键词 载人航天 热控制 流体回路 优化 系统设计
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月球无人采样返回探测器一体化热管理方案 被引量:15
2
作者 宁献文 蒋凡 +5 位作者 张栋 王玉莹 陈阳 薛淑艳 周晓伶 徐侃 《航天器环境工程》 2017年第6期598-603,共6页
针对我国首个月球无人采样返回探测器"嫦娥五号"所面临的散热难题,在调研国外月球采样返回探测器热控方案的基础上,通过论证提出一种"泵驱小型单相流体回路热总线+水升华器"的一体化热管理方案。该方案能够实现&qu... 针对我国首个月球无人采样返回探测器"嫦娥五号"所面临的散热难题,在调研国外月球采样返回探测器热控方案的基础上,通过论证提出一种"泵驱小型单相流体回路热总线+水升华器"的一体化热管理方案。该方案能够实现"嫦娥五号"着陆器、上升器热量与热沉的综合管理与利用;同时在国内首次将高适应能力主动热控体系结构应用到深空探测航天器中,推动了我国深空探测航天器热控技术的跨越式发展。 展开更多
关键词 嫦娥五号 热控 热管理 流体回路 水升华器
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神舟七号飞船单相热控流体回路在轨性能评价 被引量:15
3
作者 黄家荣 范宇峰 +1 位作者 禹颂耕 于新刚 《航天器工程》 2009年第4期37-43,共7页
重点介绍了神舟七号出舱活动飞船热控单相流体回路主要技术方案,包括组成与流程设计、内外回路工质优选及回路控制方案等,并对流体回路系统在轨工作性能和温度控制数据进行分析和综合评价,飞行试验表明流体回路在待发段、自主运行段、... 重点介绍了神舟七号出舱活动飞船热控单相流体回路主要技术方案,包括组成与流程设计、内外回路工质优选及回路控制方案等,并对流体回路系统在轨工作性能和温度控制数据进行分析和综合评价,飞行试验表明流体回路在待发段、自主运行段、出舱活动段、返回再入段均具有良好的温度调控能力和适应能力,温度控制精度和系统散热能力均满足指标要求。最后总结了神舟飞船流体回路的创新之处与待改进方面。 展开更多
关键词 出舱活动飞船 流体回路 温度控制 在轨性能 评价
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载人运输飞船流体回路方案研究 被引量:13
4
作者 范含林 黄家荣 +1 位作者 刘庆志 张立 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期38-43,共6页
流体回路是载人运输飞船热控分系统的重要组成部分,结合飞船所采取的其他热控措施,流体回路必须满足各种可能出现的热工况要求,同时尽量少占用飞船的资源。在进行分析和比较的基础上,确定流体回路的方案和系统配置,结合对接目标的热设计... 流体回路是载人运输飞船热控分系统的重要组成部分,结合飞船所采取的其他热控措施,流体回路必须满足各种可能出现的热工况要求,同时尽量少占用飞船的资源。在进行分析和比较的基础上,确定流体回路的方案和系统配置,结合对接目标的热设计,重点解决与目标停靠期间的热控问题。文中介绍了载人运输飞船流体回路的主要设计要求及考虑重点,在能量平衡分析的基础上设计了两种流体回路方案,并进行了热分析计算和性能比较,对流体工质的选择也提出了建议。 展开更多
关键词 流体回路 热控制 对接 载人飞船
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微泵驱动流体回路主动热控系统在轨测试试验研究 被引量:12
5
作者 曹建光 顾燕萍 +3 位作者 陈钢 孙伟伟 王江 刘冈云 《航天器环境工程》 2017年第4期343-349,共7页
简要概述了"浦江一号"卫星流体回路系统的设计方案和地面测试试验情况,并在此基础上详细介绍了在轨开展的流体回路系统的开环和闭环控制测试,以及微泵A和微泵B的长寿命测试。在轨测试结果表明:微泵驱动流体回路系统各部组件... 简要概述了"浦江一号"卫星流体回路系统的设计方案和地面测试试验情况,并在此基础上详细介绍了在轨开展的流体回路系统的开环和闭环控制测试,以及微泵A和微泵B的长寿命测试。在轨测试结果表明:微泵驱动流体回路系统各部组件满足空间环境使用要求;系统软、硬件在轨各项性能长期稳定良好;流体回路系统可以实现航天器热量的快速收集与传输,具有灵活的热管理能力。 展开更多
