【摘 要】
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随着世界航天事业的发展,深空探测技术不断进步。开展月球探测任务作为迈向航天深空探测的第一步,具有重要的研究价值和意义。月面载荷作为执行探测任务的工程或科学试件,载荷内部设备与仪器对温度均有一定要求。为了满足载荷各系统对温度的需求,需要对载荷的热控方案进行合理的设计与布局。航天器热控制系统由被动热控与主动热控组成,论文针对被动热控技术开展研究。以月面载荷模型的被动热控制系统为基础,研究月面载荷模型在
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随着世界航天事业的发展,深空探测技术不断进步。开展月球探测任务作为迈向航天深空探测的第一步,具有重要的研究价值和意义。月面载荷作为执行探测任务的工程或科学试件,载荷内部设备与仪器对温度均有一定要求。为了满足载荷各系统对温度的需求,需要对载荷的热控方案进行合理的设计与布局。航天器热控制系统由被动热控与主动热控组成,论文针对被动热控技术开展研究。以月面载荷模型的被动热控制系统为基础,研究月面载荷模型在月面工作段的被动热控设计方案。通过地面实验与数值模拟方法,研究热控涂层与多层隔热组件对月面载荷模型被动热控的影响规律,并设计适用月面载荷模型的被动热控方案。建立月面载荷模型地面模拟实验台,分别开展无防护条件与保温隔热条件下的实验测试。通过前处理软件Thermal Desktop建立与地面模型实验同尺寸的物理模型,并采用求解软件SINDA/FLUINT进行数值模拟计算。对比实验结果,验证了数值模拟的可靠性与可行性。通过数值模拟软件,建立月面载荷的初样模型。分别针对热控涂层与多层隔热组件两种被动热控方式进行数值模拟,研究太阳吸收比、红外发射率、多层隔热组件厚度以及当量导热系数4种参数对月面载荷模型被动热控的作用效果,并得到了热控涂层与多层隔热组件的优选取值范围。在此基础上,结合实际航天工程中常用的被动热控材料,设计了5种被动热控方案。采用数值模拟对比分析5种热控方案的热控制效果,提出适于月面载荷模型的优选被动热控方案,分析显示该优选方案相比无防护措施下的能耗节约率为97.06%。论文的研究结果可为月面载荷的被动热控方案设计提供数值依据与应用参考。
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