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卫星在轨太阳辐射热流的简化计算方法

2012-02-07刘欣潘增富

中国空间科学技术 2012年4期

刘欣 潘增富

(1 中国运载火箭技术研究院,北京100076)(2 中国空间技术研究院,北京 100094)

1 引言

卫星在空间轨道运行时,太阳辐射、地球反照辐射、地球红外辐射是影响卫星温度水平高低的主要因素之一,其中太阳辐射对卫星的影响最大。了解卫星各个表面太阳辐射外热流的变化,将为卫星热控系统的设计和散热面的选取提供依据。因此,太阳辐射的计算是卫星空间外热流分析计算中最重要的一部分。

一般情况下,根据卫星的运行轨道,建立卫星、地球和太阳的空间几何关系,在天球坐标系中利用球面三角函数关系可推导出卫星、地球和太阳之间相关位置参数的计算公式,建立基本的空间外热流计算方法[1-3]。在工程计算中运用这些公式对空间外热流进行计算时,计算参数较多,仅计算太阳辐射热流就需要对约20个轨道参数进行计算,并且受求解反三角函数值域的限制,在计算过程中需要对空间角度反复进行判断定位,计算流程也较为复杂繁琐。在空间外热流的计算方法研究中,许多文献也提出了一些新的算法,但主要是针对地球反照辐射和地球红外辐射的计算简化[4-6],对太阳辐射热流计算过程进行简化的方法还不多见。

本文在目前常用的空间外热流计算方法基础上,对太阳辐射热流的计算过程进行了简化,仅需对7个主要参数进行计算,可以有效避免复杂的空间角度关系分析过程,提高计算效率。

2 太阳辐射热流分析

在卫星热设计中,一般把太阳光当作平行光处理。……

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