亚太6E卫星平台与载荷一体化热控设计与验证

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作者 乔心全 吕鲁仓 +2 位作者 安秀枝 侯卫国 王敏 《航天器工程》 北大核心 2025年第1期105-111,共7页

针对设备或单机的差异化热控需求,航天器热控多数采取分舱设计或分区控温的方案,以实现各舱段或各区域的独立散热和控温,便于对各独立区域内设备或单机进行精准控温;但是分舱设计所需热控资源较多,各独立区域内均需独立配置主动控温功... 针对设备或单机的差异化热控需求,航天器热控多数采取分舱设计或分区控温的方案,以实现各舱段或各区域的独立散热和控温,便于对各独立区域内设备或单机进行精准控温;但是分舱设计所需热控资源较多,各独立区域内均需独立配置主动控温功率、控温和测温通道以及热控指令等。以我国首颗全电推通信卫星为典型示例,针对平台与载荷设备的控温需求,通过分析对比分舱(或分区)控温与一体化布局热控设计所需散热面和保温加热功率的差异,从理论分析和在轨验证两方面,详细给出了一体化热控设计带来的有益效果,证明热控方案对“全电推高轨卫星大功率变轨、小功率位保”分时差异化需求的特定适用性。仅以亚太6E卫星为例,整星主散热面9.9m^(2)、载荷热耗1500W,一体化热控设计能够减少散热面需求0.5~1.0m^(2),保温加热功率能够节省600~800W。 展开更多

关键词 平台与载荷 统一布局 热控设计 全电推 验证

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空间辐射生物学暴露实验装置热控设计及结果

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作者 张斌全 林强 +8 位作者 童广辉 沈国红 脱长生 董永进 钟润涛 王巍 张萌 孙野青 张珅毅 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1849-1856,共8页

在空间站梦天舱暴露平台,空间辐射生物学暴露实验装置(简称空间辐射生物学装置)处于太空冷黑背景和太阳光断续照射的极端低温和高温环境。为了支持植物种子和微小动物等生物实验样品的舱外暴露实验,给生物样品提供合适的温度以保证样品... 在空间站梦天舱暴露平台,空间辐射生物学暴露实验装置(简称空间辐射生物学装置)处于太空冷黑背景和太阳光断续照射的极端低温和高温环境。为了支持植物种子和微小动物等生物实验样品的舱外暴露实验,给生物样品提供合适的温度以保证样品的存活,需要开展详细的装置热控设计。根据空间站轨道和装置的功能特点,优化了装置内部结构布局,采用辐射散热和热包覆被动控温为主的热控设计,并辅以加热和半导体制冷的主动控温手段。对热控设计进行了仿真分析。空间辐射生物学装置在轨运行结果表明,装置可为生物样品提供5℃~20℃范围可调的温度环境,满足生物样品暴露实验需求,校验了装置热控设计的正确性。 展开更多

关键词 空间辐射生物学 生物样品 中国空间站 热控设计

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空间站高温材料科学实验系统热控设计及验证

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作者 孙晋川 康昌玺 +3 位作者 谢永齐 马动涛 李生华 崔晓杰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期814-820,共7页

中国空间站高温材料科学实验系统(HTMSES)是中国新一代的可长期在轨运行的综合型多功能空间材料实验装置,其组成复杂、布局紧凑、实验温度高、部组件散热困难,使热控设计难度较大。基于液冷主动控温、辐射间接控温、结构热控一体化协同... 中国空间站高温材料科学实验系统(HTMSES)是中国新一代的可长期在轨运行的综合型多功能空间材料实验装置,其组成复杂、布局紧凑、实验温度高、部组件散热困难,使热控设计难度较大。基于液冷主动控温、辐射间接控温、结构热控一体化协同优化设计等多种思路对热控组件进行设计,有效解决热控难题。利用有限元分析软件计算科学实验系统热设计的温度结果;然后开展加热实验对热设计方案进行验证。数据显示HTMSES在提供材料制备所需要的最严苛实验工况(1200℃)情况下,各关键部件处于友好的温度范围内,其中电机最高温度为42.2℃,编码器最高温度为40.6℃,丝杠最高温度为62.4℃,滑块最高温度为59.6℃,导轨最高温度为57.3℃,科学实验系统皮肤可触及部位最高温度为31.6℃,各温度结果均满足热控指标要求,表明设计方案合理可行,为同类型设备热设计提供了一种设计思路和参考依据。 展开更多

