卫星载荷用远距离散热装置及卫星的制作方法

本发明属于航天器热控制领域，具体地，涉及卫星载荷用远距离散热装置及卫星。尤其涉及载荷散热环境不佳情况下，进行远距离散热的装置。

背景技术：

1、随着卫星功能的多样化，星上的载荷仪器越来越多，布局越来越密集，由于载荷间的相互遮挡或者外热流环境恶劣，有的载荷仪器无法通过本体上的散热面直接散热，需要根据卫星的布局条件选择散热效率更好的散热面，往往与载荷本体距离较远，因此就需要建立载荷与散热面间可靠的高效的远距离传热路径。

2、经现有技术检索，一类专利是基于环路热管(lhp)进行热量的排散装置，如《一种基环路热管大热量高热流密度的散热装置》(专利文献cn115540659a)，该装置基于毛细抽吸两相流体传热回路的基本原理，由蒸发器、蒸汽管道、冷凝器、液体管道和储液器组成。液态工质在毛细芯的表面吸热蒸发，经蒸发器内部的蒸汽通道流出蒸发器，进入蒸汽管道，然后进入冷凝器冷凝为液体并得到过冷，释放热量。在毛细力的作用下，又经过液体管道流回蒸发器。该装置一般与可展开式辐射器配合使用，其主要缺点是系统复杂，工作不稳定、可靠性低。

3、一类专利是基于流体回路的热量排散装置，如《航天器单相流体回路散热系统》(专利文献cn115848656a)，该装置基于机械泵的驱动力将回路中的工质从热沉端向辐射散热器之间循环，从而实现热量的持续排散，由热沉、传输管路、阀门、辐射器、控制器组成。该装置可通过主动调控工质的流量来控制传热量，但是系统复杂，重量大、成本高、可靠性低。

4、一类专利是对热管进行弯曲造型或组成网络实现热量的传输，如《一种热管装置》(专利文献cn108278914a)通过蒸发器与热管耦合，增大了热管的接触换热面积。《一种远距离热管传热装置》(专利文献cn107883797a)通过法兰盘导热连接热管阵列，实现热源向吸热组件的传热。《一种多级分体式热管》(专利文献cn203037117u)由相同的多个热管单元相互并联构成的一组独立的循环回路，整个系统的蒸发器和冷凝器分开布置。

5、针对卫星上布局位置不佳导致载荷本体或附近没有较理想的散热面的情况，如果采用普通的长距离弯曲外贴热管，则带来安装不便、难以保证安装面平面度从而导致传热效率低下等问题。因此，需要一种有效的远距离热量传输装置，以解决载荷单机的热量排散问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星载荷用远距离散热装置及卫星。

2、根据本发明提供的一种卫星载荷用远距离散热装置，包括：热量收集板1、外贴热管2、隔热座3、散热板5；

3、所述外贴热管2从热量收集板1延伸至散热板5，在热量收集板1外表面与散热板5之间形成导热连接；外贴热管2沿途用隔热座3安装固定。

4、优选地，还包括：热管卡箍4；

5、外贴热管2中途对接处用热管卡箍4紧固；

6、优选地，所述热量收集板1安装于卫星载荷头部外侧，载荷内部发热组件直接安装于热量收集板1上，或通过热管导热连接至热量收集板1；所述散热板5隔热安装在卫星上，外贴热管2冷端与散热板5导热连接；

7、优选地，对于热传输距离超过3m时，采用两段外贴热管2导热拼接；

8、外贴热管2在导热连接处的翅片保留，外贴热管2非接触处翅片裁剪掉；外贴热管2传热路径上通过隔热座3与星体顶板12、载荷侧板13隔热安装。

9、优选地，所述外贴热管2的隔热座3为凹槽结构，将外贴热管2卡在凹槽结构内，另加盖板301用螺钉11紧固使外贴热管2固定牢靠；外贴热管2安装前外表面包覆10单元多层隔热组件6；多层隔热组件6主要由隔热单元与面膜组合而成，隔热单元被包裹于面膜中；

