一体化热控装置、系统及人造卫星的制作方法

文档序号:36456010发布日期:2023-12-21 16:58阅读:188来源:国知局
技术简介:
本技术针对卫星蓄电池和光学相机对温度控制精度要求高、传统独立热控设计占用加热回路资源和重量的问题,提出一体化热控装置。通过石墨烯薄膜支撑架集成多层隔热组件与辐射控温组件,实现蓄电池组与光学相机的协同温控,利用石墨烯高效热传导特性提升热交换效率,降低整星热控重量与成本。
关键词:卫星热控装置,一体化温度控制

本技术涉及卫星热控制,尤其是涉及一种一体化热控装置、系统及人造卫星。


背景技术:

1、蓄电池是卫星电源分系统的重要组成部分,是航天器常用的供电部件,其稳定、可靠工作是航天任务成功完成的主要保障。一般情况下,蓄电池绝缘安装在舱内,不同于常规电子设备温度范围(一般为-10℃~+50℃),蓄电池组在轨工作温度要求常为+10℃~+30℃,最佳工作温度通常为20±5℃以内,且蓄电池组各单体电池之间温差不高于5℃,以保证各单体电池的放电速率相同。

2、受空间相机任务限制,相机光学系统对温度及温度稳定性的要求极为苛刻,通常为基准温度±2℃以内。另外,为保证相机在轨成像性能,相机在轨工作温度通常与地面装调温度保持一致,一般为20℃。

3、以往针对卫星蓄电池及光学相机这种特殊设备,通常对设备进行独立热控设计,独立热控手段对于加热回路资源和重量资源有严格限制的整星来说可能难以承受。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种一体化热控装置、系统及人造卫星,以节约加热回路资源,减轻重量。

2、第一方面,本实用新型实施例提供了一种一体化热控装置,应用于人造卫星上的蓄电池组和光学相机;所述一体化热控装置包括第一支撑架、第一多层隔热组件、辐射组件、第二支撑架和第二多层隔热组件;所述第一支撑架与所述第一多层隔热组件固定连接,所述第一多层隔热组件通过所述第一支撑架包覆所述蓄电池组的外表面;所述辐射组件设置在所述光学相机的主镜框架的背面,所述辐射组件用于采用间接辐射控温技术对所述主镜框架进行温度控制;所述第二支撑架与所述第二多层隔热组件固定连接,所述第二多层隔热组件通过所述第二支撑架包覆所述辐射组件的背面;

3、所述第一支撑架和所述第二支撑架均由石墨烯薄膜制成,且所述第一支撑架和所述第二支撑架是一体化设计的。

4、进一步地,所述辐射组件包括辐射板、加热器和温度传感器,所述辐射板安装在所述主镜框架的背面,所述加热器和所述温度传感器均设置在所述辐射板的背面,所述加热器用于对所述辐射板进行加热,所述温度传感器用于检测所述辐射板的温度。

5、进一步地,所述辐射板为3mm厚的高导热石墨扩热板。

6、进一步地,所述石墨烯薄膜为300μm厚的高导热柔性石墨烯薄膜。

7、进一步地,所述石墨烯薄膜的两侧分别复合一层聚酰亚胺膜。

8、进一步地,所述第一多层隔热组件的最外层和所述第二多层隔热组件的最外层均设置有双面镀铝聚酯膜。

9、第二方面,本实用新型实施例还提供了一种一体化热控系统,包括第一方面所述的一体化热控装置,还包括设置在人造卫星上的蓄电池组和光学相机;所述一体化热控装置用于对所述蓄电池组和所述光学相机进行温度控制。

10、进一步地,所述蓄电池组包括蓄电池单体和底板,所述蓄电池单体通过所述底板安装在所述人造卫星的舱板上,所述底板朝向所述舱板的外表面采用黑色阳极氧化处理。

11、进一步地,所述光学相机包括主镜,以及依次设置的遮光罩、镜筒、主镜框架和焦面箱,所述主镜设置在所述主镜框架内;所述主镜框架的除背面之外的外表面、所述镜筒的外表面和所述遮光罩后端的外表面均包覆有第三多层隔热组件,所述遮光罩前端的外表面设置有白漆热控涂层;其中,所述后端为靠近所述镜筒的一端,所述前端为远离所述镜筒的一端。