关键词 主动热控 微泵 流体回路 在轨测试试验
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与流体回路耦合的空间辐射器流动/传热分析 被引量:9
6
作者 刘庆志 刘炳清 钟奇 《航天器工程》 2007年第3期65-68,共4页
流体回路作为一种主动热控技术,在载人航天器及空间站上发挥着重要的作用。作为航天器的对外散热界面,辐射器与流体回路之间往往存在直接热耦合关系。在进行简单理论分析的基础上,针对载人飞船的圆筒形辐射器,实现了流体回路与辐射器流... 流体回路作为一种主动热控技术,在载人航天器及空间站上发挥着重要的作用。作为航天器的对外散热界面,辐射器与流体回路之间往往存在直接热耦合关系。在进行简单理论分析的基础上,针对载人飞船的圆筒形辐射器,实现了流体回路与辐射器流动/传热及外热流计算的集成分析,反映了典型工况条件下辐射器的温度水平及外热流对流体回路流量分配和控温过程的影响。 展开更多
关键词 流体回路 辐射器 集成分析
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国际空间站内部主动热控系统 被引量:9
7
作者 陈自发 徐云东 +1 位作者 郭涛 刘颖 《上海航天》 2013年第3期27-32,共6页
阐述了国际空间站内部主动热控系统工作原理。给出了命运号实验舱内部主动热控系统双回路系统的构成,以及内部主动热控系统的泵组、泵旁路组件、管路、三路混合阀、系统流量控制组件、机柜流量控制组件、手动流量控制阀、冷板、有效载荷... 阐述了国际空间站内部主动热控系统工作原理。给出了命运号实验舱内部主动热控系统双回路系统的构成,以及内部主动热控系统的泵组、泵旁路组件、管路、三路混合阀、系统流量控制组件、机柜流量控制组件、手动流量控制阀、冷板、有效载荷/再生换热器、温度传感器、维修检测单元换热器、多路复用器/信号分离器等主要组件的功能。国际空间站内部主动热控系统集成度高,相互冗余,维护和更换易,其设计理念对空间流体回路设计有参考意义。 展开更多
关键词 国际空间站 内部主动热控系统 流体回路 集成度 冗余
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“阿波罗”登月飞行器热控系统方案概述 被引量:8
8
作者 陈江平 黄家荣 +1 位作者 范宇峰 丰茂龙 《载人航天》 CSCD 2012年第1期40-47,共8页
"阿波罗"登月飞行器是目前唯一完成脱离地球轨道飞行的载人深空探测飞行器。其热控系统设计方案和实施措施可为我国将来研制载人深空探测航天器热控系统所借鉴。调研了"阿波罗"登月飞行器的热控系统方案,对比近地... "阿波罗"登月飞行器是目前唯一完成脱离地球轨道飞行的载人深空探测飞行器。其热控系统设计方案和实施措施可为我国将来研制载人深空探测航天器热控系统所借鉴。调研了"阿波罗"登月飞行器的热控系统方案,对比近地轨道载人飞船热控系统设计方案,得到"阿波罗"为了适应任务的需要,在"水星"、"双子星"热控方案的基础上发展出在指令舱与服务舱使用的独特的以停滞式辐射器为热排散系统的流体回路系统;指令舱新型热控涂层系统;以升华器、蒸发器等为热排散装置的消耗型相变热排散系统;然后对比分析了登月舱初期热控系统设计方案及最终的热控系统设计方案。在分析"阿波罗"登月飞行器热控关键技术及其实施措施的基础上,进一步了解到"阿波罗"登月飞行器热控系统设计的特点。 展开更多
关键词 阿波罗 热控方案 方案比较 流体回路 升华器
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空间站集成全局热数学模型的建模和分析 被引量:7
9
作者 付仕明 徐小平 裴一飞 《航天器环境工程》 2010年第1期75-79,3,共5页
为了分析某空间站的综合热性能,建立了该空间站的集成全局热数学模型(IOTMM)。文章介绍了该空间站的物理模型、工作模式、热节点网络模型和流体网络模型,其中流体网络模型主要由氨外回路、低温水回路、中温水回路、舱内通风回路和舱间... 为了分析某空间站的综合热性能,建立了该空间站的集成全局热数学模型(IOTMM)。文章介绍了该空间站的物理模型、工作模式、热节点网络模型和流体网络模型,其中流体网络模型主要由氨外回路、低温水回路、中温水回路、舱内通风回路和舱间通风回路组成,最后利用IOTMM分析了空间站在载人飞行模式下各种设备的温度变化情况。 展开更多