10、所述外贴热管2导热连接处，填涂导热硅脂，用热管卡箍4将上下两层外贴热管2压紧，并用螺钉11紧固牢靠；外贴热管2外表面用多层隔热组件6包覆。

11、优选地，所述多层隔热组件6最内层为聚酰亚胺薄膜，中间为涤纶网布与聚酯薄膜组成的隔热单元，最外层为f46镀银薄膜。

12、优选地，还包括：加热器8；

13、所述散热板5上粘贴加热器8，加热器8通过主动调节散热板5的温度来控制载荷发热器件的温度水平；

14、散热板5安装在星体顶板12边缘，散热板5的+y面14作为散热面；在散热板5上布置1路热敏电阻7、2路加热器8，实现散热板5的闭环温控，对散热板5的温度水平及温度波动进行主动调节。

15、优选地，把载荷内部分散的热源收集到一块热量收集板1，再通过多根外贴热管2首尾导热拼接成散热通路，把热量传输给散热板5。

16、优选地，散热板5的散热面喷涂ks-z热控白漆。

17、根据本发明提供的一种卫星，包括所述的卫星载荷用远距离散热装置进行远距离散热。

18、与现有的技术相比，本发明具有如下的有益效果：

19、1、卫星上由于布局空间紧张，某些载荷周边因受遮挡而没有可利用的散热面，导致载荷仪器无法有效散热的问题。本发明能够根据星上的热环境，选择最佳的散热面位置，不受载荷布局位置的限制。

20、2、本发明既满足了载荷的个性化散热需求，又将星上的空间布局资源充分利用，使系统效益最大化。

21、3、本发明设计方法合理可行，无转动部件，可靠性好、适应性强。

22、4、本发明把载荷内部分散的热源收集到一块金属板上(即热量收集板1)，再通过多根的外贴热管2首尾导热拼接成散热通路，把热量传输给散热板5。这样，本发明的能量传输的路程更远，可以利用更远处的散热面。针对热管型材长度的限制，单根热管的长度最大为4m的问题，本发明通过多级热管导热连接，散热路径更，并且本发明安装更灵活便捷，安装界面简洁，载荷可以更容易拆装。

技术特征：

1.一种卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，包括：热量收集板(1)、外贴热管(2)、隔热座(3)、散热板(5)；

2.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，还包括：热管卡箍(4)；

3.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，所述热量收集板(1)安装于卫星载荷头部外侧，载荷内部发热组件直接安装于热量收集板(1)上，或通过热管导热连接至热量收集板(1)；所述散热板(5)隔热安装在卫星上，外贴热管(2)冷端与散热板(5)导热连接。

4.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，对于热传输距离超过3m时，采用两段外贴热管(2)导热拼接；

5.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，所述外贴热管(2)的隔热座(3)为凹槽结构，将外贴热管(2)卡在凹槽结构内，另加盖板(301)用螺钉(11)紧固使外贴热管(2)固定牢靠；外贴热管(2)安装前外表面包覆10单元多层隔热组件(6)；多层隔热组件(6)主要由隔热单元与面膜组合而成，隔热单元被包裹于面膜中；

6.根据权利要求5所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，所述多层隔热组件(6)最内层为聚酰亚胺薄膜，中间为涤纶网布与聚酯薄膜组成的隔热单元，最外层为f46镀银薄膜。

7.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，还包括：加热器(8)；

8.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，把载荷内部分散的热源收集到一块热量收集板(1)，再通过多根外贴热管(2)首尾导热拼接成散热通路，把热量传输给散热板(5)。

9.根据权利要求1所述的卫星载荷用远距离散热装置，其特征在于，散热板(5)的散热面喷涂ks-z热控白漆。

10.一种卫星，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的卫星载荷用远距离散热装置进行远距离散热。

技术总结
本发明提供了一种卫星载荷用远距离散热装置及卫星，属于航天器热控设计领域，包括：热量收集板、外贴热管、隔热座、热管卡箍、散热板、多层隔热组件、热敏电阻、加热器。卫星载荷将发热部件直接安装于热量收集板或者通过热管传输到热量收集板，热量收集板再将热量集中通过外贴热管传输至远端散热板，远端的散热板可以根据星上散热条件选择热流环境最优的位置布局，通过外贴热管进行远距离的传输。热量收集板上的加热器可以进行闭环控温，满足载荷探测器的控温和加热去污需求。本发明解决了星外载荷在恶劣外热流环境条件下的散热难题，能够适应不同的载荷布局条件，充分利用星上散热资源，具有安全可靠、散热效果好等优点。

技术研发人员：桂利佳,徐文杰,李言青,高洪达,杜嘉旻,赵小翔
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15