基于环路热管的空间热管辐射器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天热控技术领域，具体涉及一种基于环路热管的空间热管辐射器。
【背景技术】
[0002]在空间环境中，飞行器不能利用传导和对流的方法将其废热排散到空间去，辐射散热几乎是空间飞行器唯一的散热途径。空间辐射器是空间飞行器上的散热系统，它把来自热源的废热经其表面向空间辐射。
[0003]随着载人航天和深空探测的发展，空间飞行器的功耗也随之快速增加，从几千瓦到数百兆瓦，给辐射器散热性能带来很大的挑战;其次，辐射器遭遇空间碎片和微流星撞击的概率大大增加，给辐射器的可靠性设计提出了更高的要求;此外，高精密仪器的携带，要求高精度温度控制系统，特别是光学仪器，还要求高稳定性，飞行过程中不可出现振动情况，从而影响成像质量。
[0004]现有技术中，基于流体回路的空间辐射器由于传热能力强、控温精度高、可靠性强被广泛应用。但是基于流体回路的空间辐射器需要通过栗驱动，不可避免的会引入振动，振动对空间飞行器内的光学仪器的成像质量造成影响。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是解决现有技术中基于流体回路的空间辐射器振动大，影响空间飞行器内的光学仪器的成像质量的技术问题，提供一种基于环路热管的空间热管辐射器。
[0006]本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。
[0007]基于环路热管的空间热管辐射器，主要包括辐射冷板、十字交叉热管网和环路热管；
[0008]所述辐射冷板的内表面设有多个纵向凹槽；
[0009]所述十字交叉热管网由多根纵向热管和多根横向热管组成，纵向热管与纵向凹槽一一对应，纵向热管固定在纵向凹槽内且与纵向凹槽的内壁紧密接触，所述横向热管与纵向热管垂直，固定在辐射冷板的内表面上；
[0010]所述环路热管为一个或者多个，环路热管的冷凝器固定在辐射冷板内表面的裸露区域上，环路热管的蒸发器和储热器固定在散热器件上。
[0011 ]进一步的，所述辐射冷板的外表面粘贴玻璃二次表面镜(OSR)或F46膜。
[0012]进一步的，所述辐射冷板的材质为导热系数在120W/(m.K)以上的导热材料;更进一步的，辐射冷板的材质为铝合金。
[0013]进一步的，所述福射冷板的厚度在2mm以上。
[0014]进一步的，所述任意相邻的两个纵向凹槽的间距为200-400mm。
[0015]进一步的，所述纵向热管和横向热管均为槽道式热管;更进一步的，所述槽道式热管的材质为铝氨。
[0016]进一步的，所述任意相邻的两个横向热管的间距为200-400mm。
[0017]进一步的，所述纵向凹槽与纵向热管的接触面涂有导热胶或者导热酯;所述横向凹槽与辐射冷板的接触面涂有导热胶或者导热酯;所述冷凝器与辐射冷板的接触面涂有导热胶或者导热酯。
[0018]进一步的，所述环路热管为平板式环路热管。
[0019]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0020]本发明的基于环路热管的空间热管辐射器能够解决空间飞行器远程大功率集中散热问题，给空间飞行器提供良好的温度环境，具有传热能力强、控温精度高、可靠性高等优点，且振动小，对空间飞行器内的光学仪器的成像质量基本无影响。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的基于环路热管的空间辐射器的结构示意图(图中省略储热器)；
[0022]图2为本发明的十字交叉热管网与辐射冷板的结构示意图；
[0023]图3为本发明实施方式中平板式环路热管的结构示意图；
[0024]图中，1、辐射冷板，2、十字交叉热管，21、纵向热管，22、横向热管，3、冷凝管，4、液体管，5、蒸汽管，6、蒸发器，7、储热器。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图进一步说明本发明。
[0026]如图1-3所示，本发明的基于环路热管的空间热管辐射器，主要包括辐射冷板1、十字交叉热管网2和环路热管。
[0027]其中，辐射冷板I是空间飞行器对外散热的窗口，辐射冷板I通过热辐射的方式将空间飞行器的热量散失到冷黑空间中，是热管辐射器中最重要的组成部分，直接关系到散热的好坏。为保证热量的较快传递，辐射冷板I应采用高导热率的材料，即导热系数在120W/(m.K)以上的材料，如铝合金。为保证辐射冷板I的强度，辐射冷板I的厚度不小于2mm。辐射冷板I的外表面(面向冷黑空间的表面)粘贴玻璃二次表面镜(OSR)或粘贴其他散热性能好的薄膜，如F46膜。辐射冷板I的内表面冲压有多个纵向凹槽11，任意相邻的两个纵向凹槽11的间距为200-400mm，纵向凹槽11既可以用于安装纵向热管22，也可以增强辐射冷板I的强度。
