專利名稱：一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天器熱控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航天器用熱輻射器。
背景技術(shù)：
航天器在外空間排散熱量主要是通過熱輻射器來實現(xiàn)。由于輻射器直接面向外部空間，容易遭到空間碎片的撞擊，特別是輻射器上的管路，在遭受撞擊時容易造成管路工質(zhì)的泄露，從而造成輻射器的失效。隨著空間碎片急劇增加，低軌道航天器艙輻射器遭受空間碎片撞擊的風(fēng)險逐漸變大，要求熱輻射器防微流星/碎片撞擊的能力日益緊迫。目前熱輻射器主要是流體管路輻射器，一般采用“Ω ”管作為流體回路通道，輻射器中間的管-板連接采用Imm厚鋁板作為輻射表面，如圖I 2。美國的行星際探測器、航天飛機和早期的空間站等都采用這樣結(jié)構(gòu)的流體管路輻射器。目前該結(jié)構(gòu)下的流體管路輻射器防碎片撞擊能力較弱，如圖3所示。管路I區(qū)相當(dāng)于單墻結(jié)構(gòu)，管路中心線區(qū)域防護(hù)能力最薄弱，被碎片撞擊都為硬傷。管路2區(qū)，碎片需穿透肋片才能撞擊到管路，這相當(dāng)于Whipple防護(hù)結(jié)構(gòu)，肋片相當(dāng)于防護(hù)屏，管壁相當(dāng)于后墻。其撞擊點離管路中心線越遠(yuǎn)，粒子對管路的損傷越小。可以看出，輻射器管路I區(qū)的防護(hù)能力比2區(qū)的防護(hù)能力弱很多，極易導(dǎo)致熱輻射器的流體管路失效，從而使得熱輻射器喪失換熱能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種新的熱輻射器結(jié)構(gòu)，該熱輻射器結(jié)構(gòu)可以有效減小空間碎片或者微流星的撞擊對流體管路造成的傷害。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，是由多塊連接板圍成的圓筒形結(jié)構(gòu)，所述的連接板的一側(cè)布置有平行排列的熱管，流體管路采用連續(xù)的方波形式布置在所述熱管之上，流體管路的位于方波上升沿或者下降沿的部分與熱管固定連接，流體管路的其余部分位于熱管之間并與連接板無接觸；所述的熱管及流體管路位于所述圓筒形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上。所述的流體管路的兩端設(shè)置有閥門。所述的熱管為Ω型熱管。所述的連接板為長方形，熱管在所述長方形上均勻排列，相鄰兩個熱管之間的間距為IOOmm 400mm。所述的流體管路與熱管的固定連接部分的長度為IOOmm 500mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于本發(fā)明的防護(hù)型熱輻射器的流體回路管路比目前流體回路輻射器的流體管路大為減小，帶來的優(yōu)點是大大減小了流體管路被空間碎片擊中的概率。如果碎片擊中了熱管，熱管泄漏而失效，僅會損失被撞擊的熱管所在一小片區(qū)域的散熱能力，幾乎不影響整個輻射器的工作；如果碎片擊中了一條支路的流體管路，流體管路泄漏而失效，自動閥會檢測到被撞擊的支路壓力異常會自動隔離該支路，另一條流體支路仍可以正常工作，僅僅是散熱性能部分下降，不會使整個輻射器失效。故從綜合效果，本發(fā)明的防護(hù)型熱輻射器比目前國內(nèi)的熱輻射器在微流星、空間碎片防護(hù)性能和可靠性方面大大增強。


圖I為現(xiàn)有的Ω型熱管外形圖2為采用Ω型熱管作為流體管路的熱輻射器外形圖3為圖2所示流體管路熱輻射器的防護(hù)模型圖4為本發(fā)明熱輻射器的流體管路與熱管耦合部分示意圖5為本發(fā)明熱輻射器的流體管路與熱管焊接一體后示意圖6為本發(fā)明熱輻射器防護(hù)模型圖(熱管耦合部分)；
圖7為本發(fā)明熱輻射器防護(hù)模型圖(無熱管部分)；
圖8為本發(fā)明空間碎片防護(hù)型熱輻射器成型圖。
具體實施方式
為了克服目前流體管路熱輻射器防護(hù)能力弱的缺點，本發(fā)明中，在流體管路與輻
