基于热泵的航天器热控系统研究进展
2021-04-28付振东苗建印曹剑峰吴琪
航天器工程 2021年2期
付振东 苗建印 曹剑峰 吴琪
(北京空间飞行器总体设计部 空间热控技术北京市重点实验室,北京 100094)
随着人类生存危机的日益加重,向地外寻求生存空间是未来航天技术的必然发展方向,美国、俄罗斯以及欧洲航天局已经建立了各种大型地面模拟基地,美国国家航空航天局(NASA)正计划着重返月球,建立月球基地,并以此为前哨和中转站而实现人类的首次登陆火星。我国正在实施的深空探测工程,其中载人登月甚至是载人火星是未来的发展趋势。从这些发展需求来看,未来航天器将面临热功耗增大、热流密度增强、空间热环境(地外星球热环境)恶化等新的问题,这些问题对热控设计的要求越来越严,新的主动热控技术必将成为研究热点。
热传输和热排散是热控系统的两个核心,热传输是将航天器内部仪器以及人员产生的热量进行收集并传输到航天器外部,热排散是将传输到外部的热量通过辐射的手段排散出去。我国的热传输和热排散技术已经经历了三代发展:首先是全被动加体装散热面的第一代热控技术,适用于小尺寸低功耗的小型卫星;其次是热管强化加体装散热面的第二代热控技术,适用于小尺寸中等功耗的中型卫星;最后是流体回路加体装散热面或可展开式散热面的第三代热控技术,适用于中等尺寸较大功耗的大型卫星和载人航天器。按照目前载人航天的规划,未来地外空间站、月球基地等在热控需求上有大幅提升,现有热控技术已经完全无法满足要求。……
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