关键词 高温材料科学实验系统 热控设计 液冷主动控温 辐射间接控温 热实验

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绕月SAR天线热控设计

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作者 祝尚坤 孔祥举 +1 位作者 徐计元 黄璐 《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期29-33,共5页

合成孔径雷达(SAR)天线是遥感卫星的重要载荷之一,面对月球轨道舱外天线复杂的外热流环境,结合轨道特点,对天线开展了详细的外热流分析,解析了月球环境的热设计难点,进行了针对性的热控设计,解决了极地轨道下天线在一个很大的外热流和... 合成孔径雷达(SAR)天线是遥感卫星的重要载荷之一,面对月球轨道舱外天线复杂的外热流环境,结合轨道特点,对天线开展了详细的外热流分析,解析了月球环境的热设计难点,进行了针对性的热控设计,解决了极地轨道下天线在一个很大的外热流和极小的外热流间不断循环的问题。采用TMG软件对天线进行了热仿真分析,并利用热模拟件进行了热平衡试验。分析和试验结果表明,天线各单机温度满足指标要求。本文适用于平板SAR天线,对有源SAR天线的热控设计具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 合成孔径雷达天线 热控设计:热模拟件 热平衡试验

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空间遥感相机热控设计中的热分析与热试验技术的探讨 被引量：8

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作者 李积慧 韩双丽 +1 位作者 卢锷 王家骐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1999年第2期116-120,共5页

通过某空间遥感相机模样热分析与热试验结果的比较，发掘出目前我们在这两方面工作中存在的问题。阐明热分析与热试验有机结合的重要性，并就如何提高热分析与热试验水平提出一些建议。

关键词 热控设计 热分析 热试验 空间遥感相机

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高分辨率三线阵相机精密热控设计及试验 被引量：8

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作者 江利锋 傅伟纯 陈建新 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期467-473,共7页

以某遥感卫星三线阵立体测绘相机组合体为研究对象,通过对卫星顶部构架、相机支架以及相机进行一体化同步控温设计,并在国内首次采用"隔热/导热复合多层材料组件"结合精密控温回路设计、高精度控温仪等技术手段,满足了相机精... 以某遥感卫星三线阵立体测绘相机组合体为研究对象,通过对卫星顶部构架、相机支架以及相机进行一体化同步控温设计,并在国内首次采用"隔热/导热复合多层材料组件"结合精密控温回路设计、高精度控温仪等技术手段,满足了相机精密热控指标要求。在热平衡试验中,通过组合体不同状态的试验工况设置,验证了透镜最大径向温差<0.2℃、轨道周期内径向温差的稳定度<0.1℃的设计结果。 展开更多

关键词 三线阵相机 热控设计 试验

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一种GEO卫星星敏感器热控设计 被引量：7

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作者 韩崇巍 赵剑锋 +1 位作者 赵啟伟 张旸 《航天器工程》 2013年第3期47-52,共6页

