专利名称：一种适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及空间散热仪器的技术领域，具体涉及一种适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器。
背景技术：
随着空间对地观测技术的发展，空间光学遥感器上成像电子学系统日益复杂庞大，相应工作热耗也越来越高，这就要求散热设计具有较高的散热效率。对于外层空间工作的空间光学遥感器，散热热沉往往是空间冷黑，因此，空间辐射散热器常被用于散热设计的最终途径，其散热效率则是决定散热设计的重要因素之一。目前主要应用的辐射散热器结构形式为裸露的辐冷板，当辐冷板完全朝向宇宙冷黑环境时，其散热效率最高。对于在太阳同步轨道上工作的空间光学遥感器，存在工作寿命周期内始终不受太阳光照射的“非受晒面”，“非受晒面”无太阳直接辐射，受到的空间外热流大大减少，散热效率相对较高，因此，理想条件下，辐射散热器应置于该面。但在实际工作中，有可能受到有效载荷与安装平台的相对位置关系、安装条件、散热系统内部传热路径等因素的限制，辐射散热器无法安装在“非受晒面”上，此时会受到太阳直接辐射、地球红外辐射和地球太阳反照外热流的共同作用，外热流密度增加，从而影响辐射散热器的工作效率。
发明内容
针对实际工作中辐射散热器不能安装在“非受晒面”的问题，为了尽可能减少外热流对其散热能力的影响，本发明提出了一种可以有效的屏蔽太阳同步轨道外热流，提高其工作效率，具有简单可靠的屏蔽结构的适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下一种适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器，该辐射散热器的辐冷板上连接有用于遮挡来自太阳和地球两个方向的外热流的外热流屏蔽结构。在上述技术方案中，所述辐冷板为设置在空间光学遥感器的外部，用于对其进行散热的矩形平板结构。在上述技术方案中，所述外热流屏蔽结构包括设置在所述辐冷板外侧边缘的，与所述辐冷板相互垂直的太阳屏；设置在所述对面的侧屏；与所述太阳屏和所述侧屏均相互垂直的地球屏。在上述技术方案中，所述太阳屏和所述地球屏均为矩形，所述侧屏为三角形。在上述技术方案中，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏的高度相同。在上述技术方案中，所述侧屏的两个直角边分别与所述地球屏和所述辐冷板相互垂直。在上述技术方案中，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏均为铝合金材料制成。
在上述技术方案中，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏的外表面设有减少对外热流吸收和发射的涂层。在上述技术方案中，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏与所述辐冷板之间，分别设有可以减少热传导的隔热结构。本发明的适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器，其具有以下优点本发明的适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器，可完全屏蔽来自太阳和地球的两个方向的外热流，同时还可屏蔽来自地球方向的太阳反照热流。取太阳常数为1353W/m2，地球平均红外辐射密度为237 W/m2，若辐冷板法线方向与卫星——地心连线角度为65度，太阳辐射方向与辐冷板面夹角为20度，卫星高度h为600km，则通过辐射角系数估算，到达辐冷板的太阳辐射热流密度为462 W/m2，地球红外热流密度约为108 ff/m2,总量可达570 W/m2，通过本发明的适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器的实 施，则可完全屏蔽此两个方向的外热流，此外还可屏蔽来自地球方向的太阳反照热流。本发明的适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器，结构无主动部件，简单可靠。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图I是本发明的辐射散热器一种具体实施方式
的整体结构示意图。图2是图I所示的具体实施方式
中的辐射散热器的太阳方向辐射屏蔽示意图。图3是图I所示的具体实施方式
中的示意辐射散热器的地球方向辐射屏蔽的轨道剖面图。图4是图3中虚线区域的局部放大示意图。图中的附图标记表示为I-辐冷板；2-地球屏；3-太阳屏；4-侧屏。
