[發明專利]一種航天器用太陽帆板驅動機構及其熱設計方法

有效

• 申請號: 202110100884.8
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112874821B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王翠林;孫日思;王斌
• 申請（專利權）人: 深圳航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明涉及一種β角變化范圍較大的航天器用太陽帆板驅動機構及其熱設計方法，太陽帆板驅動機構包括安裝支架、A軸主殼體以及安裝在A軸主殼體上的A軸步進電機和A軸減速器、B軸主殼體以及安裝在B軸主殼體上的B軸步行電機和B軸減速器、以及擺動線纜，本發明的熱設計方法包括散熱面設計和熱量補償設計，通過在太陽帆板驅動機構表面噴涂高發射率低吸收比且末期退化較小的熱控白漆（KS?ZT白漆）、貼裝F46膜等熱控措施進行控溫，對于低溫工況采用電加熱片的主動熱控措施進行控溫，同時對太陽帆板驅動機構擺動電纜進行專門的熱控設計。本發明方法使太陽帆板驅動機構處于較好的溫度范圍之內。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體地，涉及一種航天器用太陽帆板驅動機構及其熱設計方法。

背景技術

太陽帆版驅動機構(SADA)是航天器上用于驅動太陽帆板轉動的機構，使得光照區太陽電池陣長期對日，保證整星能源供應。SADA一般安裝在艙外，空間環境非常惡劣。其中結構件的熱控制要求是保證其溫度在允許的范圍之內，而SADA的電機長期工作熱耗較大，使驅動組件面臨高溫風險，而減速器內的潤滑劑適應的溫度范圍較窄，低溫一般不低于-70℃。SADA本身尺寸較小，而長期熱耗較大，使得高溫條件下SADA的熱設計有較大約束。考慮到SADA的最大運動包絡，和線纜的活動性要求，增大了熱控設計實施難度。對于傳統的三軸穩定的立方體衛星，太陽帆板安裝在±Y側，衛星±Y面包覆多層隔熱材料，多層面膜為單面鍍鋁聚酰亞胺膜。當前絕大部分SADA是應用在β角(軌道太陽角)范圍較小的航天器上，不存在背面散熱被星體遮擋的情況，常用的熱控措施就是噴涂熱控白漆或者表面貼膜對星體進行散熱。

隨著商業衛星的蓬勃發展，SADA使用越來越廣泛，應用在β角變化范圍較大的衛星上變得很常見。當β角較大星體處于全光照條件下，星體-Y面長期受曬，多層表面溫度很高，此時-Y側SADA長期受曬，背面被星體遮擋，此時星體多層表面溫度比SADA溫度還高，SADA背面散熱被阻隔，此時需要采用新的熱設計方法，來滿足SADA的溫度指標要求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提出一種β角變化范圍較大的航天器用太陽帆板驅動機構及其熱設計方法，通過在太陽帆板驅動機構表面噴涂高發射率低吸收比且末期退化較小的熱控白漆(KS-ZT白漆)、貼裝F46膜等熱控措施進行控溫，對于低溫工況采用電加熱片的主動熱控措施進行控溫，同時對太陽帆板驅動機構擺動電纜進行專門的熱控設計，使太陽帆板驅動機構處于較好的溫度范圍之內。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明的一種航天器用太陽帆板驅動機構，包括：

安裝支架，所述安裝支架與星體導熱安裝；

A軸主殼體，所述A軸主殼體兩頭分別支撐在兩邊的安裝支架上，在A軸主殼體垂直方向為B軸主殼體，所述B軸主殼體安裝在A軸主殼體上，與A軸主殼體形成AB軸支架；

所述A軸主殼體上安裝有A軸步進電機和A軸減速器，所述A軸步進電機與A軸主殼體形成法蘭圓周邊緣；

所述B軸主殼體上安裝有B軸步進電機和B軸減速器，所述B軸步進電機與B軸主殼體形成法蘭圓周邊緣；

所述B軸主殼體還包括有B軸端面，所述B軸端面與太陽翼支架隔熱安裝；

擺動線纜，所述擺動線纜沿走向固定在所述安裝支架、A軸主殼體以及B軸主殼體上。

本發明的一種航天器用太陽帆板驅動機構的熱設計方法，包括散熱面設計和熱量補償設計；

所述散熱面設計包括對太陽帆板驅動機構表面噴涂熱控白漆或貼裝F46膜；

所述熱量補償設計包括利用電加熱回路對太陽帆板驅動機構進行熱量補償。

優選地，所述散熱面設計具體為：