魏龙涛，杨建斌，闫 格

（兰州空间技术物理研究所，兰州730000）

0 引言

恶劣的空间环境会引发航天器在轨运行故障。为保证航天器在轨运行的可靠性与稳定性，航天器发射之前须在地面进行一系列的空间环境模拟试验[1-2]。传统的空间环境模拟设备中多采用液氮系统进行热沉冷却降温，再结合太阳模拟器、红外加热器模拟外热流变化，但这种方法存在技术难度大、造价高、占用试验空间多、外热流模拟均匀性差等缺点[3]。由此，调温热沉应运而生。

调温热沉根据载冷剂的不同可分为导热液调温热沉和气氮调温热沉[4]。导热液调温热沉多用于空间电子产品试验用空间环模设备，一般选择宽温区导热油或酒精作为载冷剂，前者的调温区间一般为-80～150℃，后者的调温区间一般为-80～20℃[5-8]。气氮调温热沉作为一种新型的温控系统，可实现的调温范围宽，目前广泛应用于空间环模设备，常见的气氮调温热沉在低温段的调温方式主要有液氮喷淋和液氮换热：液氮喷淋式通过向循环氮气中喷入液氮进行降温，控温精度差，波动性大；液氮换热式利用换热器对热沉管路中的氮气进行降温[8-12]。

本文研制了一种密闭循环的新型回热式气氮调温系统，并对该系统在不同循环氮气压力下的热沉温度均匀性、升/降温速率，以及系统在低温段运行时的液氮耗量进行试验研究。

1 调温系统构成及原理

回热式气氮调温系统以氮气作为循环介质来调节热沉温度，由液氮储罐、液氮换热器、电加热器、水冷换热器、循环风机、三通道回热器等构成密闭循环系统，可通过增大循环氮气压力的方式来增大循环氮气密度和雷诺数Re，从而增大传热系数，提升热沉的温度均匀性和升/降温速率；……