关键词 空间站 热数学模型 热管理 流体回路
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卫星平台模块化柔性热控体系结构 被引量:7
10
作者 宁献文 王玉莹 +2 位作者 宋馨 张冰强 张加迅 《航天器工程》 2012年第2期50-55,共6页
针对传统以被动热控为主的热控体系结构在适应能力、鲁棒性与灵活性方面的不足,以及难以满足目前卫星研制中平台公用化、通用化与诸多快速研制要求等问题,首先对模块化、柔性设计理论与方法进行了分析;然后结合热控技术的发展现状,构建... 针对传统以被动热控为主的热控体系结构在适应能力、鲁棒性与灵活性方面的不足,以及难以满足目前卫星研制中平台公用化、通用化与诸多快速研制要求等问题,首先对模块化、柔性设计理论与方法进行了分析;然后结合热控技术的发展现状,构建出4种基于热总线的模块化、柔性热控体系结构;并在此基础上梳理出新型模块化、柔性热控体系结构面临的问题与解决途径。研究成果对于推动主动热控技术在我国卫星热控设计中的应用具有参考意义。 展开更多
关键词 卫星 热控 热总线 环路热管 流体回路
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航天器热辐射器MMOD击穿泄漏特性分析及验证
11
作者 黄磊 杨敏 +2 位作者 车邦祥 王岩 李振宇 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期139-143,共5页
针对空间站等长寿命载人航天器热辐射器在舱外受微流星体和空间碎片(MMOD)击穿后工质泄漏导致的热控系统失效风险问题,文章对热辐射器被击穿后漏孔的泄漏特性进行了分析,建立了数学计算模型,计算得到了漏孔孔径与泄漏容积速率关系。通... 针对空间站等长寿命载人航天器热辐射器在舱外受微流星体和空间碎片(MMOD)击穿后工质泄漏导致的热控系统失效风险问题,文章对热辐射器被击穿后漏孔的泄漏特性进行了分析,建立了数学计算模型,计算得到了漏孔孔径与泄漏容积速率关系。通过试验,验证了数学模型的准确性,结果表明:当泄漏孔径≤3 mm时,泄漏数学模型能够很好的预测泄漏的速率、压力等特性。可以为应用流体回路热辐射器进行热量排散的低轨航天器设计提供参考。 展开更多
关键词 流体回路 热辐射器 穿孔 泄漏
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大功率CCD焦面组件流体回路温控设计 被引量:6
12
作者 彭建伟 丁亚林 刘伟毅 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第5期52-55,共4页
为了实现大功率焦面组件的热控制,分析了焦面组件热设计的特点,采用单相流体回路控温系统进行散热。以某大功率拼接CCD为例,给出了具体热设计方案,并通过简化的散热分析模型,计算得出了焦面组件最高温度在26.5℃。应用NX高级仿真模块对... 为了实现大功率焦面组件的热控制,分析了焦面组件热设计的特点,采用单相流体回路控温系统进行散热。以某大功率拼接CCD为例,给出了具体热设计方案,并通过简化的散热分析模型,计算得出了焦面组件最高温度在26.5℃。应用NX高级仿真模块对回路控温系统进行瞬态仿真分析,结果表明:CCD组件在200 s时刻温度达到27℃左右,并维持稳定。所获得的仿真分析结果与理论计算结果吻合较好,最终结果能够满足热控指标要求。 展开更多
关键词 电荷耦合器件 焦面组件 流体回路 热设计 热分析
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热控流体回路补偿器的热计算方法 被引量:6
13
作者 范宇峰 黄家荣 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期826-830,共5页
在简要介绍流体回路补偿器的基础上,讨论了补偿器设计的一般热计算方法,提出了补偿器总容积确定的通用计算方法,并利用计算机技术编写了一套补偿器热计算通用计算程序。此外,针对某一载人航天器流体回路工作情况,对其补偿器进行了计算... 在简要介绍流体回路补偿器的基础上,讨论了补偿器设计的一般热计算方法,提出了补偿器总容积确定的通用计算方法,并利用计算机技术编写了一套补偿器热计算通用计算程序。此外,针对某一载人航天器流体回路工作情况,对其补偿器进行了计算和分析,并获得相应设计参数。该项研究将为载人航天器流体回路补偿器的设计提供理论分析参考。 展开更多
