南理工一号立方星被动热控设计及其试验研究

发布时间：2017-09-26 12:26

  本文关键词：南理工一号立方星被动热控设计及其试验研究

  更多相关文章： 南理工一号立方星 热设计 热分析 热平衡试验 模型修正 在轨验证

【摘要】：南理工一号立方星是由南京理工大学研制和发射的一颗双单元立方星,重2.2kg,外形包络尺寸为100mmx 100mm×227mm,属纳卫星,运行于490km高度的太阳同步轨道。立方星太阳能电池阵每轨产生的平均电量仅为4.5W,能源有限,因此卫星热控采用被动热控措施为主。然而立方星高的热流密度和低的热惯性特点,给其热控设计带来了极大的挑战。本课题对南理工一号立方星进行被动热控设计和仿真分析,并通过地面热平衡试验和卫星在轨试验对热设计进行了有效验证,研究内容主要包括以下四个方面：分析了卫星总体对热控分系统所提需求,在遵循卫星热控设计基本原则和主要依据的基础上,结合国内外卫星热设计经验,提出了南理工一号立方星被动热控设计方案。使用I-DEAS TMG软件建立了立方星热仿真模型,进行了轨道、外热流以及卫星温度场计算。根据分析结果,对立方星热设计进行了一定的优化,再对卫星进行不同工况的温度场分析,结果表明星上各部件温度均处于指标温度范围之内。选择以加热片模拟空间外热流的方法,完成了卫星地面热平衡试验。对比试验测试结果与仿真分析数据表明两者相差在较小范围内,并且星上各部件试验温度均满足设计指标。对南理工一号立方星热模型参数集合进行了敏感性分类并修正,修正后的热网络模型计算结果显示表明能更好的与试验数据吻合,因此修正所得参数更能反映试验状态。分析了南理工一号在轨温度遥测数据,对比地面试验数据、仿真数据,结果显示三者间偏差较小,表明本文的被动热控设计能够满足星上热控要求。
【关键词】：南理工一号立方星 热设计 热分析 热平衡试验 模型修正 在轨验证
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V444.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 背景和意义10-12
• 1.2 卫星热控制技术的发展12-13
• 1.3 卫星热控制技术的现状13-14
• 1.4 本文主要内容14-15
• 2 南理工一号立方星被动热控设计15-30
• 2.1 卫星热控制系统温度要求15-16
• 2.2 卫星热控制设计的主要原则及基本依据16-17
• 2.3 卫星热控措施与方法17-20
• 2.3.1 热控涂层18
• 2.3.2 多层隔热材料18-19
• 2.3.3 电加热器19-20
• 2.4 热设计基本原则分析20
• 2.5 热设计主要依据分析20-27
• 2.5.1 卫星任务和特点20
• 2.5.2 卫星轨道条件20-21
• 2.5.3 卫星构形及星上设备布局21-22
• 2.5.4 卫星星上参数22-23
• 2.5.5 卫星空间热环境分析23-27
• 2.6 热控设计及方案制定27-29
• 2.7 本章小结29-30
• 3 南理工一号立方星温度场数值分析30-47
• 3.1 卫星在宇宙空间的热平衡31
• 3.2 空间传热学理论31-33
• 3.2.1 热传导32
• 3.2.2 热辐射32-33
• 3.3 热模型建立33-37
• 3.3.1 单元建立33-35
• 3.3.2 导热设置35-36
• 3.3.3 辐射设置36
• 3.3.4 边界条件创建36
• 3.3.5 轨道姿态设置36-37
• 3.4 温度场计算及结果分析37-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 南理工一号立方星地面瞬态热平衡试验47-62
• 4.1 空间热环境模拟设备及其影响分析47-48
• 4.1.1 真空模拟47-48
• 4.1.2 低温和黑背景模拟48
• 4.1.3 空间外热流模拟48
• 4.2 试验工况的确定48-49
• 4.3 热平衡试验及试验数据分析49-61
• 4.3.1 加热片设计要求49
• 4.3.2 星体表面参数49-50
• 4.3.3 加热片加热功率的确定50-54
• 4.3.4 热控试验星的制备54-57
• 4.3.5 试验工况设计57
• 4.3.6 试验结果分析57-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 南理工一号立方星热模型修正及在轨验证62-72
• 5.1 计算结果误差来源分析62-63
• 5.2 热网络模型修正方法63-64
• 5.3 参数修正及仿真结果分析64-67
• 5.4 在轨遥测温度数据分析67-71
• 5.5 本章小结71-72
• 6 结论与展望72-74
• 6.1 工作总结72
• 6.2 工作展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 附录79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋明生;陆良电厂热控设计修改问题的分析[J];云南电力技术;1998年02期

2 徐济万;;返回式卫星的热控设计[J];中国空间科学技术;1990年06期

3 傅钧;刘兵;;费县电厂2×600MW机组湿法脱硫热控设计特点[J];山东电力高等专科学校学报;2007年02期

4 李守唐;对妈湾电厂热控设计和安装的几点看法[J];电力建设;1994年08期

5 胡明亮;徐云东;陈建新;;某地球静止轨道卫星成像辐射计热控设计[J];上海航天;2009年06期

6 江利锋;傅伟纯;陈建新;;高分辨率三线阵相机精密热控设计及试验[J];宇航学报;2014年04期

7 刘伟;杨沪宁;;“天绘一号”卫星热控设计及飞行验证[J];遥感学报;2012年S1期

8 吴伟军;;涉外电站EPC项目工程热控设计心得[J];电力勘测设计;2010年01期

9 韩崇巍;赵U_伟;张e，

本文编号：923512