杭满福

（兰州真空设备有限责任公司，甘肃 兰州 730050）

1 引言

卫星及其航天器在进入空间轨道飞行阶段后，长期处于真空和冷黑的空间环境中，同时接受空间外热流与卫星内部热流的共同影响。空间环境模拟设备是为了在地面模拟太空的“冷黑”、“高真空”和“外热流”等环境而研制的一种大型多功能综合设备，是卫星及其航天器等在地面进行各种性能、可靠性和长寿命试验的关键设备[1～7]。

大热流内仿形模拟器设计正是用于空间环境模拟试验，用来模拟卫星部件在空间环境下瞬间受到自身内部产生的大热流辐射效应。由于模拟辐射热流密度最大达到500 kW/m2，模拟辐射面积为1 m2，总加热功率取1.1倍的富裕系数，其设计为555 kW，且整个模拟加热器安装于卫星部件的局限锥形内腔内，故与通常空间外热流模拟所采用的太阳模拟方法和红外模拟方法相比较，具有模拟辐射热流密度大，设计结构复杂，测控难度高等特点。

2 大热流内仿形模拟器的组成

本模拟器的设计主要由内仿形石墨加热器、热流计、电源及其控制系统组成。

2.1 石墨加热器

内仿形石墨加热器采用石墨作为发热体，其优点是在真空下使用温度范围广，加工容易，可根据卫星部件的内腔结构进行仿形设计。据有关资料显示，在真空环境下，石墨在100 K至2 400 K的温度范围内宜选用多晶材料。石墨具有一定的强度；且随温度的变化，电阻率变化很小；石墨的热导性能也很好。所以选用石墨多晶材料作为本模拟器的发热体是合适的。……