关键词 流体回路 补偿器 热计算
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神舟载人飞船流体回路动态仿真研究 被引量:6
14
作者 付杨 范宇峰 +1 位作者 于新刚 曹剑峰 《载人航天》 CSCD 2014年第3期228-232,共5页
以神舟载人飞船流体回路为物理模型,分析了各个部件的工作原理、流动和传热特性,建立起辐射器、泵、阀门、补偿器、冷板和换热器的部件模型。在此基础上建立了流体回路模型,并引入实际控制策略。模型的仿真数据与航天器热平衡试验数据... 以神舟载人飞船流体回路为物理模型,分析了各个部件的工作原理、流动和传热特性,建立起辐射器、泵、阀门、补偿器、冷板和换热器的部件模型。在此基础上建立了流体回路模型,并引入实际控制策略。模型的仿真数据与航天器热平衡试验数据进行对比,结果表明,模型对流体回路各点的温度、压力、系统的流量分配和液体体积变化的补偿都能较好的进行动态模拟,并能够模拟系统控制策略的动态执行情况,可用于流体回路系统控制算法和策略的优化分析。 展开更多
关键词 航天器 流体回路 仿真 热控
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空间站耦合式热管理系统性能分析 被引量:6
15
作者 靳健 何振辉 +3 位作者 吕树申 莫冬传 黄臻成 侯永青 《载人航天》 CSCD 2012年第1期60-67,共8页
提出了一种空间站耦合式热管理系统方案,各个舱段的热管理系统通过流体内回路耦合形成一个整体,可以实现舱间大额度热负荷转移。建立了数学模型,对舱间热负荷转移状态下,流体回路温度水平随时间的变化趋势进行了研究。结果表明,在这个... 提出了一种空间站耦合式热管理系统方案,各个舱段的热管理系统通过流体内回路耦合形成一个整体,可以实现舱间大额度热负荷转移。建立了数学模型,对舱间热负荷转移状态下,流体回路温度水平随时间的变化趋势进行了研究。结果表明,在这个动态的过程中,流体回路的温度水平稳定,热负荷的转移不需要专门的控制方法,证明耦合式热管理是一种原理可行、性能优良的设计方案。 展开更多
关键词 耦合式热管理系统 流体回路 舱间热负荷转移
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可展开式辐射器热控对航天器轨道调整的适应性分析 被引量:6
16
作者 刘欣 梁新刚 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期390-396,共7页
为提高航天器热控系统对轨道调整的适应能力,本文研究了与流体回路耦合的可展开式辐射器热控方案在不同轨道高度下的热控性能,分析了不同轨道高度时辐射器面临的热环境的影响,在不同轨道高度下比较了固定辐射器与可展开辐射器的热控特... 为提高航天器热控系统对轨道调整的适应能力,本文研究了与流体回路耦合的可展开式辐射器热控方案在不同轨道高度下的热控性能,分析了不同轨道高度时辐射器面临的热环境的影响,在不同轨道高度下比较了固定辐射器与可展开辐射器的热控特性。结果表明,随着辐射器展开角度的变化,辐射器吸收的空间热流随之发生变化,从而对热控系统的散热能力带来直接影响,调节辐射器的角度可以扩大其对外散热能力。在工程应用中,基于热控流体回路,通过调节可展开式辐射器的展开角度,可以有效提高航天器的轨道热适应能力。 展开更多
关键词 航天器 可展开式辐射器 流体回路 辐射 热控
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分舱耦合体系下的新型卫星热控平台技术 被引量:4
17
作者 张加迅 宁献文 《航天器工程》 2008年第2期53-58,共6页
首先说明了热控体系、热控平台技术、热控分系统、热控措施之间的关系,然后描述了卫星热控设计体系的构建过程,在此基础上,简述了卫星系统发展对热控体系提出的挑战和一个理想热控设计体系所应具有的特征,同时对当前已有的热控设计体系... 首先说明了热控体系、热控平台技术、热控分系统、热控措施之间的关系,然后描述了卫星热控设计体系的构建过程,在此基础上,简述了卫星系统发展对热控体系提出的挑战和一个理想热控设计体系所应具有的特征,同时对当前已有的热控设计体系进行了分析,并进一步提出了满足未来卫星发展需要的分舱耦合热控设计体系,针对在该体系框架内,阐述了基于分舱耦合分布式和分舱耦合集中式的可能应用情况,最后,描述了其应用涉及的关键技术。通过分析认为,分舱耦合体系下的新型热控平台技术,是满足未来卫星发展需要的趋势。 展开更多