为解决目前地球静止轨道(GEO)卫星星敏感器热控设计复杂、实施难度大的问题,提出了一种辐射小舱式星敏感器热控设计方案。以东方红-4(DFH-4)平台GEO卫星星敏感器采用辐射小舱式热控设计方案为实例,利用热分析软件TMG建模进行了热分析验... 为解决目前地球静止轨道(GEO)卫星星敏感器热控设计复杂、实施难度大的问题,提出了一种辐射小舱式星敏感器热控设计方案。以东方红-4(DFH-4)平台GEO卫星星敏感器采用辐射小舱式热控设计方案为实例,利用热分析软件TMG建模进行了热分析验证,并根据分析结果对其布局进行了优化。优化结果表明:采用辐射小舱式热控设计方案时,星敏感器的在轨预示温度范围在-26.2～+22.2℃,能很好地满足其温度指标要求,设计方案合理可行,可为GEO卫星上同类设备的热控设计提供参考。 展开更多

关键词 地球静止轨道卫星 星敏感器 热控设计 辐射小舱

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“天问一号”火星环绕器推进管路热控设计与分析 被引量：3

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作者 张玉花 杨金 +2 位作者 盛松 印兴峰 徐亮 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第1期37-43,共7页

针对火星探测器空间环境特点和热控设计难点,提出了一种适用于火星环绕器的推进管路热控设计方法,通过采用优化的加热功率、合适的多层层数和适宜的加热器分区实现地火空间复杂外热流下的管路控温。将该方法在“天问一号”火星环绕器推... 针对火星探测器空间环境特点和热控设计难点,提出了一种适用于火星环绕器的推进管路热控设计方法,通过采用优化的加热功率、合适的多层层数和适宜的加热器分区实现地火空间复杂外热流下的管路控温。将该方法在“天问一号”火星环绕器推进管路设计中进行分析与验证,对影响热控设计的因素如舱内外环境温度变化、管路是否有工质、是否受太阳照射、包覆多层层数以及加热功率等进行了分析。研究表明,该方法具有高度环境适应性,在环绕器飞行全过程及变轨条件下均能适应。未来需重点关注管路加热功率的设计和舱外多层包覆层数的影响,舱外管路受阳光照射影响大,设计时应尽量避免阳光照射。以上研究结果可为后续深空探测推进管路热控设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 火星 推进管路 热控设计 影响因素

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暗物质粒子探测卫星BGO量能器热控设计与验证 被引量：2

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作者 胡一鸣 常进 +3 位作者 陈灯意 刘树彬 封常青 张云龙 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期114-121,共8页

暗物质粒子探测卫星是2015年12月发射的中国自主设计建造的空间天文实验卫星,主要包括塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器与中子探测器四个探测器.BGO量能器是暗物质粒子探测卫星的核心探测器,主要任务是精密测量高能宇宙线粒子... 暗物质粒子探测卫星是2015年12月发射的中国自主设计建造的空间天文实验卫星,主要包括塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器与中子探测器四个探测器.BGO量能器是暗物质粒子探测卫星的核心探测器,主要任务是精密测量高能宇宙线粒子的能量,并通过比较簇射沉积能量的空间分布,进行粒子种类鉴别.本文结合BGO量能器工作原理,分析了BGO量能器热控设计需求与约束,进行了单机热控设计.根据热控设计方案,进行有限元仿真分析,开展了单机飞行件的真空热平衡试验.分析与试验结果表明,热控设计方案合理有效,能够满足需求. 展开更多

关键词 BGO量能器 热控设计 仿真分析 热平衡试验

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高分六号卫星甚宽视场相机的热控设计及验证 被引量：1

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作者 于善猛 江帆 +5 位作者 杜春平 王航 关洪宇 关奉伟 刘巨 王灵杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期310-312,313-319,共10页