[0028]十字交叉热管网2由多根纵向热管21和多根横向热管22组成，纵向热管21与纵向凹槽11--对应，纵向热管21通过螺钉固定在纵向凹槽11内且与纵向凹槽11内壁紧密接触，纵向热管21与纵向凹槽11间涂有导热胶或者导热酯。横向热管22与纵向热管21垂直，通过螺钉固定在辐射冷板I的内表面上，横向热管22与辐射冷板I的接触面涂有导热胶或者导热酯，任意相邻的两个横向热管22的间距为200-400mm。纵向热管21和横向热管22均为槽道式热管，优选材质为招氨，截面尺寸为30mmX 15mm。
[0029]环路热管没有特殊限制，具体根据要求选择，由于平板式环路热管具有传热距离远、传热能力强等优点，一般采用平板式环路热管。平板式环路热管主要包括冷凝器3、液体管4、蒸汽管5、蒸发器6和储液器7，其具体连接关系为现有技术，此处不再赘述。冷凝器3用螺钉固定到辐射冷板I内表面的裸露区域上，接触面涂抹导热胶或导热脂;冷凝器3包括冷凝管和2mm厚的铝板，为保证热量更好的传递，冷凝管预埋或焊接到铝板上，冷凝器3的宽度优选250mm-270mm，长度可根据散热量的大小进行设计。液体管4和蒸汽管5用管卡子固定到空间飞行器的其他结构件上。蒸发器6内置毛细芯结构，储液器7串联连接在管路中，用于储存多余的液体，蒸发器6和储液器7用螺钉固定到需要散热的器件上，接触面涂抹导热胶或导热脂。环路热管可以为一个或多个，每个环路热管的蒸发器6和储液器7连接一个大功率器件或者大功率仪器，根据大功率器件或大功率仪器的散热量确定所需环路热管的型号，之后确定冷凝器3所需面积。辐射冷板I连接多个环路热管的冷凝器3，达到多个大功率器件和大功率仪器集中散热的目的。
【主权项】
1.基于环路热管的空间热管辐射器，主要包括辐射冷板(I)和环路热管(3)，其特征在于，还包括十字交叉热管网(2); 所述辐射冷板(I)的内表面设有多个纵向凹槽(11); 所述十字交叉热管网(2)由多根纵向热管(21)和多根横向热管(22)组成，纵向热管(21)与纵向凹槽(11)--对应，纵向热管(21)固定在纵向凹槽(11)内且与纵向凹槽(11)的内壁紧密接触，所述横向热管(22)与纵向热管(21)垂直，固定在辐射冷板(I)的内表面上；所述环路热管为一个或者多个，环路热管的冷凝器(3)固定在辐射冷板(I)内表面的裸露区域上，环路热管的蒸发器(6)和储热器(7)固定在散热器件上。2.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板(I)的外表面粘贴OSR或F46膜。3.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板(I)的材质为导热系数在120W/(m.K)以上的导热材料。4.根据权利要求3所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述导热材料为铝合金。5.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述辐射冷板(I)的厚度在2mm以上。6.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述任意相邻的两个纵向凹槽(11)的间距为200-400mm。7.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述纵向热管(21)和横向热管(22)均为槽道式热管。8.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述任意相邻的两个横向热管(22)的间距为200-400mm。9.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述纵向凹槽(II)与纵向热管(21)的接触面涂有导热胶或者导热酯，所述横向凹槽(21)与辐射冷板(I)的接触面涂有导热胶或者导热酯，所述冷凝器(3)与辐射冷板(I)的接触面涂有导热胶或者导热酯。10.根据权利要求1所述的基于环路热管的空间热管辐射器，其特征在于，所述环路热管为平板式环路热管。
【专利摘要】基于环路热管的空间热管辐射器，属于航天热控技术领域。解决了现有技术中基于流体回路的空间辐射器振动大，影响空间飞行器内的光学仪器的成像质量的问题。本发明的辐射器主要包括辐射冷板、十字交叉热管网和环路热管；辐射冷板的内表面冲压有多个纵向凹槽；十字交叉热管网由多根纵向热管和多根横向热管组成，纵向热管与纵向凹槽一一对应，纵向热管固定在纵向凹槽内且与纵向凹槽的内壁紧密接触，横向热管与纵向热管垂直，固定在辐射冷板的内表面上；环路热管的冷凝器固定在辐射冷板内表面的裸露区域上。该辐照器具有传热能力强、控温精度高、可靠性高等优点，且振动小，对空间飞行器内的光学仪器的成像质量基本无影响。
【IPC分类】B64G1/50, F28D15/02
【公开号】CN105523198
【申请号】CN201510967512
【发明人】黄勇, 郭亮, 杨献伟, 张旭升, 刘春龙, 胡日查
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月22日