本文關(guān)鍵詞：南理工一號(hào)立方星被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)研究

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【摘要】：南理工一號(hào)立方星是由南京理工大學(xué)研制和發(fā)射的一顆雙單元立方星,重2.2kg,外形包絡(luò)尺寸為100mmx 100mm×227mm,屬納衛(wèi)星,運(yùn)行于490km高度的太陽同步軌道。立方星太陽能電池陣每軌產(chǎn)生的平均電量?jī)H為4.5W,能源有限,因此衛(wèi)星熱控采用被動(dòng)熱控措施為主。然而立方星高的熱流密度和低的熱慣性特點(diǎn),給其熱控設(shè)計(jì)帶來了極大的挑戰(zhàn)。本課題對(duì)南理工一號(hào)立方星進(jìn)行被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)和仿真分析,并通過地面熱平衡試驗(yàn)和衛(wèi)星在軌試驗(yàn)對(duì)熱設(shè)計(jì)進(jìn)行了有效驗(yàn)證,研究?jī)?nèi)容主要包括以下四個(gè)方面：分析了衛(wèi)星總體對(duì)熱控分系統(tǒng)所提需求,在遵循衛(wèi)星熱控設(shè)計(jì)基本原則和主要依據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外衛(wèi)星熱設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),提出了南理工一號(hào)立方星被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)方案。使用I-DEAS TMG軟件建立了立方星熱仿真模型,進(jìn)行了軌道、外熱流以及衛(wèi)星溫度場(chǎng)計(jì)算。根據(jù)分析結(jié)果,對(duì)立方星熱設(shè)計(jì)進(jìn)行了一定的優(yōu)化,再對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行不同工況的溫度場(chǎng)分析,結(jié)果表明星上各部件溫度均處于指標(biāo)溫度范圍之內(nèi)。選擇以加熱片模擬空間外熱流的方法,完成了衛(wèi)星地面熱平衡試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果與仿真分析數(shù)據(jù)表明兩者相差在較小范圍內(nèi),并且星上各部件試驗(yàn)溫度均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)南理工一號(hào)立方星熱模型參數(shù)集合進(jìn)行了敏感性分類并修正,修正后的熱網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算結(jié)果顯示表明能更好的與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合,因此修正所得參數(shù)更能反映試驗(yàn)狀態(tài)。分析了南理工一號(hào)在軌溫度遙測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)比地面試驗(yàn)數(shù)據(jù)、仿真數(shù)據(jù),結(jié)果顯示三者間偏差較小,表明本文的被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)能夠滿足星上熱控要求。
【關(guān)鍵詞】：南理工一號(hào)立方星 熱設(shè)計(jì) 熱分析 熱平衡試驗(yàn) 模型修正 在軌驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V444.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 背景和意義10-12
• 1.2 衛(wèi)星熱控制技術(shù)的發(fā)展12-13
• 1.3 衛(wèi)星熱控制技術(shù)的現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要內(nèi)容14-15
• 2 南理工一號(hào)立方星被動(dòng)熱控設(shè)計(jì)15-30
• 2.1 衛(wèi)星熱控制系統(tǒng)溫度要求15-16
• 2.2 衛(wèi)星熱控制設(shè)計(jì)的主要原則及基本依據(jù)16-17
• 2.3 衛(wèi)星熱控措施與方法17-20
• 2.3.1 熱控涂層18
• 2.3.2 多層隔熱材料18-19
• 2.3.3 電加熱器19-20
• 2.4 熱設(shè)計(jì)基本原則分析20
• 2.5 熱設(shè)計(jì)主要依據(jù)分析20-27
• 2.5.1 衛(wèi)星任務(wù)和特點(diǎn)20
• 2.5.2 衛(wèi)星軌道條件20-21
• 2.5.3 衛(wèi)星構(gòu)形及星上設(shè)備布局21-22
• 2.5.4 衛(wèi)星星上參數(shù)22-23
• 2.5.5 衛(wèi)星空間熱環(huán)境分析23-27
• 2.6 熱控設(shè)計(jì)及方案制定27-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 3 南理工一號(hào)立方星溫度場(chǎng)數(shù)值分析30-47
• 3.1 衛(wèi)星在宇宙空間的熱平衡31
• 3.2 空間傳熱學(xué)理論31-33
• 3.2.1 熱傳導(dǎo)32
• 3.2.2 熱輻射32-33
• 3.3 熱模型建立33-37
• 3.3.1 單元建立33-35
• 3.3.2 導(dǎo)熱設(shè)置35-36
• 3.3.3 輻射設(shè)置36
• 3.3.4 邊界條件創(chuàng)建36
• 3.3.5 軌道姿態(tài)設(shè)置36-37
• 3.4 溫度場(chǎng)計(jì)算及結(jié)果分析37-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 南理工一號(hào)立方星地面瞬態(tài)熱平衡試驗(yàn)47-62
• 4.1 空間熱環(huán)境模擬設(shè)備及其影響分析47-48
• 4.1.1 真空模擬47-48
• 4.1.2 低溫和黑背景模擬48
• 4.1.3 空間外熱流模擬48
• 4.2 試驗(yàn)工況的確定48-49
• 4.3 熱平衡試驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析49-61
• 4.3.1 加熱片設(shè)計(jì)要求49
• 4.3.2 星體表面參數(shù)49-50
• 4.3.3 加熱片加熱功率的確定50-54
• 4.3.4 熱控試驗(yàn)星的制備54-57
• 4.3.5 試驗(yàn)工況設(shè)計(jì)57
• 4.3.6 試驗(yàn)結(jié)果分析57-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 5 南理工一號(hào)立方星熱模型修正及在軌驗(yàn)證62-72
• 5.1 計(jì)算結(jié)果誤差來源分析62-63
• 5.2 熱網(wǎng)絡(luò)模型修正方法63-64
• 5.3 參數(shù)修正及仿真結(jié)果分析64-67
• 5.4 在軌遙測(cè)溫度數(shù)據(jù)分析67-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 6 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 工作總結(jié)72
• 6.2 工作展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 附錄79

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：923512