甚宽视场相机作为高分六号卫星的核心载荷,具备65.6°视场、862 km超大幅宽和8谱段成像能力。针对其自由曲面离轴四反光学系统的结构特点和任务需求,采用复合型多层隔热组件进行热隔离、高导热率石墨膜进行热疏导及分级热控等措施... 甚宽视场相机作为高分六号卫星的核心载荷,具备65.6°视场、862 km超大幅宽和8谱段成像能力。针对其自由曲面离轴四反光学系统的结构特点和任务需求,采用复合型多层隔热组件进行热隔离、高导热率石墨膜进行热疏导及分级热控等措施进行了热控设计,实现了光机结构的精密控温和高热耗/热流密度电子学设备的高效散热,并利用有限元分析软件UG12.0/Space thermal仿真分析了相机高、低温工况下的温度;通过对比热分析、热试验及卫星在轨遥测温度数据,验证了该热控方案的实际效果。在轨遥测数据显示:光机结构在轨温度水平为19.7~20.3℃,温度梯度最大不超过0.4℃,CMOS焦面组件每轨摄像12 min的情况下,温度波动在19~24℃,均满足热控指标要求,遥测数据与热分析及热试验结果偏差小于±0.5℃。表明该相机热设计正确可行,热分析及热试验过程合理可靠。 展开更多

关键词 热控设计 甚宽视场相机 热平衡试验 在轨验证

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地球静止轨道红外相机热控设计及验证 被引量：2

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作者 徐娜娜 于峰 周振华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期162-169,共8页

随着相机分辨率的提升,相机光机主体温度水平及温度稳定性要求随之提高,且红外相机需要将探测器制冷到较低温度。工作于地球静止轨道的红外相机所处空间热环境复杂,相机光学系统会长时间受到太阳照射,且无长期背阴面,为相机的热控设计... 随着相机分辨率的提升,相机光机主体温度水平及温度稳定性要求随之提高,且红外相机需要将探测器制冷到较低温度。工作于地球静止轨道的红外相机所处空间热环境复杂,相机光学系统会长时间受到太阳照射,且无长期背阴面,为相机的热控设计带来了很大的挑战。结合地球静止轨道空间热环境特点以及相机成像需求,采用遮光罩&热门的方式有效屏蔽外部热流的影响,将主光学系统温度控制在(20±3)℃以内,为相机每天成像时间不少于20 h提供了温度保障;采用高效隔热技术以及高效热量排散技术将探测器控制在80 K以下,满足成像模式探测器温度需求。地面试验以及在轨飞行数据表明,相机的热控设计合理可行,为后续高轨红外相机的高精度控温提供了有力支撑。 展开更多

关键词 热控设计 高精度控温 热门 红外相机 地球静止轨道

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探测一号卫星热控设计与试验 被引量：1

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作者 邵兴国 刘伟 张桂兰 《航天器工程》 2004年第2期57-61,共5页

双星计划两颗卫星的主要任务是近地空间磁层探测,轨道远地点高度超过6万 km,因此需经历前所未有的180分钟的长地影,又由于卫星自旋稳定,太阳能电池的供电能力受到限制,给热控设计带来很大困难和挑战。本文介绍了利用卫星本身的构型和姿... 双星计划两颗卫星的主要任务是近地空间磁层探测,轨道远地点高度超过6万 km,因此需经历前所未有的180分钟的长地影,又由于卫星自旋稳定,太阳能电池的供电能力受到限制,给热控设计带来很大困难和挑战。本文介绍了利用卫星本身的构型和姿态特点,完成热控设计,以及进行的初样和正样热平衡试验,试验结果性能满足总体指标要求。 展开更多

关键词 热控设计 探测一号卫星 太阳能电池 热平衡试验 近地空间 双星计划 自旋稳定 供电能力 指标要求 试验结果 地影 姿态

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星载合成孔径雷达天线热控设计研究 被引量：8

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作者 关宏山 《雷达科学与技术》 2007年第6期427-430,共4页

介绍了国外多种合成孔径雷达卫星天线的热控方式,并结合具体的工程实践讨论了微带阵、波导阵形式合成孔径雷达卫星天线热控设计过程中面临的一些问题,以及解决问题的途径,针对微带阵天线的试验表明其热控设计能够满足天线在轨热控的要求。

关键词 星载合成孔径雷达 天线 热控设计

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航天器舷窗区域的热控设计和理论分析

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作者 张加迅 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期8-13,共6页