具体实施例方式本发明的发明思想为对于太阳同步轨道，其轨道面和太阳辐射所成角度比较稳定，理想情况下，为避免太阳辐射直射，一般将辐射散热器安装在遥感器载荷舱的背光侧，还要尽量避免来自地球的红外辐射和太阳反照。但由于受到安装条件、结构布置等因素的限制，辐射散热器在实际工作中总会受到一定的外热流辐射，为此本发明提出在辐射散热器辐冷板边缘三面根据具体的姿态和受照角度安装屏蔽屏，通过对外热流进行遮挡，即可屏蔽全部或大部分来自太阳和地球方向的外热流。下面结合附图对本发明做以详细说明。图I至4显示了本发明的适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器的一种具体实施方式
。本发明的辐射散热器的一种实际形式如图I所示，各屏安装在辐冷板I的边缘，并与辐冷板I平面垂直。在太阳辐射一侧安装长方形太阳屏3，对太阳辐射热流进行屏蔽，太阳屏3还可以兼做该侧的地球侧向的热流屏蔽；地球侧安装长方形地球屏2，对地球红外和太阳反照进行屏蔽；另一侧面安装三角形侧屏4屏蔽来自该方向的地球热流。所述太阳屏3、所述地球屏2和所述侧屏4均为铝合金材料制成，外表面采用低太阳吸收率和发射率涂层减少对外热流的吸收，并在屏与辐冷板组装时之间添加隔热结构，减少热传导带来的影响。各屏具体尺寸等与辐射角度和轨道参数等有关，具体说明如下对于太阳辐射的屏蔽，如图2所示，太阳辐射方向与辐冷板I平面夹角为A，在辐冷板I面对太阳辐射一侧安装太阳屏3对其进行屏蔽，若辐冷板高度为Cl1，可以算得太阳屏长度应为 L1=Cl1 X tanA对于地球方向外热流的屏蔽，如图3轨道剖面图以及图4所示，地球半径R=6400km,卫星高度为h，设H=R+h，K=R/H，在地球一侧安装地球屏2对地球方向外热流进行屏蔽，地球屏2与卫星一地心连线夹角为B，辐冷板长度为d2，地球屏2长度为L2。为保证地球屏2完全遮蔽辐冷板I对地球的角系数，从辐冷板顶点做一到地球的切线，地球屏2长度只要能与切线相交即可保证辐冷板完全“看不见”地球。
切线与辐冷板I夹角为E，则L2=d2X tanE由于辐冷板I高度远远小于卫星高度，故切点处半径与卫星一地心连线夹角为arccosK,由简单几何关系可知E=180-B-arccos (K)故已知卫星高度和辐冷板I安装角度的情况下可以求得地球屏2的最小长度L2=dX tan [180-B-arccos (K)]若卫星高度为1000km，B为80度，辐冷板I高度为O. 5m,则可求得地球屏2长度1^2 ~1. 36π ο显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.一种适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器，其特征在于，该辐射散热器的辐冷板上连接有用于遮挡来自太阳和地球两个方向的外热流的外热流屏蔽结构。
2.根据权利要求I所述的辐射散热器，其特征在于，所述辐冷板为设置在空间光学遥感器的外部，用于对其进行散热的矩形平板结构。
3.根据权利要求2所述的辐射散热器，其特征在于，所述外热流屏蔽结构包括 设置在所述辐冷板外侧边缘的，与所述辐冷板相互垂直的太阳屏； 设置在所述对面的侧屏； 与所述太阳屏和所述侧屏均相互垂直的地球屏。
4.根据权利要求3所述的辐射散热器，其特征在于，所述太阳屏和所述地球屏均为矩形，所述侧屏为三角形。
5.根据权利要求4所述的辐射散热器，其特征在于，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏的高度相同。
6.根据权利要求4所述的辐射散热器，其特征在于，所述侧屏的两个直角边分别与所述地球屏和所述辐冷板相互垂直。
7.根据权利要求3-6任一所述的辐射散热器，其特征在于，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏均为铝合金材料制成。
8.根据权利要求7所述的辐射散热器，其特征在于，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏的外表面设有减少对外热流吸收和发射的涂层。
9.根据权利要求7所述的辐射散热器，其特征在于，所述太阳屏、所述地球屏和所述侧屏与所述辐冷板之间，分别设有可以减少热传导的隔热结构。
全文摘要
本发明涉及一种适用于太阳同步轨道空间光学遥感器的辐射散热器，解决实际工作中辐射散热器不能安装在遥感器“非受晒面”的问题，它通过有效的屏蔽太阳同步轨道外热流，提高辐射散热器的工作效率。本发明所述辐射散热器由辐冷板、地球屏、太阳屏、侧屏组成，太阳屏对太阳辐射热流进行屏蔽，同时兼做该侧的地球红外热流屏蔽，地球屏对地球红外和太阳反照热流进行屏蔽，三角形侧屏用来屏蔽来自该方向的地球热流。在实际应用当中，根据遥感器具体的姿态和受照角度安装屏蔽屏，可实现对全部或大部分来自太阳和地球方向外热流的屏蔽。本发明的结构无主动部件，简单可靠。
文档编号G01D11/00GK102944256SQ201210487220
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者刘巨, 崔抗, 关奉伟, 杨近松, 江帆, 于善猛 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所