12、第三方面,本实用新型实施例还提供了一种人造卫星,包括第二方面所述的一体化热控系统。

13、本实用新型实施例提供的一体化热控装置、系统及人造卫星中,一体化热控装置应用于人造卫星上的蓄电池组和光学相机,该一体化热控装置包括第一支撑架、第一多层隔热组件、辐射组件、第二支撑架和第二多层隔热组件;第一支撑架与第一多层隔热组件固定连接,第一多层隔热组件通过第一支撑架包覆蓄电池组的外表面;辐射组件设置在光学相机的主镜框架的背面,辐射组件用于采用间接辐射控温技术对主镜框架进行温度控制;第二支撑架与第二多层隔热组件固定连接,第二多层隔热组件通过第二支撑架包覆辐射组件的背面;第一支撑架和第二支撑架均由石墨烯薄膜制成,且第一支撑架和第二支撑架是一体化设计的。这样采用基于多层隔热组件的被动热控手段和基于辐射组件的间接辐射主动控温手段,有效解决了蓄电池组和光学相机的高精度控温问题,并且采用一体化设计的由石墨烯薄膜制成的第一支撑架和第二支撑架,使得辐射组件侧加热回路产生的热量和蓄电池组工作时产生的热量,可通过一体化的石墨烯薄膜实现快速高效的热交换,在保证蓄电池组和光学相机主体温度的前提下,节约了整星加热回路资源,减轻了热控装置的重量,节约了成本。



技术特征:

1.一种一体化热控装置,其特征在于,应用于人造卫星上的蓄电池组和光学相机;所述一体化热控装置包括第一支撑架、第一多层隔热组件、辐射组件、第二支撑架和第二多层隔热组件;所述第一支撑架与所述第一多层隔热组件固定连接,所述第一多层隔热组件通过所述第一支撑架包覆所述蓄电池组的外表面;所述辐射组件设置在所述光学相机的主镜框架的背面,所述辐射组件用于采用间接辐射控温技术对所述主镜框架进行温度控制;所述第二支撑架与所述第二多层隔热组件固定连接,所述第二多层隔热组件通过所述第二支撑架包覆所述辐射组件的背面;

2.根据权利要求1所述的一体化热控装置,其特征在于,所述辐射组件包括辐射板、加热器和温度传感器,所述辐射板安装在所述主镜框架的背面,所述加热器和所述温度传感器均设置在所述辐射板的背面,所述加热器用于对所述辐射板进行加热,所述温度传感器用于检测所述辐射板的温度。

3.根据权利要求2所述的一体化热控装置,其特征在于,所述辐射板为3mm厚的高导热石墨扩热板。

4.根据权利要求1所述的一体化热控装置,其特征在于,所述石墨烯薄膜为300μm厚的高导热柔性石墨烯薄膜。

5.根据权利要求1所述的一体化热控装置,其特征在于,所述石墨烯薄膜的两侧分别复合一层聚酰亚胺膜。

6.根据权利要求1所述的一体化热控装置,其特征在于,所述第一多层隔热组件的最外层和所述第二多层隔热组件的最外层均设置有双面镀铝聚酯膜。

7.一种一体化热控系统,其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的一体化热控装置,还包括设置在人造卫星上的蓄电池组和光学相机;所述一体化热控装置用于对所述蓄电池组和所述光学相机进行温度控制。

8.根据权利要求7所述的一体化热控系统,其特征在于,所述蓄电池组包括蓄电池单体和底板,所述蓄电池单体通过所述底板安装在所述人造卫星的舱板上,所述底板朝向所述舱板的外表面采用黑色阳极氧化处理。

9.根据权利要求7所述的一体化热控系统,其特征在于,所述光学相机包括主镜,以及依次设置的遮光罩、镜筒、主镜框架和焦面箱,所述主镜设置在所述主镜框架内;所述主镜框架的除背面之外的外表面、所述镜筒的外表面和所述遮光罩后端的外表面均包覆有第三多层隔热组件,所述遮光罩前端的外表面设置有白漆热控涂层;其中,所述后端为靠近所述镜筒的一端,所述前端为远离所述镜筒的一端。

10.一种人造卫星,其特征在于,包括权利要求9所述的一体化热控系统。


技术总结
本技术提供了一种一体化热控装置、系统及人造卫星,涉及卫星热控制技术领域,本技术采用基于多层隔热组件的被动热控手段和基于辐射组件的间接辐射主动控温手段,有效解决了蓄电池组和光学相机的高精度控温问题,并且采用一体化设计的由石墨烯薄膜制成的第一支撑架和第二支撑架,使得辐射组件侧加热回路产生的热量和蓄电池组工作时产生的热量,可通过一体化的石墨烯薄膜实现快速高效的热交换,在保证蓄电池组和光学相机主体温度的前提下,节约了整星加热回路资源,减轻了热控装置的重量,节约了成本。

技术研发人员:刘立帅,付兴科,徐敏,孙承志,吴昕颖,刘芮,黄泳,赵研博,刘彦勇,李义飞
受保护的技术使用者:株洲太空星际卫星科技有限公司
技术研发日:20230626
技术公布日:2024/1/15
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