结合舷窗的热设计原则,提出舷窗区域的热控设计方案。其中,重点对通过热管技术和高导热材料技术来实现等温化进行了说明,并分析了舷窗法兰框在不同传热方向上的等效导热系数。最后,对航天器舷窗区域在轨飞行的典型传热变化过程建立数学... 结合舷窗的热设计原则,提出舷窗区域的热控设计方案。其中,重点对通过热管技术和高导热材料技术来实现等温化进行了说明,并分析了舷窗法兰框在不同传热方向上的等效导热系数。最后,对航天器舷窗区域在轨飞行的典型传热变化过程建立数学模型,并给出其简化的理论解。 展开更多

关键词 热管 舷窗 热控制 设计 航天器 热控设计 等效导热系数 材料技术 热管技术 数学模型

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航空相机光学系统热控设计 被引量：5

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作者 樊越 梁伟 马文礼 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期51-59,共9页

为保证航空相机光学系统的有效性和较高的成像质量,根据相机的热环境和结构特点进行了热控设计。采用热隔离等被动热控措施延长系统的热时间常数,降低光学系统对外部热环境变化的灵敏度。建立了镜头和窗口组件的传热模型和热阻网络模型... 为保证航空相机光学系统的有效性和较高的成像质量,根据相机的热环境和结构特点进行了热控设计。采用热隔离等被动热控措施延长系统的热时间常数,降低光学系统对外部热环境变化的灵敏度。建立了镜头和窗口组件的传热模型和热阻网络模型,并对其在极端工况下的最大漏热率进行了分析计算,得到保持光学系统恒温所需的加热功率,根据计算结果设计了加热回路和分配加热功率。针对热控设计和航空相机的工况进行了稳态和瞬态仿真分析,对加热功率进行了优化。镜头和窗口的稳态温度分布均在(20±1)℃范围内,表明漏热补偿效果较好;瞬态分析结果表明,在飞行拍摄的过程中,温控系统将光学系统的温度控制在17.5℃～20.5℃范围内,满足热控指标要求,为提高光学系统的可靠性和热控设计优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 航空相机 光学系统 热控设计 热阻网络 加热功率

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应用于IGSO卫星的数字太阳敏感器热控设计 被引量：1

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作者 李进 卢威 麻慧涛 《航天器工程》 CSCD 北大核心 2017年第4期60-66,共7页

相对于传统太阳敏感器(热耗为零)而言,国内新研制的数字太阳敏感器线路板上的芯片具有一定热耗。为解决其散热问题,以应用于倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的数字一体化太阳敏感器为例,提出了较为简单有效的热控方案,建立热物理模型对数字... 相对于传统太阳敏感器(热耗为零)而言,国内新研制的数字太阳敏感器线路板上的芯片具有一定热耗。为解决其散热问题,以应用于倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星的数字一体化太阳敏感器为例,提出了较为简单有效的热控方案,建立热物理模型对数字太阳敏感器进行组件级热分析,并通过在轨飞行数据验证了设计的合理性。结果表明:对于具有一定热流密度的小尺寸部件而言,在辐射换热面积增幅较为有限的条件下,有效增大其传导换热的热控方案要明显优于加强辐射换热的方案;同时要结合外热流情况,优化选择散热面。此方案可较好地满足印制电路板(PCB)上各芯片结温的一级降额温度指标要求,也可为同类产品的设计提供参考。 展开更多

关键词 倾斜地球同步轨道卫星 数字太阳敏感器 热控设计

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空间实验室490 N发动机热控设计 被引量：6

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作者 王爱华 陈阳春 丁卫华 《火箭推进》 CAS 2018年第3期12-15,22,共5页