射器面板之間增加了“ Ω ”型熱管，如圖4所示，流體管路在熱管上按照“S”樣式排布，如圖5所示，并且在兩個支路兩端設(shè)置自動閥。這樣的結(jié)構(gòu)形式下，流體管路把熱量傳遞到熱管上，利用熱管具有“超導(dǎo)熱性”，使熱量沿著熱管軸向傳遞到輻射面板上，從而在散熱性能上與原流體管路輻射器相差無幾，同時大大減少了輻射器上的流體管路。本發(fā)明的熱輻射器防撞擊模型如圖6和圖7所示。從圖中可以看出，本發(fā)明熱管耦合部分防護(hù)與目前流體管路輻射器防護(hù)比較，在I區(qū)多了熱管的保護(hù)。通過單墻彈道極限方程評估防護(hù)能力，本發(fā)明的輻射器I區(qū)的防護(hù)能力比目前的輻射器防護(hù)能力增加了 4倍；2區(qū)由于流體管路相對遠(yuǎn)離了輻射面板，比目前的輻射器防護(hù)能力增加了不少。同理對于沒有熱管的部分，本發(fā)明的輻射器防護(hù)能力也遠(yuǎn)高于目前的輻射器防護(hù)能力。實施例選用氨軸向槽道” Ω ”型70*Φ18熱管，然后選用外徑稍微小于18mm的流體管。按照散熱的需要設(shè)計好熱管與流體管的耦合長度，在IOOmm 500mm之間，以及熱管之間的間距，在IOOmm 400mm之間。完成上述兩步后，根據(jù)散熱的需求，可以在熱管上排布I路或者多路流體管道，然后對熱管與流體管路進(jìn)行焊接。再對焊好的熱管與流體管路整體與輻射面板(連接板)進(jìn)行焊接，最后在兩條支路兩端安裝自動閥，結(jié)構(gòu)形式如圖8所示。本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，是由多塊連接板圍成的圓筒形結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的連接板的一側(cè)布置有平行排列的熱管，流體管路采用連續(xù)的方波形式布置在所述熱管之上，流體管路的位于方波上升沿或者下降沿的部分與熱管固定連接，流體管路的其余部分位于熱管之間并與連接板無接觸；所述的熱管及流體管路位于所述圓筒形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，其特征在于所述的流體管路的兩端設(shè)置有閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，其特征在于所述的熱管為Ω型熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，其特征在于所述的連接板為長方形，熱管在所述長方形上均勻排列，相鄰兩個熱管之間的間距為IOOmm 400mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，其特征在于所述的流體管路與熱管的固定連接部分的長度為IOOmm 500mm。
全文摘要
一種空間碎片防護(hù)型熱輻射器，是由多塊連接板圍成的圓筒形結(jié)構(gòu)，連接板的一側(cè)布置有平行排列的熱管，流體管路采用連續(xù)的方波形式布置在熱管之上，流體管路位于方波上升沿或者下降沿的部分與熱管固定連接，其余部分位于熱管之間并與連接板無接觸；熱管及流體管路位于所述圓筒形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上。本發(fā)明熱輻射器的流體回路管路比目前流體回路輻射器的流體管路大為減小，大大減小了流體管路被空間碎片擊中的概率。即使碎片擊中了熱管導(dǎo)致熱管泄漏而失效，僅會損失被撞擊的熱管所在一小片區(qū)域的散熱能力，幾乎不影響整個輻射器的工作。如果碎片擊中了流體管路導(dǎo)致流體管路泄漏而失效，自動閥會檢測到被撞擊支路壓力并隔離，不會使整個輻射器失效。
文檔編號B64G1/22GK102941926SQ20121043759
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者滿廣龍, 姜軍, 范宇峰, 于新剛, 卿恒新, 黃磊 申請人:北京空間飛行器總體設(shè)計部