[發明專利]一種航天器真空熱環境模擬結構及溫度調節方法

在審

• 申請號: 202110655140.2
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113602537A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王晶;李日華;杜春林;秦家勇;劉波;吳東亮;于晨;安萬慶;朱琳;張麗娜
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00;G06F17/15
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請公開了一種航天器真空熱環境模擬結構及控溫方法，其中模擬結構包括真空容器，真空容器內底部設置有支撐架；還包括固定在支撐架中部的梁式框架、若干對稱固定在梁式框架上的衛星安裝架、安裝在衛星安裝架上的衛星、豎直固定在梁式框架上且位于相鄰的衛星安裝架之間的星間主冷板、設置在每顆衛星底部的下冷板；每顆衛星的上表面及下表面設有燈陣及用于測溫的溫度傳感器；燈陣用于加熱，提供熱環境。本申請通過在真空容器內將多顆衛星對稱式布置在一梁式框架上，在衛星正下方與相鄰兩顆衛星之間設置冷板，避免了衛星熱試驗背景熱流過大而引起溫度模擬誤差；在一個容器內成功實現了兩顆衛星背景熱流一致性和衛星間的熱流無擾。

技術領域

本公開一般涉及航天器地面熱試驗領域，具體涉及一種航天器真空熱環境模擬結構及溫度調節方法。

背景技術

航天器或者衛星在發射場進行發射前，需要在真空容器內進行太空環境的等效模擬，即需要對衛星經歷的真空熱環境進行模擬，以完成對衛星熱設計模型和星上設備可靠性的驗證。通常真空熱環境模擬為單個容器內對單顆衛星進行環境模擬。針對北斗三號衛星批產化生產需求，要在單顆容器內同時進行多顆衛星的并行熱試驗。這種情況下，需要解決多顆衛星并行試驗進行環境模擬時，衛星之間的相互熱干擾與衛星背景熱流一致性問題。同時多顆衛星進行熱試驗，衛星熱試驗期間排氣量增大，星上設備與外熱流模擬設備的數量等比例急劇增加，需要解決衛星排氣問題，以及熱真空試驗溫度控制效率低及控制精度差等問題。本發明通過提出一種一器多星并行真空熱試驗方法，該方法提供了一種多顆衛星在單一容器內同時進行熱試驗時的真空熱環境模擬的技術方案。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種航天器真空熱環境模擬結構，包括真空容器，所述真空容器內底部設置有支撐架；還包括固定在所述支撐架中部的梁式框架、若干對稱固定在所述梁式框架上的衛星安裝架、安裝在衛星安裝架上的衛星、豎直固定在所述梁式框架上且位于相鄰的衛星安裝架之間的星間主冷板、設置在每顆衛星底部的下冷板；每顆所述衛星的上表面設有上燈陣及用于測溫的溫度傳感器，每顆所述衛星的下表面設有下燈陣及用于測溫的溫度傳感器；所述上燈陣和下燈陣用于加熱，提供熱環境。

根據本申請實施例提供的技術方案，還包括安裝在所述衛星上的水平傾角傳感器、均勻設置在所述梁式框架底部的若干水平調節機構；所述水平調節機構用于根據所述水平傾角傳感器的信號調節梁式框架的豎直高度。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述水平調節機構包括上下貫通且頂端固定在所述梁式框架底部的安裝座、從所述安裝座穿過的推桿；所述推桿的底端固定在所述支撐架上；

所述推桿包括位于底部的螺紋筒、螺紋連接在所述螺紋筒內的螺紋桿；

所述安裝座的底部固定有傳動機箱；所述傳動箱由電機驅動帶動所述螺紋桿轉動。

所述傳動機箱的側壁設有加熱片，所述加熱片由控溫儀控制加熱。

根據本申請實施例提供的技術方案，還包括用于測量衛星內壓力的真空規；所述真空規通過支架安裝在所述衛星的艙板上；所述衛星的艙板對應所述真空規的測量口開設有開孔；所述開孔在所述真空規固定安裝后密封。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述支架與所述衛星的艙板之間設有隔熱墊片。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述真空規為熱陰極電離規。

根據本申請實施例提供的技術方案，所述衛星安裝架為L型安裝架，L型支架及衛星對稱布置在星間主冷板兩側。

第二方面，本申請提供一種航天器真空熱環境溫度調節方法，應用于上述的航天器真空熱環境模擬結構，包括以下步驟：

將每個所述上燈陣和下燈陣均劃分為若干個溫度控制區，每個所述溫度控制區通過PID運算器控制其電流信號，每個所述控制器的電流信號根據以下步驟確定：

以實驗開始時間為基準開始計時；