采用新型片式加热器实现对490 N发动机头部加热方法的改进,利用I-DEAS/TMG有限元热分析软件仿真了发动机头部温度场。分析了热控组件及发动机支架的耐温能力,提出了飞控过程中490 N发动机关机的温度判据。阐述了控温回路及其控温点设计... 采用新型片式加热器实现对490 N发动机头部加热方法的改进,利用I-DEAS/TMG有限元热分析软件仿真了发动机头部温度场。分析了热控组件及发动机支架的耐温能力,提出了飞控过程中490 N发动机关机的温度判据。阐述了控温回路及其控温点设计,并介绍了控温策略。最后给出了在轨飞行试验的温度控制数据,验证了热控设计的有效性。 展开更多

关键词 空间实验室 490 N发动机 热控设计 数值模拟

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载人飞船连续偏航姿态下轨控机组热控设计 被引量：3

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作者 刘海娃 《火箭推进》 CAS 2018年第5期10-15,共6页

为保证载人飞船在新的连续偏航姿态下轨控机组的热控状态满足各组件温度指标要求,利用I-deas/TMG软件对连续偏航飞行姿态、原热控状态下的轨控机组进行了高温工况在轨仿真分析,根据分析结果提出了高温工况下热控状态设计改进方案。对改... 为保证载人飞船在新的连续偏航姿态下轨控机组的热控状态满足各组件温度指标要求,利用I-deas/TMG软件对连续偏航飞行姿态、原热控状态下的轨控机组进行了高温工况在轨仿真分析,根据分析结果提出了高温工况下热控状态设计改进方案。对改进热控措施后的轨控机组进行多轮高温工况热分析计算和低温工况功率复核。结果表明:新热控措施能够保证轨控机组各组件在工作过程中温度均符合温控指标要求,可开展工程应用。 展开更多

关键词 载人飞船 轨控发动机机组 连续偏航 热分析 热控设计

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“高分四号”卫星相机热控系统设计及验证 被引量：21

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作者 于峰 徐娜娜 +2 位作者 赵宇 徐先锋 封艳广 《航天返回与遥感》 北大核心 2016年第4期72-79,共8页

"高分四号"卫星搭载的相机具有较高的分辨率和指向精度,需相机光学系统及主承力结构在全寿命周期内保持高温度稳定性,且该相机工作于地球静止轨道,所处空间热环境更为复杂,给热控设计带来极大挑战。文章结合相机在轨成像需求... "高分四号"卫星搭载的相机具有较高的分辨率和指向精度,需相机光学系统及主承力结构在全寿命周期内保持高温度稳定性,且该相机工作于地球静止轨道,所处空间热环境更为复杂,给热控设计带来极大挑战。文章结合相机在轨成像需求和空间热流特点,详细分析了相机热控设计的重点与难点,并创新性的采用了遮光罩开设散热面、间接辐射控温、南北耦合散热面等热控措施,实现了高轨相机的高精度温度控制。热平衡试验与在轨飞行温度数据表明,相机的热控设计合理可行,能够满足相机在轨成像的温度要求,为未来高轨大口径光学相机高精度、高稳定性热控设计奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 地球静止轨道 热控设计 热平衡试验 在轨验证 大口径光学相机 “高分四号”卫星

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某低轨倾斜轨道相机热控系统设计与验证 被引量：6

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作者 于志 孟庆亮 +3 位作者 于峰 聂云松 赵振明 郭楠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期141-146,共6页

某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备... 某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备大功率制冷机。复杂的外热流环境和高稳定度的指标要求给热控系统的设计研制带来了极大的挑战。根据任务特点和需求,对热控研制任务展开了分析,提出了借助卫星平台姿态规避,间接辐射控温以及±X侧耦合散热面等热控措施。热平衡试验与在轨飞行实测数据表明,相机光学系统的温度水平保持在(18±2)℃范围内,稳定度优于±0.3℃/轨,满足相机各项温度指标,证明相机热控设计方案合理可行,相机在轨工作条件良好。 展开更多

关键词 空间红外相机 热控设计 热平衡试验 在轨验证 低轨倾斜圆轨道

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