[發明專利]超小彎曲半徑槽道熱管及其制造方法

在審

• 申請號: 202011261810.4
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112344779A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 趙凱璇;代善良;宋文成;段洋;蔣沛沛;張鵬;閔小峰;孫敬文
• 申請（專利權）人: 上海衛星裝備研究所
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F28F9/18;F28F21/08;F28G7/00;F28G9/00;F28G15/00;G01N21/88
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種超小彎曲半徑槽道熱管，包括：第一直線段、第二直線段、彎曲段、槽道和空腔，彎曲段一端連接第一直線段，另一端與第二直線段相連；第一直線段、第二直線段和彎曲段內設置有相互連通的槽道和空腔；槽道內充裝有液態工質，空腔內充裝有氣態工質。本發明的超小彎曲半徑槽道熱管的彎曲半徑不大于5倍特征尺寸，在有效利用衛星空間的同時，減小了熱管對艙板和衛星包絡尺寸的影響，增加了熱管空間布置的靈活性；同傳統大半徑彎曲熱管相比，在相同彎曲半徑條件下，本發明可選用截面尺寸更大的型材，增加了熱管的傳熱量，有效提高了熱控系統的傳熱能力。

技術領域

本發明涉及航天熱傳輸技術領域，具體地，涉及一種超小彎曲半徑槽道熱管及其制造方法。

背景技術

隨著衛星結構越來越復雜，整星系統及單機上彎曲熱管需求量越來越大，所占比例越來越高，彎曲方式越來越多樣。但就現有技術存在的問題來說，傳統大半徑彎曲熱管具有應用上的限制并且槽道熱管傳統制造上成型精度不高的問題，亟需解決。

(一)傳統大半徑彎曲熱管的應用限制

傳統鋁-氨槽道熱管的彎曲半徑通常限定在5倍特征尺寸以上(鋁合金型材管體外輪廓直徑)。熱管彎曲半徑較大時，熱管設計過程中需考慮其彎曲半徑影響：當熱管跨艙板布置時，需對熱管安裝路徑上的艙板進行開洞或預留缺口；彎曲半徑較大時，將導致星表部分位置熱管凸出包絡尺寸增大，限制了彎曲熱管在星上的使用和布置。因此，在特殊條件下，小彎曲半徑熱管甚至超小彎曲半徑熱管成為必然的選擇。

(二)槽道熱管傳統制造存在缺點

傳統鋁-氨槽道熱管多采用“擠壓拉伸鋁合金型材+人工推彎彎曲成形+焊接充裝”的方式開展制造工作。擠壓拉伸鋁合金型材的制造精度較高，熱管截面的槽道和空腔尺寸精度通常優于±0.05mm，因此該類型槽道熱管的工質充裝量通常通過 1-2個端面切片尺寸即可計算(亦可形成1組數據，供同批次、同形狀的產品計算充裝量使用)。

與此同時，擠壓拉伸鋁合金型材熱管管體彎曲難度大、彎曲方式復雜、型材種類多。目前衛星用彎曲熱管一般以手工推彎成形為主要工藝方法，彎曲熱管手工推彎成形工藝模式主要存在以下缺點：

(1)熱管管體存在彎曲回彈現象，且管體內部存在毛細槽道，無法加入芯棒，管體在彎曲過程中成形精度不高，截面形變較大。又因熱管管體內部存在槽道，無法準確計算回彈量，操作不當會引起熱管內、外側結構出現非線性形變。經彎折后，部分熱管內壁出現凹陷、毛細槽道口寬度變化甚至閉合、毛細槽道和內部空腔形狀變化、截面積減小等現象，降低熱管傳熱能力。

(2)彎曲熱管手工成形屬于冷彎成形，需經過多次彎曲操作，易造成型材疲勞，影響產品可靠性。熱管管體型材在彎曲過程中因其自身材料特性產生塑性變形，而過小的彎曲半徑易造成熱管型材產生裂紋等缺陷，影響熱管的使用可靠性，嚴重情況下導熱型材報廢。因此，鋁合金型材手工推彎成形的最小折彎半徑通常為5倍以上特征尺寸。

(3)現有彎曲工藝速度、切點位置等工藝參數難以控制，彎曲過程依賴技能人員的熟練度和經驗，導致產品狀態和質量一致性不高。

經過檢索，專利文獻CN109297329A公開了一種帶有周向槽道的槽道熱管及其連接方法，多個帶周向槽的軸向槽道熱管管殼通過均溫接頭組合成一個內部軸向槽道和蒸汽通道互相連通的異型槽道熱管系統。該現有技術內部軸向槽道和蒸汽通道互相連通的異型槽道熱管系統可替代傳統的正交搭接熱管系統，避免熱管之間的搭接熱阻，雖然提高了傳熱效率和均溫效果，但是無法精確計算回彈量，在制造過程中存在很多問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種超小彎曲半徑槽道熱管及其制造方法。本發明目的在于有效利用衛星空間，使得空間布置更靈活；選型更豐富，有效提高熱控系統傳熱能力；成型精度高，產品一致性好。

根據本發明提供的一種超小彎曲半徑槽道熱管，包括：第一直線段、第二直線段、彎曲段、槽道和空腔，