[發明專利]微小衛星熱平衡試驗方法及系統

在審

• 申請號: 202210433591.6
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114757040A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 黃勁;卞永剛;陳有梅;付碧紅;斯朝銘
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

1.一種微小衛星熱平衡試驗方法，其特征在于，包括：

微小衛星經過正常的裝星流程后，選取合適的地面空間環境模擬器，進行真空熱平衡試驗；

建立微小衛星的熱分析初始簡化模型，使用熱分析簡化初始模型進行第一次微小衛星的仿真分析，在第一次微小衛星的仿真分析中屏蔽外熱流，得到第一仿真結果；

將真空熱平衡試驗的試驗結果與第一仿真結果進行對比，分析得到溫度分布差異，根據溫度分布差異判斷所述試驗結果與熱設計結果的偏差；

根據試驗結果與熱設計結果的偏差，修正熱分析初始簡化模型中所設置的參數，得到熱分析修正簡化模型；

使用熱分析修正簡化模型進行第二次微小衛星的仿真分析，在第二次微小衛星的仿真分析中，重新加載外熱流進行仿真分析，得到第二仿真結果；

將第二仿真結果作為微小衛星實際在軌工況的溫度，并將所述第二仿真結果與溫度指標要求進行對比，以判斷熱設計的合理性。

2.如權利要求1所述的微小衛星熱平衡試驗方法，其特征在于，

在第一次微小衛星的仿真分析中屏蔽外熱流，以計算微小衛星在無外熱流的情況下，微小衛星的溫度及需要補償的加熱功率；

根據試驗結果與熱設計結果的偏差，修正熱分析初始簡化模型中所設置的參數，以使熱分析修正簡化模型能夠反應微小衛星真實的熱控狀態。

3.如權利要求1所述的微小衛星熱平衡試驗方法，其特征在于，選取合適的地面空間環境模擬器包括：

使得地面空間環境模擬器與微小衛星的體積比大于2：1。

所述地面空間環境模擬器采用液氮制冷，壁面熱沉溫度低于100K，以模擬太空中4K背景溫度；

地面空間環境模擬器采用機械泵加分子泵的組合將內部真空度保持在優于1.3×10-3Pa；

地面空間環境模擬器的熱沉內表面的半球紅外發射率大于0.9。

4.如權利要求3所述的微小衛星熱平衡試驗方法，其特征在于，還包括：

微小衛星通過支撐或吊裝的方式放置于地面空間環境模擬器中；

地面空間環境模擬器中的微小衛星通過罐內轉接電纜與罐壁的法蘭盤連接，外部測試設備通過罐外轉接電纜與罐壁的法蘭盤連接，以使地面測試和采集設備與罐內試驗的微小衛星進行通訊、測試和供電。

5.如權利要求1所述的微小衛星熱平衡試驗方法，其特征在于，還包括：

步驟101，微小衛星的實物裝星；

步驟102，對微小衛星進行罐內無熱流的熱平衡試驗，試驗中微小衛星由外部電源按在軌的光照陰影進行供電，微小衛星內部的各單機按在軌實際任務模式進行工作，星上的控溫加熱回路均處于閉環控制狀態；

步驟103，根據微小衛星的實際狀態創建熱分析初始簡化模型；

步驟104，根據無熱流熱平衡試驗的罐內狀態，屏蔽外熱流，進行一輪仿真分析。

6.如權利要求5所述的微小衛星熱平衡試驗方法，其特征在于，還包括：

步驟105，將步驟102的試驗結果與步驟104的仿真結果進行對比，分析溫度差異結果及溫度差異原因；

步驟106，調整熱分析初始簡化模型中的熱參數，對熱分析初始簡化模型進行校核及修正，熱分析初始簡化模型的熱參數包括表面輻射特性和各組件之間的接觸熱阻；

步驟107，使用經過校核后的熱分析修正簡化模型，同時加入外熱流模塊，按衛星實際的軌道及姿態再進行一輪仿真分析；

步驟108，分析步驟107得到的在軌狀態的溫度結果；

步驟109，將步驟108分析的結果與技術要求進行對比，以判斷星上各單機的溫度是否滿足技術要求，若滿足則結束熱設計，若不滿足則對熱設計進行修改。