[發(fā)明專利]具有組合加強(qiáng)片/熱管的衛(wèi)星輻射器面板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680026548.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN107848635B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·D·史密斯;D·W·菲爾德;A·奧斯奇基;J·格羅斯曼
• 申請（專利權(quán)）人: 世界衛(wèi)星有限公司
• 主分類號: B64G1/50
• 分類號: B64G1/50;B64G1/10;B64G1/44;B64G1/58;F28D15/02
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 趙東明

本發(fā)明涉及一種用于衛(wèi)星的無源熱系統(tǒng)，所述無源熱系統(tǒng)包括固體輻射器面板，所述固體輻射器面板具有附接至其表面的多個熱管。除了其熱傳輸能力之外，所述熱管增強(qiáng)其所聯(lián)接的所述輻射器面板。在一些實(shí)施例中，所述熱管進(jìn)行結(jié)構(gòu)上修改以增加其面積慣性矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)繞地球通信衛(wèi)星。

背景技術(shù)

通信衛(wèi)星從地球的表面接收無線電信號并將無線電信號傳送至地球的表面。盡管環(huán)繞地球通信衛(wèi)星已使用多年，但是向此類衛(wèi)星機(jī)載的熱敏感電子部件提供足夠冷卻和熱分布仍然是個問題。

存在衛(wèi)星的熱系統(tǒng)必須應(yīng)對的兩種主要熱源。一種熱源為太陽能輻射。太陽能輻射可由熱絕緣屏蔽罩吸收或通過向衛(wèi)星提供合適反射性外部表面可易于反射遠(yuǎn)離衛(wèi)星。第二熱源為衛(wèi)星機(jī)載的電子器件。電子器件生成熱量的移除更麻煩，因?yàn)榇祟悷崃勘仨殢男l(wèi)星內(nèi)的各個位置進(jìn)行收集，傳輸至其可從衛(wèi)星排斥的位點(diǎn)，并且然后輻射至空間中。

無源熱面板可用于從衛(wèi)星消散熱量。在一種配置中，無源熱面板包括蜂窩芯部，該蜂窩芯部具有嵌入其中的熱管。熱管為閉合腔室，通常為管的形式，該閉合腔室具有填充有工作流體的內(nèi)部毛細(xì)結(jié)構(gòu)。衛(wèi)星的操作溫度范圍設(shè)定了工作流體的選擇；氨氣、乙烷和丙烯為典型選擇。熱輸入(即，從熱生成電子器件的熱輸入)致使工作流體蒸發(fā)。蒸發(fā)流體將熱量承載向較冷熱輸出部段，其中熱量隨著流體冷凝而被排斥。排斥熱量由熱輸出部段的冷卻器表面吸收，并且然后輻射至空間中。冷凝物通過毛細(xì)作用力返回至熱輸入部段(熱生成部件附近)以完成循環(huán)。

蜂窩芯部通常為低強(qiáng)度輕質(zhì)材料。對于該原因等任何其它原因，薄硬面板或“表皮(skin)”設(shè)置于蜂窩芯部的兩個主表面上。芯部因此“夾持(sandwiched)”于殼體之間。該復(fù)合物的強(qiáng)度很大程度上取決于：(1)外部殼體和(2)粘結(jié)蜂窩芯部和殼體的粘合劑層。面板制造為極其昂貴的且勞動量大，但幾乎存在平面外載荷或模態(tài)關(guān)注問題的各處均需要面板。

無源熱面板的第二配置簡單地為固體金屬殼體。然而，此類殼體結(jié)構(gòu)上低效用于衛(wèi)星，因?yàn)闅んw的彎曲剛度與其厚度的立方成比例。除非添加昂貴且笨重加強(qiáng)片以增加彎曲剛度，但是此類固體殼體可僅用于短跨距上或僅與安裝至其的極小質(zhì)量塊(即，結(jié)構(gòu))一起使用。

因此，仍存在對用于衛(wèi)星的無源熱面板的改善需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過將熱管聯(lián)接至固體金屬輻射器的表面提供了一種改善的無源熱系統(tǒng)。除了提供其正常熱功能之外，熱管用作結(jié)構(gòu)肋部以增強(qiáng)面板。

對于無源熱系統(tǒng)的該方法利用熱管的橫截面和面積慣性矩來最大化結(jié)構(gòu)效果。與現(xiàn)有技術(shù)相對比，其中熱管嵌入蜂窩芯部使得它們事實(shí)上對面板無結(jié)構(gòu)支撐。由于以根據(jù)本教導(dǎo)的熱管加強(qiáng)固體金屬輻射器面板，輻射器面板相比于其它情況可為較薄的，這相當(dāng)于重量節(jié)省和成本節(jié)省。

在一些實(shí)施例中，熱管進(jìn)行結(jié)構(gòu)上修改以增加其剛度和其所附接的面板的剛度。在一些實(shí)施例中，修改增加了熱管的平面外高度。更具體地，此類修改大體上沿著正交于輻射器面板的平面的軸線增加“面積惰性矩”的分量，所修改熱管附接至該輻射器面板。

結(jié)構(gòu)修改對于熱管的熱傳遞能力通常具有小影響(如果有的話)。當(dāng)然，不同于地面應(yīng)用，其中翅片(通常10個或更多個)用于對流冷卻，在真空空間中，此類翅片將僅輻射，從而提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)較少的潛力用于冷卻。

此類修改熱管將通常具有單個構(gòu)件(例如，翅片等)，該單個構(gòu)件延伸自其主體(即，熱管的含鏜孔部分)。在一些實(shí)施例中，所修改熱管具有延伸自其的兩個構(gòu)件。具有三個或更多個翅片的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)將是最小的，但是這將會造成重量損失。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本教導(dǎo)的衛(wèi)星。

圖2示出了圖1的衛(wèi)星的一些部分的分解圖。