空间遥感器用环路热管瞬态数值模拟与在轨验证
2021-01-08孟庆亮杨涛于志赵振明赵宇于峰
北京航空航天大学学报 2020年11期
关键词:模型
孟庆亮,杨涛,于志,赵振明,赵宇,于峰
(1.北京空间机电研究所,北京100094; 2.先进光学遥感技术北京市重点实验室,北京100094)
空间电荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)相机是目前应用最为广泛的航天遥感器之一,已被广泛应用于军事侦察、资源探测和测绘等领域[1]。CCD器件是CCD相机的核心组件,其工作性能受温度影响较大,热电噪声随温度的升高呈指数递增,如果温度波动较大,热噪声变化不定,会给电路设计和信号输出带来较大的负面影响[2-3]。随着空间CCD 相机的不断进步,其对CCD器件的温度要求越来越高,传统的热控方法受限于传热量、安装尺寸及温度稳定性逐渐难以满足精密控温需求,需要采用新的热设计方法和热控产品对CCD相机进行散热与控温[4]。
环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)是一种先进的航天热控产品,通过利用毛细芯内产生的毛细力驱动工质在热源与热沉之间循环实现热量的获取、传输和排散,其已广泛应用于电子设备、电池、光学仪器等设备的散热和控温[5-6]。为适应CCD相机的控温需求,北京空间机电研究所于2015年首次将LHP应用于高分九号卫星CCD相机的精密控温,通过将蒸发器与热源CCD器件进行解耦,利用加热器给蒸发器加热,产生毛细力,驱动流体在蒸发段吸收CCD器件的发热量,在冷凝段将热量释放出去[7]。迄今为止,高分九号卫星相机用LHP已在轨成功应用超过4年,结果表明,LHP能够很好地满足CCD相机在轨散热及控温的需求,并实现了±0.5℃的控温精度[8]。
目前,对于LHP的研究主要以实验为主,理论分析和数值模拟相对较少。……
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