关键词 卫星 热控 流体回路
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嫦娥五号轻量化泵驱单相流体回路热总线设计及实现 被引量:4
18
作者 宁献文 徐侃 +1 位作者 王玉莹 蒋凡 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期158-167,共10页
针对嫦娥五号着陆上升组合体月面无人自动采样任务中面临的热控难题,提出一种轻量化泵驱单相流体回路热总线及设计方法,通过热总线将结构板式固定辐射散热面、消耗型散热装置高温水升华器构建为一套组合式热沉,实现了探测器组合体能量... 针对嫦娥五号着陆上升组合体月面无人自动采样任务中面临的热控难题,提出一种轻量化泵驱单相流体回路热总线及设计方法,通过热总线将结构板式固定辐射散热面、消耗型散热装置高温水升华器构建为一套组合式热沉,实现了探测器组合体能量的一体化调度管理与在轨分离重构,热总线系统干重15 kg,占热控系统重量的比例在20%以下。在轨飞行结果表明:轻量化泵驱单相流体回路热总线工作正常,管路沿程温差小于7℃,热排散能力达30 W/kg。上升器月面起飞前热总线分离重构过程中工质排放压力变化曲线与地面实验结果一致。流体回路热总线在轨各项性能指标均符合设计预期,验证了轻量化泵驱单相流体回路热总线技术的合理性与可行性,亦可为其他类型航天器热控设计提供参考。 展开更多
关键词 嫦娥五号 热控 热总线 流体回路 水升华器
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载人航天器单相流体回路分析 被引量:5
19
作者 陈江平 黄家荣 +1 位作者 范含林 丰茂龙 《航天器工程》 2012年第1期77-82,共6页
对载人航天器热控分系统单相流体回路进行了简化,建立了氨工质单相流体回路的软件仿真模型,对仿真模型添加瞬态外热流,施加比例、积分和微分(PID)控制器。仿真结果给出了单相流体回路在典型工况下控温点温度波动、辐射器出口温度波动、... 对载人航天器热控分系统单相流体回路进行了简化,建立了氨工质单相流体回路的软件仿真模型,对仿真模型添加瞬态外热流,施加比例、积分和微分(PID)控制器。仿真结果给出了单相流体回路在典型工况下控温点温度波动、辐射器出口温度波动、温控阀主旁路流量分配的响应情况。据此分析了单相流体回路在典型工况下的动态响应性能、控温性能及低温防冻性能。总结评价了氨工质单相流体回路的低温防冻能力,确定了影响单相流体回路控温性能的因素,可用于指导我国单相流体回路进行优化设计及防冻设计。 展开更多
关键词 载人航天器 流体回路 工质冻结 控制器 仿真分析
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多支路并联流体回路流量分配影响因素分析 被引量:1
20
作者 杨敏 王德伟 +7 位作者 付杨 车邦祥 陈灵 郑红阳 于新刚 黄磊 曹剑峰 黄俊 《上海航天(中英文)》 CSCD 2023年第5期51-58,共8页
多支路并联流体回路热控技术在载人航天器上获得了广泛应用。外热流、重力场和管路阻力特性等因素会影响流阻,进而影响流量分配和散热能力,这可能会造成工质冻结并引起回路失效,威胁航天器安全,因此亟需针对影响流量分配因素开展分析。... 多支路并联流体回路热控技术在载人航天器上获得了广泛应用。外热流、重力场和管路阻力特性等因素会影响流阻,进而影响流量分配和散热能力,这可能会造成工质冻结并引起回路失效,威胁航天器安全,因此亟需针对影响流量分配因素开展分析。基于梦天实验舱6条并联流体回路建立简化模型,分别研究外热流、重力场和管路阻力特性对流量分配的影响,发现辐射散热带来的工质物性变化会导致各支路流量分配不均,外热流变化带来的回路散热量增加,以及重力场存在会加剧流量分配不均匀性。另外,回路在设计和运行时都要避免工质温度进入黏度剧烈变化区域,否则各支路流量容易受外部环境变化影响而发生较大波动。 展开更多
关键词 梦天实验舱 多支路并联 流体回路 流量分配 影响因素
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